Solafskærmninger Kjeld Johnsen SBi-anvisning 264 Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet 2016
Titel Solafskærmninger Serietitel SBi-anvisning 264 Format E-bog Udgave 1. udgave Udgivelsesår 2016 Udgivet digitalt September 2016 Forfattere Kjeld Johnsen Redaktion Lise Lotte Beck Raunkjær, Dea Lindegaard Sprog Dansk Sidetal 119 Litteraturhenvisninger Side 116-119 Emneord Solafskærmning, afskærmningsfaktor, dagslys, blænding, udsyn, vinduer, myndighedskrav ISBN 978-87-563-1791-7 Layout Tegninger Fotos Omslagsillustration Udgiver Finn Gattmann Bo Amstrup Vestergaard Kjeld Johnsen, Steen Traberg-Borup, Jens Christoffersen, Erwin Petersen, Jan Carl Westphall og fabrikanterne af solafskærmning Mai-Britt Amsler Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet A.C. Meyers Vænge 15, 2450 København SV E-post sbi@sbi.aau.dk www.sbi.dk Der gøres opmærksom på, at denne publikation er omfattet af ophavsretsloven
Indhold Forord... 6 Indledning... 8 1 Krav og anbefalinger... 10 1.1 Bygningsreglementet... 10 1.2 Arbejdstilsynets vejledninger... 10 1.3 Standarder... 10 2 Grundbegreber, betegnelser og definitioner... 15 2.1 Solstråling... 15 2.2 Sollys... 16 2.3 Betegnelser, definitioner og symboler... 17 2.4 Referenceruder... 18 3 Afskærmningens funktioner... 20 3.1 Termisk komfort... 20 3.2 Visuel komfort... 24 3.3 Andre vigtige faktorer ved valg af solafskærmning... 33 4 Afskærmningstyper... 40 4.1 Sidefremspring ved lodret vindue...41 4.2 Vandret udhæng over vindue... 45 4.3 Lyshylder... 53 4.4 Markiser... 61 4.5 Lamelafskærmninger... 65 4.6 Screens... 76 4.7 Skodder og bevægelige rammesystemer... 82 4.8 Gardiner, foldegardiner, plisségardiner... 85 4.9 Solafskærmende ruder og solfilm... 88 4.10 Afskærmninger med mikrostrukturer... 91 4.11 Dagslyssystemer... 95 5 Solafskærmninger i kombination med ruder... 99 5.1 Afskærmningsfaktor ved kombination med forskellige ruder... 99 5.2 Beregning af total sol- og lystransmittans... 102 5.3 Diffus stråling...112 Litteratur...116 Publikationer, der henvises til i anvisningen...116 Øvrige publikationer...118 5
Forord Glas er et enestående bygningsmateriale, og de senere års udvikling i glas- og vinduesteknologi har gjort det muligt at udføre facader med 90-100 procent glas. De rene glasfacader passer godt til den dominerende trend i dansk arkitektur, hvor kendetegnet er enkle, rene og stramme linjer. Det er imidlertid en kendsgerning, at glasfacader i mange tilfælde har medført store energiomkostninger til ventilation og køling, samtidig med at indeklimaet ofte har været helt utilfredsstillende. Bygningsreglementets krav om en reduceret energiramme fra 2015 betyder, at man ikke længere kan opføre bygninger med rene glasfacader, uden at en del af energien tilføres fra vedvarende energikilder. I 2020 træder nye krav til energirammen i kraft, og de vil skærpe kravene til vinduer og facader yderligere. Både ud fra energi- og indeklimahensyn vil det derfor være nødvendigt at anvende solafskærmning, som kan tilpasse facaden til det skiftende behov over dagen og året. Traditionelt beskrives solafskærmningens funktion ved et enkelt tal, nemlig afskærmningsfaktoren, som udtrykker afskærmningens evne til at reducere solvarmen gennem ruden. Men afskærmningsfaktoren giver kun et meget forenklet billede af afskærmningens funktion og angiver kun solvarmereduktionen ved stråling vinkelret på ruden. Desuden angiver fabrikanter og tabelværker ofte afskærmningsfaktorer i forhold til rudetyper, som ikke anvendes i dag, nemlig ét lag glas eller traditionelle termoruder (uden energibelægning). I praksis har solafskærmninger stor betydning for det termiske og visuelle indeklima samt for opvarmnings-, ventilations- og kølebehov. Anvisningen beskriver solafskærmningens mange funktioner og gennemgår disse for de mest almindelige typer solafskærmning. Desuden beskriver anvisningen solafskærmningernes funktion i kombination med forskellige rudetyper, og der anvises metoder til at beregne total solvarmetransmittans for udvendige, indvendige og integrerede afskærmninger. Endelig viser diagrammer, hvordan man omregner afskærmningsfaktorer for solafskærmninger i kombination med forskellige rudetyper. 6
Anvisningen henvender sig til projekterende ingeniører og arkitekter, der kan bruge den som et redskab, når de vælger afskærmningsløsning i forbindelse med nybyggeri eller renovering. Anvisningen er udarbejdet med støtte fra Energistyrelsens Forskningsprogram EFP, ENS journal nr. 33033-0273. SBi vil gerne takke Erwin Petersen for kritisk gennemgang af anvisningen med mange værdifulde kommentarer og rettelser. Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet Afdelingen for Energieffektivitet, Indeklima og Bæredygtighed Søren Aggerholm Forskningschef 7
Indledning Denne anvisning er tænkt som et redskab til projekterende, der skal træffe beslutninger om facadeudformning og solafskærmning, hovedsageligt til større bygninger, fx kontorer, erhverv, institutioner og skoler. Beslutninger om facadens udformning træffes som regel meget tidligt i projekteringsforløbet, ofte allerede på skitsestadiet, for at bygherre og arkitekt kan afstemme forventninger til bygningens udseende. Facaden skal opfylde en lang række æstetiske og funktionelle krav, som ofte kan rumme indbyrdes konflikter. Facaden skal sikre bygningen tilstrækkeligt dagslys og give adgang til et godt udsyn fra bygningens rum, samtidig med at den skal kunne beskytte mod overophedning og blænding. Facaden skal også beskytte mod ekstern støj, samtidig med at naturlig eller hybrid ventilation ofte kræver åbninger i facaden. Facadens udformning har også betydning for sikkerheden, fx vedrørende brand, flugtveje og indbrud. Endelig har facaden i mange virksomhedsdomiciler ofte en vigtig imageværdi, idet den afspejler virksomhedens holdninger til fx miljøspørgsmål og åbenhed over for omverdenen. Samtidig med at man overvejer facaden, er det vigtigt, at man overvejer og beslutter, hvilken form for solafskærmning, der vil være nødvendig for at tilfredsstille brugerbehov og energikrav. Kravene vil i mange tilfælde være modsætningsfyldte, og desuden ændrer de sig hen over dagen og året. Derfor vil behov og krav bedst kunne opfyldes ved at anvende afskærmningstyper, der kan reguleres maksimalt, dvs. afskærmninger, som kan reducere solindfald og blænding mest muligt, og som på andre tidspunkter kan trækkes helt fra. Bemærk, at anvisningen benytter udtrykkene solafskærmning og afskærmning i flæng, sidstnævnte især for at understrege, at der er tale om flere funktioner end blot at skærme for solen. Anvisningens opbygning Afsnit 1, Krav og anbefalinger, giver en kort introduktion til relevante krav i Bygningsreglement 2015 (Trafik- og Byggestyrelsen, 2015). Lige som afsnittet kort beskriver vejledninger fra Arbejdstilsynet samt en række standarder, der er relevante ved valg af solafskærmning. Afsnit 2, Grundbegreber, betegnelser og definitioner, beskriver nogle vigtige egenskaber ved solstråling, som har betydning for forståelsen af solafskærmningens funktion. Desuden introducerer afsnittet afskærmningsfaktor og g-værdi. 8
