Solskjerming og energiberegninger

Solskjerming påvirker dagslysforhold, termisk komfort og energibruk i bygninger. Skal du vise energigevinsten av dynamiske solskjermingsløsninger, trenger du gode beregningsprogrammer.


fasade på kontorbygg med utvendige persienner, sett nedenfra mot blå himmel.
Utvendig solskjerming med persienner som styres automatisk. Foto: Hilde Kari Nylund.

Ved å hindre blending, reflekser og samtidig utnytte dagslys på en god måte, sikrer solskjerming visuell komfort. Samtidig ivaretar solskjerming termisk komfort ved å skjerme mot direkte soleksponering, noe som påvirker vår oppfatning av temperaturen (operativ temperatur). Solskjerming reduserer også temperaturen inne.

Solskjerming påvirker energibruk på flere måter, ved å

  • redusere solinnstråling (varmetilskudd) som skaper kjølebehov,
  • regulere passiv solvarme, det vil si sørge for ønsket varmetilskudd fra sola når vi ønsker det, og
  • begrense hvor mye dagslys kan utnyttes, noe som øker energibehov til belysning.

Solfaktor med og uten solskjerming

Solfaktor eller g-verdi er en viktig parameter for energiberegning. Vi skiller mellom

  • g-verdi med solskjerming, g_t, og
  • g-verdi uten solskjerming, g_g, som sier noe om glassets egenskaper

Du kan beregne g-verdier for ulike solskjermingsløsninger med Parasol (et gratis svensk program), IDA ICE eller leverandørprogrammer. Leverandører kan ofte oppgi hvordan solskjermingen vil fungere med en bestemt glasstype. Vær klar over at de ofte oppgir verdier for lamell-løsninger med lamellene parallellt med glasset. Du bør be om g-verdier når lamellene står 45 ° i forhold til glasset. NS3031:2014 har solfaktorer (gg og gt) for en del vanlige skjermingssystemer for ulike breddegrader.

Begrensede muligheter med Simien-beregninger

Type solskjerming og hvordan den styres vil påvirke energibehovet. Modellen for å beregne solskjerming i Simien er relativt enkel – den skiller bare mellom solskjerming på og solskjerming av. Simien viser ikke gevinsten av solskjerming som er dynamisk justerbar eller varieres etter solvinkel. Du kan heller ikke beregne mer avanserte løsninger som justerbare lameller hvor g-verdi varierer med solhøyde og vinkel. Slike løsninger er mest aktuelle for næringsbygg.

Når du vurderer dimensjonerende forhold, kan det være ganske greit å bruke Simien både for boliger og næringsbygg. Men har du innvendig solskjerming, eller bygg hvor glass- og solskjermingsflater utgjør en stor andel av fasaden, må du tenke nøye gjennom hva resultatene betyr. Simien-beregninger tar nemlig ikke hensyn til overflatetemperaturen på solskjermingen, eller effekten av direkte solstråling. Mellomliggende og innvendig solskjerming kan bli ganske varme, opp til 35 °C. Er romtemperaturen samtidig 25 °C, kan opplevd temperatur rett ved fasaden bli 27-28 °C. (Uten å ta hensyn til effekten av direkte solstråling).

Tommelfingerregel for g-faktor

Tidligere hadde teknisk forskrift minstekrav til solfaktor på solutsatt fasade (gt<0,15), men det er fjernet i de nye energireglene. For vurderinger i tidlig fase kan du bruke tommelfingerverdier som disse for g (skjerming):

  • innvendig solskjerming plissegardiner/lette gardiner: ca 0,9 – 0,95
  • innvendig solskjerming med reflekterende belegg: ca 0,6 – 0,7
  • mellomliggende solskjerming ca 0,5 – 0,6
  • mellomliggende luftet solskjerming ca 0,35 – 0,40
  • utvendig solskjerming ca 0,18

Jo bedre U-verdier, jo mindre korrekte blir disse erfaringstallene. Du kan beregne g_t forenklet slik:

          g_t= g_glass ·g_skjerming,
men vær klar over at dette blir lite presist hvis du har innvendige eller mellomliggende solskjermingsløsninger.

