Summary: “Using the dynamic window‐model in Norwegian climate” is a project which studies the possibility of using a dynamic window‐model in a Norwegian climate. A dynamic window is primarily intended for use in cases of rehabilitation of buildings not equipped with HVAC systems. The description of a dynamic window is a window which has free or forced ventilation of air between the outer and inner glass surface. The idea is that the air which passes through the window will be preheated by the sun and heat transfer from the inner glass surface. Considering the long cold winters and temperate summers in Norway, the question is how the dynamic window‐model will perform in these conditions. This master thesis is initiated with a literature study to understand the basic on this type of window‐model and gain knowledge on how far research has progressed in this general field. To achieve low U‐values a dynamic window should consist of three glass layers or more, whereas one of the glass layers should be a low energy glass. Turbulent flow patterns should be avoided as this increases heat‐transfer between glass surfaces on each side of the ventilated cavity, turbulent flow patterns is indicated to form in ventilated cavities with depths between 25 and 50 mm. These findings can be reviewed in chapter 2 and 3. Due to the time schedule given to complete this master thesis some limitations considering the width of the project had to be made. Based on the literature study four dynamic window‐models, denoted as A, B, C and D, were designed to be tested for selected simulation days. The simulation days were chosen according to the following criteria; cold clear winter day, overcast winter day, warm clear summer day and overcast summer day. The European simulation software WIS 3.0.1 was used to simulate the selected dynamic window‐models and simulation days. WIS is a versatile simulation tool that is able to calculate the properties of complex window systems and components, as well as calculate the temperature development through the dynamic windows. A total of 1032 simulations form the basis for evaluating the dynamic windowmodels. Chapter 4 includes data on window constructions, weather data, simulation days, calculations and simulations in general. Data acquired from the simulations were put into spreadsheets and graphs to compare Uvalues, g‐values, inner glass surface temperatures and supply air temperatures. Simulation data were also used to calculate heat gain and ‐loss considering heat transfer, solar heat gain and ventilation. The results and comparisons are presented in chapter 5. The results show that U‐values are halved by halving the amount of air passing through the windows. The results also show that the lowest U‐ and g‐values is achieved by placing the energy glass on the outer surface facing the outside, as done for window‐model A and C. The supply air temperature is affected the most by solar radiation. Window‐model B and D are highly affected by solar radiation and experience the greatest temperature fluctuations during the day. Window B and D also experience the highest inner glass surface temperatures, while the surface temperatures for windows A and C are slightly lower in summer conditions. Window‐model A experiences the lowest inner surface temperatures in winter, while this window also has stabile high supply air temperatures in winter and lower supply air temperatures in summer than the other window‐models. Not unexpectedly, using external blinds in summer significantly reduces the g‐value and inner glass surface temperature, and in some extent the supply air temperature. Using full or halved air volumes through the windows shows only small differences in combination with use of external blinds in summer conditions considering the inner surface temperature. Considering supply air temperature, variations of air volume through the windows show greater impact on the various windows and simulation days. The conclusion of this master thesis is that the dynamic window‐model can be used in a Norwegian climate with good results. Window‐model A and C are considered to be the windows best suited for use in a Norwegian climate, this is based on the results from the simulations. Window A and C show some differences in a winter situation, window A has a lower inner surface temperature than window C, while the situation is opposite considering supply air temperatures. The rate of air passing through the window should be lowered in a winter situation to better the windows preheat ability, while higher air volumes would be preferred in summer. The external blinds reduced heat gain due to solar radiation in summer considerably.
