Simulation based complex energy assessment of office building fenestration

Abstract

The number of office buildings with highly fenestrated facades is currently increasing in Lithuania and neighboring countries. Highly fenestrated facades reduce energy consumption for lighting and simultaneously increase energy consumption for heating, cooling, air conveying and may cause thermal and visual discomfort. Pursuing to reduce negative effects of the highly glazed facade, special glasses are frequently used. However, such windows usually increase demand for lighting energy. Therefore, when making early decisions about glazing the building, it is important to have a complex evaluation of energy demand related to the specific case. The paper presents the results of analysis made using energy simulation tools. The obtained results have shown that when shading is not applied, the north is the most energy efficient orientation to glazing for an air conditioned office building in cool climate zones like Lithuania. The most energy efficient window-to-wall ratios (WWR) for the south, east and west oriented facade are 20%, whereas for the north it makes 20-40%. However, such WWR values do not satisfy standard requirements for day lighting. nas and Urbonas 2008).

Pastaraisiais metais Lietuvoje ir kaimyninėse šalyse daugėja administracinės paskirties pastatų, kurių dauguma išorinių atitvarų yra skaidrios. Didesnis įstiklinimo plotas lemia mažesnius energijos poreikius apšvietimui, tačiau didina šildymo ir vėsinimo sistemų energijos poreikius, sukelia šiluminį bei vizualinį diskomfortą. Neigiamai didelių skaidrių atitvarų įtakai sumažinti naudojami tamsinti ir kitų specialių charakteristikų stiklai, tačiau tai savo ruožtu didina energijos poreikį apšvietimui. Todėl, priimant sprendimus dėl pastato įstiklinimo, svarbu prieš tai kompleksiškai išnagrinėti konkretaus sprendimo įtaką pastato energijos poreikiams. Straipsnyje pateikiama modeliuojant gautų rezultatų analizė. Rezultatai parodė, kad vėsaus klimato šalyse, kurioms priklauso ir Lietuva, kondicionuojamų administracinių pastatų fasadų, kai nenaudojamos apsaugos nuo saulės priemonės, energiškai efektyviausias įstiklinimas yra į šiaurės pusę. Energiškai efektyviausias santykinis fasado įstiklinimo plotas pietinės, rytinės ir vakarinės orientacijos fasadams yra 20 %, o šiaurinės – 20–40 %. Tačiau tokie įstiklinimo plotai neatitinka norminių natūralaus apšvietimo reikalavimų.