Opp til 20 % forskjell i energibehov

Med beregningsverktøy som IDA ICE, Energy Plus og TRNSYS kan du modellere både solskjermingens egenskaper og styringsalgoritmer mer nøyaktig. Du kan blant annet modellere solskjermings- og glasskvaliteter dynamisk, vise effekten av avanserte styringsrutinger, og dynamisk, vinkelavhengig solskjerming. Dette er særlig viktig når du vurderer bygningens ytelse over året i forhold til hva som er energioptimale løsninger i virkeligheten.

Netto energibehov for cellekontor i et passivbygg kan variere mye med ulike solskjermingsløsninger. Beregninger Erichsen & Horgen har gjort, viser forskjeller på nesten 20 kWh/m²år mellom standard innvendig solskjerming og enkel sesongregulering av innvendig og utvendig solskjerming. (Se illustrasjonen). For å synliggjøre potensialet for slike energigevinster, må du bruke beregningsprogrammer som IDA ICE eller tilsvarende.

Linjediagram med beregnet spesifikt netto energibehov for ulike solskjermingsløsninger i cellekontor i passivhus.
Beregnet netto spesifikt energibehov for cellekontor i et passivhus, med ulike former for solskjerming. Alternativet innvendig + utvendig er en enkel sesongregulering: Innvendig solskjerming om vinteren (fra november til mars), og utvendig om sommeren. (Fra april til oktober). KILDE: Glass i fasader og solskjerming/ Erichsen & Horgen.

Solskjerming øker behov for belysning

Siden solskjerming påvirker dagslysnivå, vil det også påvirke energibehov til belysning i et bygg med dagslysavhengig belysning. NS3031 har normert årlig energibehov for belysning for ulike bygningskategorier, men for passivhus skal energibehov til belysning fastsettes med LENI-beregninger. Slike beregninger tar ikke hensyn til solskjerming. Konkrete eksempler Erichsen & Horgen har sett på, viser at energibehovet til belysning kan øke med 33 til 48 % med automatisk belysning, avhengig av driftstid.

Strategi for solskjerming Energibehov til belysning [kWh/m²år]
 Driftstid 8-16 (hverdager)     Driftstid 7-19 (hverdager)
Ingen solskjerming 11,5 19,9
Automatisk solskjerming   17,0  (48% økning fra ingen solskjerming)    26,4 (33% økning fra ingen solskjerming)
Alltid solskjerming
(dvs full kunstig belysning i driftstiden)
20,5 (79 % økning fra ingen solskjerming)    30,7
(54 % økning fra ingen solskjerming)

Beregningene er gjort for et kontorlandskap med pendelarmatur; to T5-armatur med direkte og indirekte belysning per arbeidsplass. For å holde illuminans på minimum 500 lux krever dette installert effekt på 9,8 kWh/m².

Disse dataene trenger du for solskjerming

Når du skal beregne energibehov for en bygning i henhold til NS 3031, trenger du følgende data for solskjermingen:

  • solfaktor eller g-verdi med og uten solskjerming.
  • gjennomsnittlig karmfaktor (FF); arealfraksjon karm/ramme. Det vil si andel av vindusareal som er ugjennomskinnelig.
  • skjermingsforhold: hvordan bygget er plassert og orientert, hvordan vinduene er orientert på bygget. Hvor mye solskjerming du faktisk får, avhenger av refleksjoner fra bygninger rundt, farger, vegetasjon og eventuelle bygningsutspring.
  • styringsparameter for skjermingen, det vil si grenseverdien for når skjermingen skal aktiveres, ut fra utvendig solstråling på glassflaten. Det er vanlig å bruke verdier mellom 150 og 180 W/m².

Oppdatert 14.12.2016 11:34