Afsnit 3, Afskærmningens funktioner, beskriver afskærmningers vigtigste funktioner, specielt hvordan man kan klassificerer funktioner i forhold til termisk og visuel komfort efter den europæiske standard DS/EN 14501 (Dansk Standard, 2005a). Afsnit 4, Afskærmningstyper, gennemgår de almindeligste afskærmningstyper, både faste og regulerbare afskærmninger. Da der er udviklet adskillige specielle afskærmningsløsninger, kan oversigten ikke være udtømmende, og den skal derfor hellere betragtes som en gennemgang af principielle muligheder. Afsnittet angiver, i hvilken grad de udvalgte afskærmningstyper opfylder egenskaberne beskrevet i afsnit 3, Afskærmningens funktioner. I slutningen af afsnittet beskrives dagslyssystemer. Disse systemer har den primære funktion at udnytte dagslyset, samtidig med at generne fra direkte sollys reduceres. Der er altså ikke tale om solafskærmninger, som kan reducere solindfaldet markant, men om systemer, der i nogle tilfælde kan opfylde vigtige facadefunktioner. De fleste af disse systemer kan kun fungere i samspil med en supplerende solafskærmning. Afsnit 5, Solafskærmninger i kombination med ruder, beskriver, hvordan man beregner lys- og solenergitransmittans for afskærmninger i kombination med forskellige rudetyper. Afskærmningsfaktoren for en given afskærmning afhænger af ruden, den anvendes sammen med, og derfor er det vigtigt altid at kende denne såkaldte referencerude. Afsnittet indeholder diagrammer til omregning af afskærmningsfaktoren for en afskærmning, når den anvendes sammen med forskellige ruder. Da afskærmningsfaktor og g-værdi traditionelt kun er defineret for stråling vinkleret på ruden, er det vigtigt, at man ved projektering også tænker over, hvordan en afskærmning fungerer i forhold til diffus stråling. Afsnittet beskriver derfor også, hvordan persienner og andre lamelafskærmninger fungerer i forhold til diffus himmelstråling og diffus stråling reflekteret fra jorden eller omgivelserne. 9
1 Krav og anbefalinger Dette afsnit giver en oversigt over myndighedskrav til vinduer, dagslys og solafskærmninger. Der er tale om krav og vejledninger i Bygningsreglement 2015 (Trafik- og Byggestyrelsen, 2015), vejledninger fra Arbejdstilsynet samt standarder fra Dansk Standard. Myndighedskrav ændres fra tid til anden. Det er derfor den projekterendes ansvar at holde sig orienteret om, hvorvidt der er ændringer i forhold til de krav, der er angivet i dette afsnit. 1.1 Bygningsreglementet Bygningsreglementets kap. 6, Indeklima, og kap. 7, Energiforbrug, stiller krav, der vedrører vinduer, dagslys og solafskærmning (Trafik- og Byggestyrelsen, 2015). Det fremgår af kap. 6.5.1, at arbejdsrum, opholdsrum, beboelsesrum og fælles adgangsveje skal have tilfredsstillende lys, uden at det medfører unødvendig varmebelastning. Vejledningen fremhæver, at tilfredsstillende lys skal ses i sammenhæng med de aktiviteter og arbejdsopgaver, som skal udføres i rummet. Af kap. 6.5.2 fremgår det blandt andet, at vinduer skal udføres, placeres og eventuelt afskærmes, så solindfald gennem dem ikke medfører overophedning i rummene, og så gener ved direkte solstråling kan undgås. 1.2 Arbejdstilsynets vejledninger Arbejdstilsynets At-Vejledning A.1.2 (Arbejdstilsynet, 2008) vejleder om de hyppigste årsager til indeklimagener og angiver mulige løsninger. At-vejledningen giver blandt andet generel vejledning om temperaturforhold, lyset i rummet og blænding. At-Vejledning A.1.11 (Arbejdstilsynet, 2007) oplyser om krav til arbejdsrum, hvori der beskæftiges ansatte. At-vejledningen angiver i pkt. 7 og 8 kravene til dagslysforhold og udsyn. 1.3 Standarder Der findes en række danske og internationale standarder, som er relateret til solafskærmninger. I det følgende beskrives de vigtigste. 10