Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Undersökning av värmeförluster genom kantbalk vid användning av golvvärme: En simuleringsundersökning i COMSOL Multiphysics
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Building, Energy and Environmental Engineering.
University of Gävle, Faculty of Engineering and Sustainable Development, Department of Building, Energy and Environmental Engineering.
2018 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

I Sverige ställs allt högre krav på nya byggnader genom bestämmelser och lagar som påverkar energianvändningen. Byggnader kan värmas upp med hjälp av olika typer av distributionssystem såsom radiatorer och golvvärme. Värmebehovet hos byggnaden baseras på hur mycket värmeenergi som behövs för att uppnå termisk komfort. För att begränsa energianvändningen används isolering i syfte att minimera värmeförlusterna genom byggnadens klimatskärm.

Denna undersökning syftar till att undersöka förluster som sker genom kantbalken vid användning av vattenburet golvvärmesystem och hur dessa förluster påverkas då grundkonstruktionen tilläggsisoleras på olika sätt. Kantbalken är den förstärkta del som finns under markplattan/platta på mark, tar upp krafter från bärande väggar och finns efter sidorna på byggnaden. Golvvärme är en uppvärmningsteknik där slingor placeras i grundkonstruktionen och förser byggnader med dess värmebehov. Golvvärmesystem installeras på olika sätt beroende på byggnaders förutsättningar och är ett energieffektivt uppvärmningssätt i kombination med värmepump.

Undersökningen påbörjades genom att skapa en förenklad modell som behandlar en 2-dimensionell kantbalksutformning i COMSOL Multiphysics, som är ett program för modellering där statiska och dynamiska simuleringar genomförs i modeller med hjälp av finita-elementmetoden.

Fyra modeller skapades med två olika CC-mått (centrumavstånd) och två olika golvmaterial. Därefter skapades tre fall med förbättrande åtgärder för att öka kantbalkens isolerförmåga. Dynamiska simuleringar genomfördes och hade tidsintervallet 365 dagar med varierande utetemperatur. När utetemperaturen varierade var effektbehovet hos golvvärmen olika vilket ledde till att golvvärmetemperaturen justerades efter utetemperaturen för att upprätthålla samma temperatur på golvytan.

Resultaten visar att kantbalken står för cirka 50 % av markkonstruktionsförlusterna med installerat L-element. Vid komplettering av konstruktionen med två fall av tillläggsisolering framkom inga större förändringar i resultaten. Genom att byta ut L-elementet till ett U-element minskar dock värmeförlusterna genom kantbalken till ca 30 %. Markkonstruktionsförluster är de förluster som överförs från byggnaden till närliggande mark.

Abstract [en]

Through laws and regulations in Sweden, increasing demands regarding energy use are affecting new buildings. A building achieving thermal comfort is attaining its thermal needs and can be done so through several types of distribution systems such as radiators and underfloor heating. Insulation is used to limit the amount of energy lost through the building’s envelope whilst keeping up with the thermal needs.

This study is meant to examine the thermal leakage around the edge beam installa-tion when using a waterborne underfloor heating system and different sets of insulation are installed in the ground-related construction. The edge beam is the reinforced part located around the perimeter of the building absorbing forces from supporting walls.

The study started with creating and using a simplified model in COMSOL Multiphysics to look at a two-dimensional edge beam formation. COMSOL Multiphysics is a software used for modeling different static and dynamic simulations via the finite element method.

Four models were created using two different CC-dimensions (center to center distance) and two different floor materials. After this, three cases were created with improved circumstances regarding the ability to isolate heat around the edge beam. Dynamic simulations were made and calculated a year’s worth of varying outdoor temperatures. When the outdoor temperature changes, the requirements of the underfloor heating output also change which leads to its temperature adapting due to the outdoor temperature.

The results indicate the edge beam related heat losses make up of about 50 % of the ground-related construction losses in the model. When completing the design with two instances of additional insulation, no major changes were found in the results. However, replacing the L-shaped insulation around the edge beam with a U-shaped insulation reduces heat losses through the edge beam to about 30 %. Ground-related construction losses are the losses transferred from the building to adjacent ground.

Place, publisher, year, edition, pages
2018.
Keywords [en]
COMSOL, Edge beam, Energy usage, Thermal needs, Underfloor heating
Keywords [sv]
COMSOL, Energianvändning, Golvvärmesystem, Kantbalk, Värmebehov
National Category
Building Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hig:diva-27163OAI: oai:DiVA.org:hig-27163DiVA, id: diva2:1220990
Subject / course
Building engineering
Educational program
Högskoleingenjör
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-06-20 Created: 2018-06-19 Last updated: 2018-06-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(899 kB)8 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 899 kBChecksum SHA-512
1ef26b96e63ca343cb9ff1d407ff1d5f11d834b0408422823e60a938d783d8fb8496c1cee88c8d0f53412802d26f2a9783500db5a0cacd5e5e645fd18c486eef
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Building, Energy and Environmental Engineering
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 8 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 35 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf