Ny metod visar väggars temperaturminne
En stenkyrka kan minnas den i några dagar, en träkåk några timmar. Temperaturen alltså. Om detta minne kunde förlängas till ett halvår skulle vi i Sverige kunna ha en skön inomhustemperatur året runt utan att förbruka speciellt mycket energi. Eva-Lotta Wentzel har i en doktorsavhandling vid Chalmers undersökt möjligheterna att konstruera en vägg som klarar det.
Värmeförlusterna genom en vägg påverkas inte bara av hur väl isolerad den är utan också av hur den minns tidigare temperaturförhållanden. Väggar bestående av tunga material som betong och tegel har ett termiskt minne på ett par dagar medan till exempel träregelsväggar har ett minne på bara ett halvt dygn. En stenkyrka påverkas alltså långsammare av hastiga yttre temperaturomslag än en välisolerad trävilla.
Eva-Lotta Wentzel har prövat en ny beräkningsmetod kallad dynamiska termiska nätverk som beräknar och analyserar minneseffekter och värmeförluster för olika väggar, grunder och byggnader.
– En tanke var att med hjälp av metoden hitta en väggkonstruktion som det tar ett halvår för värmen att transporteras genom. På så sätt upplever materialet att det är sommar när det är vinter och tvärtom, säger Eva-Lotta Wentzel.
Hennes analyser visade att det termiska minnet för en vägg kan förändras genom att man ändrar på ordningsföljden av dess material. Placeras till exempel isolering på var sin sida av betong så blir minnet längre än om bara ena sidan isoleras. I ett exempel ökade det från tre till tolv dagar. Men ett minne på ett halvår fick hon inte fram.
– Rent teoretiskt kanske det skulle gå att ordna i en stenbunker, men det är nog mer eller mindre omöjligt på en vanlig byggnad med dörrar och fönster.
Att öka det termiska minnet med några dagar sparar ingen energi, snarare tvärtom. Isolerar man även på insidan missar man förmågan att lagra in värmen från väggen.
En av Eva-Lotta Wentzels slutsatser är att det är svårt att minska värmeförlusterna för en byggnad enbart genom att ändra dess termiska minne. Men den nya beräkningsteorin kommer ändå att komma till användning. För det första gör den snabba beräkningar med högre noggrannhet än de metoder som hittills använts. Den är också lättare att förstå, vilket ger den pedagogiska poänger.
– Tidigare modeller ger ingen naturlig överblick eftersom de bygger på numeriska program som delar upp väggen i små celler. Den nya metoden är mera illustrativ vilket gör att den bättre lämpar sig för undervisning.
Avhandlingen, “Thermal Modelling of Walls, Foundations and Whole Buildings Using Dynamic Thermal Network”, är försvarad.
Kontaktinformation
För mer information kontakta:
Eva-Lotta Wentzel, tel: 0706-36 35 87,
lotta@kurkinen.se
Handledare: professor Johan Claesson, Avdelningen för byggnadsteknologi, Institutionen för bygg- och miljöteknik, Chalmers, tel: 031-772 1996,
jclaeson@chalmers.se