Norsk sammendrag: ”Bruk av den dynamiske vindusmodellen i norsk klima” er ett masterprosjekt som ser på muligheten for å benytte en dynamisk vindusmodell i et norsk klima. Et dynamisk vindu er i hovedsak tenkt brukt ved rehabilitering av bygg som ikke har et ventilasjonsanlegg som tilfører friskluft. Tilluften går gjennom vinduet i en luftspalte mellom det ytterste og det innerste glass laget. Tanken er at luften vil bli forvarmet ved hjelp av solstråling og varmeoverføring som kommer gjennom det innerste glasslaget fra rommet på innsiden. Siden det i Norge er kalde vintre og relativt varme sommere er spørsmålet hvordan vinduet vil respondere på det varierende klimaet. Prosjektet er innledet med en litteraturstudie for å kartlegge grunnleggende forståelse for temaet og for å undersøke hvor langt forskningen har kommet på området. For å oppnå lavere U‐verdi bør et dynamisk vindu bestå av tre eller flere glass, hvor av et glass bør være et energiglass. Turbulent strømning bør unngås ettersom dette øker varmeoverføringen i luftstrømmen, turbulent strømning er indikert å oppstå i hulrom med dybde mellom 25 og 50 mm. Dette kan det leses mer om i kapittel 2 og 3. Ettersom oppgaven er skrevet i en begrenset tidsperiode var det nødvendig å avgrense området litt. På bakgrunn av litteraturstudiet ble det designet fire forskjellige vindusmodeller, betegnet som A, B, C og D, som skulle testes for utvalgte simuleringsdager. Simuleringsdagene valgtes etter kriteriene klar kald vinterdag, overskyet vinterdag, klar varm sommerdag og overskyet sommerdag. De forskjellige vinduskombinasjonene, simuleringsdagene sammen med to forskjellige luftmengder, ulike glasstyper og utvendige persienner for sommerdagene ble lagt inn i simuleringsprogrammet WIS Software 3.0.1. WIS er ett allsidig simuleringsverktøy som kan beregne egenskapene til vindussystemer og komponenter samt beregne temperaturforløpet gjennom vinduene. Totalt ble det utført 1032 simuleringer som danner grunnlaget for sammenlikningene hvor resultatene er hentet fra. Vinduskonstruksjoner, værdata, simuleringsdager, beregninger og simuleringer kan det leses mer om i kapittel 4. Alle data fra simuleringene ble ført inn i regneark og grafer for å kunne sammenlikne Uverdier, g‐verdier, innvendig overflatetemperaturer og tilluftstemperaturer fra den ventilerte luftspalten for alle vinduene. Simuleringsdataene bruktes også til å beregne energitilskudd/tap fra varmegjennomgang, soltilskudd og ventilasjon for å kunne se på en total energibetraktning for de forskjellige vinduene. Resultatene og sammenlikningene er presentert og beskrevet i kapittel 5. Resultatene fra sammenlikningene viser at U‐verdiene halveres ved å halvere luftmengden og at de laveste U‐ og g‐verdiene oppnås ved å plassere energiglasset ytterst i vinduskonstruksjonen, som det er gjort i vindu A og C. Når det gjelder temperaturene blir tilluftstemperaturen inn i rommet fra den ventilerte spalten mest påvirket av solstrålingen. Vinduene B og D er de vinduene som påvirkes raskest av solen og får de største temperatursvingningene i løpet av dagen. Vinduene B og D er også de vinduene som gir de høyeste overflatetemperaturene, mens vindu A og C ligger litt lavere om sommeren. Den klart laveste innvendige overflatetemperaturen om vinteren er for vindu A, samtidig som dette vinduet også har den jevnt høyeste temperaturen om vinteren når det gjelder tilluftstemperaturen, og den laveste på sommeren. Ikke uventet reduserer de utvendige persiennene g‐verdien og den innvendige overflate temperaturen betraktelig, og til dels også tilluftstemperaturen. Luftmengdene når persiennene er nede har liten betydning når det gjelder påvirking av den innvendige overflatetemperaturen, men når det gjelder lufttemperaturen inn i rommet gir halvert luftmengde større utslag for de forskjellige vinduene og simuleringsdagene. Konklusjonen for denne rapporten er at det dynamiske vinduet vil kunne benyttes med gode resultater for det norske klimaet. Vindu A og C er de vinduene som forfatterne mener er best egnet med bakgrunn i de undersøkte kriteriene. Den største forskjellen på vindu A og C er at for vintersituasjonen vil vindu A ha en lavere innvendig overflatetemperatur enn vindu C, mens for tilluftstemperaturen vil det være motsatt. Lufthastigheten bør senkes om vinteren for å få bedre utnytte av forvarmingen, mens om sommeren bør luftmengdene være høyere. De utvendige persiennene hjelper til å redusere varmetilskuddet om sommeren betraktelig.
Supervisor(s): Olena Kalyanova LARSEN & Per HEISELBERG (AAU).
Acknowledgements: Aalborg Universitet; HiO.

Summary: As a consequence of the building sectors energy use the directive 2002/91/EC is revised to” Energy Performance of Buildings, EPBD, Recast 2010”, with the goal of reaching “Near Zero Energy Buildings”, NZEB, during 2020. When the average energy consumption in existing Norwegian office buildings is at 245 kWh / m 2, and where ventilation constitutes to a major share of the total energy use, 40 % from TEK07, one sees a lot to gain by making efforts here. In Norway, there has been normal to dimension the ventilation systems in office buildings with constant air supply, CAV. With use of CAV you do not take into account how many people who use the office within the operation time. A prerequisite for achieving the ambitious target of NZEB is to renovate ventilation systems from CAV to VAV. There are a number of “smart” VAV systems in today’s market, here it’s decided to focus on Digital Demand Controlled Ventilation, DBV. This thesis is developed in the last semester of the Master in Indoor Environmental Engineering, which is a result of collaboration between the University of Aalborg, and the University College of Oslo. The aim of the thesis is to evaluate the DBV’s functionality with field measurements and theoretical calculations. With some of the DBV systems uniqueness being that it’s based on volume flow control the theoretical SFP-factor for the air handling unit (AHU) during part-load will be compared with a conventional constant static pressure-controlled system. Furthermore, one should consider how the DBV can be implemented in renovation projects. The theoretical consideration is simulated with Ductsim, a program, developed by SINTEF. While field measurements are carried out on Storgata 33, a renovation project implemented with DBV. Based on the calculated fan pressure range> 60% of full flow it emerges the system curve for the DBV system for all fractions of maximum airflow requires a less build up of fan pressure than a constant static pressure control system. Meaning big potential for savings in fan energi. For the area <60% curve is characterized by more uncertainty and approximations to theoretical models. There is therefore no basis for drawing any conclusion for this area. By increasing the dimension of the main duct in two operations, it was found that the relative variations of rooms in use (MAX), through the measurement series, was more than halved. Based on that observation it is reasonable to conclude that the increased ratio gives less variation between the measured combinations of “occupancy”. Lowest relative deviation was found with a ratio of 0.32.
Norsk sammendrag: På bakgrunn av byggsektorens høye energibruk er EU-direktivet 2002/91/EF er revidert til ”Energy Performance Of Buildings, EPBD, Recast 2010”, med mål om å nå ”Near Zero Energy Buildings”, NZEB, i løpet av 2020. Da gjennomsnittlig energibruk i eksisterende norske kontorbygg er på 245 kWh/m², og hvor ventilasjon er en av de største energipostene, 40 % fra TEK07, ser man et det mye å hente på å gjøre tiltak her. I Norge har det vært normalt å dimensjonere ventilasjonssystemer for kontorbygg med konstant lufttilførsel, CAV. Man tar altså ikke hensyn til hvor mange personer som befinner seg på kontoret innenfor driftstiden. En forutsetning for å nå det ambisiøse målet om NZEB er å rehabilitere ventilasjonssystemer fra CAV til VAV. Det finnes en rekke ”smarte” VAV-systemer på dagens marked, hvor det valgt å fokusere på Digital Behovsstyrt Ventilasjon, DBV. Oppgaven er utarbeidet i siste semester av masterstudiet Energi og Miljø i Bygg, som er et resultat av et samarbeid mellom Universitetet i Aalborg og Høgskolen i Oslo. Målet med oppgaven er å evaluere DBV`s funksjonalitet med feltmålinger og teoretisk betraktninger. Da noe av det unike med DBV-systemet er at det reguleres direkte på luftmengde vil man sammenligne SFP ved varierende luftmengder for DBV med teoretiske verdier for et vanlig konstant statisk trykkstyrt system. Videre skal man vurdere fordeler og ulemper for DBV i rehabiliteringsprosjekter. De teoretiske betraktningene simuleres med programmet Ductsim, utviklet av SINTEF. Mens feltmålingene utføres i Storgata 33, i et rehabiliteringsprosjekt i forbindelse med bruk av DBV. Det ble funnet langt bedre stabilitet i DBV-anlegget når en større del av totaltrykkfallet ble lagt over siste avstikker til ventil. Laveste relative avvik ble funnet når dette forholdet var på 0,32.
Supervisor(s): Rasmus Lund Jensen (AAU).
Acknowledgements: Aalborg Universitet; HiO (Finn Drangsholt); Stiftelsen VEKST (Bjørn Tore Larsen); SINTEF Byggforsk (Peter G. Schild); SAAS Prosjekt (Paal Hansen, Kjetil Hansen, Janusz Siczek); Multiconsult (Ørnulf Kristiansen); Energima AS.

Summary: Several passive house projects have been built in Norway and Denmark, and many other projects are in the planning phase. Today’s passive house regulations have strict requirements on heating and ventilation demand as well as recommendations on the thermal comfort. The regulations have no clear requirements on the documentation of the indoor environment and thermal comfort together with energy calculations. The thesis evaluates parameters influencing indoor environment in low-energy buildings. The literature study has revealed 4 parameters in relation to indoor environment that often occur in passive houses. The parameters like too low and too high relative humidity, high CO₂-level and high and low temperatures are being evaluated towards theory. The overall goal with the passive house concept is to reduce the energy consumption in buildings. Today’s criteria set by PHI and other institutions are to ensure the implementation of the concept. The thesis has revealed some weak points in today’s requirement scheme. As per today there are no clear requirements on the maximum temperature. The recommendations given to indoor environment in schools has been evaluated and changes are being suggested. The passive house reduces heating demand and one can achieve optimal indoor environment in passive schools by introducing good solutions and sufficient air volume. As a consequence of increased air volume, the fan power demand rises. This results in a new challenge which is to introduce requirements on specific fan power (SFP). The results from evaluating of different measures in residential buildings, shows that each measure has a positive impact on indoor environment. However, one can not achieve good indoor environment by implementing only one of the measures. The thermal comfort all year round is achieved by implementing measures like high degree of thermal mass, automatic shading device, increased capacity on heating battery and water based heating system. The energy consumption rises as a result of improved indoor environment. It is suggested to introduce requirements on the overall heat loss number, components, infiltration and total energy consumption. The requirements to the heating demand should be removed. Energy criteria for school buildings can not be applied on residential buildings.
Norsk sammendrag: En rekke byggeprosjekter med passivhusstandard er realisert i Norge og Danmark, og mange er også under planlegging. Dagens forslag til passivhusstandard stiller strenge krav til oppvarming og ventilasjon samt gir anbefalinger til termisk komfort. Standarden angir imidlertid ikke krav til dokumentasjon av inneklima og termisk komfort sammen med energiberegningen. Oppgaven går ut på å drøfte de grepene passivhusstandardene tar og som kan påvirke inneklima. Gjennom litteratursøk er det valgt fire problemstillinger i forhold til inneklima som ofte forekommer i passivhus. Problemstillingene som for lav og for høy relativ fuktighet, høy CO₂-nivå, over- og undertemperaturer er blitt vurdert opp mot teori. Den overordnede hensikten med passivhuskonseptet er å få ned energibruken i bygg. Kriteriene som settes i dag av PHI og andre instanser er satt for å ivareta konseptet. Det har i oppgaven blitt påpekt noen svakheter i dagens ordning. Det finnes per dags dato ingen krav til maksimaltemperaturer, anbefalingene som gis til inneklima i skoler og boliger har blitt vurdert og endringer foreslått. Passivhus reduserer oppvarmingsbehovet, og ved å stille krav til settpunkter for styringsstrategien sammen med tilstrekkelig luft, vil man kunne oppnå tilfredsstillende inneklima i passivskoler. På grunn av overtemperatur vil vifteenergiposten øke, dette fører til neste utfordring som er å stille krav til spesifikk vifteenergi (SFP). Resultatene fra vurderingen av forskjellige tiltak i boliger, viser at hvert enkelt tiltak har positiv innvirkning på inneklima i huset, men man oppnår ikke tilfredsstillende inneklima med kun implementering av et av disse. Ved å implementere tiltak som stor termisk masse, automatisk solavskjemingssystem, økt effekt på varmebatteri, vannbårent oppvarmingssystem oppnår man komforttemperaturer hele året. Konsekvensen av å oppnå tilfredsstillende inneklima er at energibruken økes. Det anbefales å soneinndele etter termisk belastning, slik at man kan legge inn ulike internlaster og tiltak som er tilpasset sonen, og dermed se inneklima- og energikonsekvensene i samme beregning. Det bør kun stilles krav til varmtapstall, komponenter, lekkasjetall og totalt energibruk. Krav til oppvarming bør avskaffes. Energikriteriene for boliger kan ikke i sin helhet benyttes for skolebygg.
Supervisor(s): Rasmus Lund Jensen (AAU).
Acknowledgements: HiO (Erling Bøe, Finn Drangsholt); Drammen eiendom (Rune Simensen); SINTEF Byggforsk (Mads Mysen); EvoTek AS (Rasmus Høseggen); Reinertsen AS (Kaja Hartmark); AAU (Tine S. Larsen); Erichsen & Horgen (Ida Bryn).