During cold winter days it is likely that people in buildings with older windows or high glass facades experience thermal discomfort due to cold air down draughts. Earlier work has been aimed at finding analytical methods to predict the speed of the airflow in a room and in practice heating appliances are often placed beneath the windows to reduce the draught along the floor. In a study from 2012 Mohammad Parchami developed a method for estimating the required heating power to counteract the downdraught with such heating appliances. In this study, Computational Fluid Dynamics (CFD) was used to evaluate the usefulness of Parchami’s method and also to examine the potential of adapting the depth of the inward window sill as a means of decreasing the down draught. The result suggested that Parchami’s method is in need of certain modifications and further CFD-simulations can be a useful tool to make the method more acceptable to the building profession. Further, it was also shown that an adapted sill depth could considerably reduce the airflow speed in the room and the result indicated that there is an “effective sill depth” at which the airflow speed from the downdraught reaches a minimum. It is likely that this effective sill depth in large part depends on the boundary layer thickness at the window, in which case the constructors are given the alternative to determine the window sill depth by an easy estimation of the boundary layer thickness.

Energianvändningen i världen har ökat kraftigt de senaste åren och byggnadssektorn är bidragande faktor till den ökningen. Byggnadssektorn står idag för närmare 40% av den totala energianvändningen och för en tredjedel av utsläppen av växthusgaser. För att minska energianvändningen och påverkan på klimatet finns stora vinster att hämta genom att energieffektivisera de befintliga byggnaderna.   De kulturhistoriska byggnaderna utgör en viktig del av det befintliga byggnadsbeståndet. Vid renovering av dessa byggnader måste hänsyn tas dels till energieffektivisering men även till det kulturhistoriska värdet hos byggnaden. Något som i dag kan vara ett komplext problem. Energiprestandan i en byggnad är väl förknippad med inomhusklimatet. Obehagligt inomhusklimat kan orsakas av flera anledningar. En anledning kan vara från kalla ytor i ett rum, då drag i form av kallras skapas. För att motverka drag i form av kallras krävs mer energi för att värma upp luften. Målet med studien är att kartlägga energianvändningen och dess förluster i en kulturhistoriskt värdefull byggnad belägen i Växjö. Samt att beräkna det kallras som uppstår i byggnadens djupa fönsternischer. Kartläggning av byggnaden görs i datorsimuleringsprogrammet VIP+ utifrån uppmätta värden från byggnadens ritningar. I programmet byggs även tvådimensionella konstruktionsdelar av fönsteranslutning i yttervägg upp som sedan används till beräkning av kallras. Kallraset beräknas med hjälp av ekvationer som Per Heiselberg har tagit fram tillsammans med de värden som kan avläsas i VIP+. Resultat av energisimuleringen visar att de största energiförlusterna sker genom transmission i klimatskalet, dvs 76 %. Resultatet visar även att kallraset som skapas i fönsterdörrarnas nisch inte uppfyller kraven från Folkhälsomyndigheten på luftrörelse under 0,15 m/s inom vistelsezonen när temperaturen understiger ca 0 oC.

I genomsnitt tillbringar människan större delen av sitt liv inomhus och därför är det viktigt med ett bra inomhusklimat. I Swecos kontor i Uppsala finns det ett missnöje med det termiska klimatet vilket är en del av inomhusklimatet. Kontoret är utformat som ett kontorslandskap med stora fönster. Syftet med detta arbete är att få mer kunskap om termiskt klimat vid stora fönster och glasfasader. Målet är att identifiera orsakerna till missnöjet med det termiska klimatet och att ge kunskapsåterkoppling till kommande projekteringar. I arbetet görs en litteraturstudie för att skapa en teoretisk referensram. Efter det så görs en förstudie för att förstå nuläget och få en bild av missnöjet. Beräkningar, simuleringar och mätningar görs för att utesluta och identifiera orsaker till missnöjet. I arbetet gjordes effektberäkningar på värmebalans vilket visade att effektbehovet var tillgodosett i de två zonerna som studerats. Klimatsimuleringar i de två zonerna utfördes i simuleringsprogrammet IDA Klimat och Energi, där resultaten från simuleringarna höll sig inom kravgränser. Något som däremot inte kan simuleras är lufthastigheter. Mätningar på lufttemperatur och yttemperatur utfördes i de två zonerna. I den ena zonen stämde inte mätvärden överens med börvärdet från rumsenheten. I den andra zonen uppskattades fönsterglasets värmegenomgångskoefficient till 1,3 W/(m2K) vilket kan jämföras med den projekterade värmegenomgångskoefficienten för hela fönstret som är 0,8 W/(m2K). Vid beräkning av lufthastighet från kallras i vistelsezonen användes formler från en studie gjord av Heiselberg. Vid en dimensionerande vinterutetemperatur på -19 °C, en innetemperatur på 22 °C och en fönsterhöjd på 2,4 meter låg lufthastigheten på kravgränsen 0,15 m/s med en värmegenomgångskoefficient på 0,8 W/(m2K) och över kravgränsen med en värmegenomgångskoefficient på 1,3 W/(m2K). Slutligen visade resultaten från arbetet att i den första zonen identifierades orsaken till missnöjet med att styrningen av de klimatstyrande installationerna inte fungerade som tänkt. I den andra zonen identifierades orsaken till missnöjet med att ingen värmekälla användes under fönster för att motverka kallras. Värmekälla under fönster skulle behövas enligt beräkningar från arbetet och enligt litteraturstudien som gjordes i arbetet. Med material från arbetet skapas ett dokument om kallras som kunskapsåterföring till Sweco. Nyckelord: Termiskt klimat, Klimatsimulering, Värmebalans, Kallras, Stora fönster / On average, humans spend most of their life indoors and that is why it is so important to have a good indoor climate. At Sweco ́s office in Uppsala there is a dissatisfaction with the thermal climate, which is a part of the indoor climate. The office is designed with an office landscapes and large windows. The purpose with this project is to get more knowledge about thermal climate within large windows and glass facades. The goal with this project is to identify the reasons for the dissatisfaction with thermal climate and to provide knowledge feedback to the company’s future projects. In the project, a literature study is being conducted to create a theoretical framework. After that, a preliminary study is made to understand the current situation and to get a picture of the dissatisfaction. Calculations, simulations and measurements are made to exclude and identify reasons for the dissatisfaction. In the project calculations on heat balances were made and the calculations showed the power requirement was met in the two zones studied. Climatic simulations in the two zones were conducted in the simulation software IDA Indoor Climate and Energy, where the results from the simulations were within limits. However, something that cannot be simulated is air velocities. Measurements of air temperature and surface temperature were performed in the two zones. In one zone, the measured values did not match the set point from the room unit. In the other, the window glass heat transfer coefficient was estimated to be 1,3 W/(m^2)K, which is comparable to the projected heat transfer value for the entire window, which is 0,8 W/(m^2)K. When calculating air velocity from cold downdraught in the residential zone, Heiselberg formulas were used. At an outdoor design temperature for winter of -19 degrees Celsius, an indoor temperature of 22 degrees Celsius and a window height of 2,4 meters, the air velocity result at the 0,15 m/s limit when the heat transfer value was 0,8 W/(m^2)K and resulting in a value above the limit when the heat transfer value was 1,3 W/(m^2)K. Finally, the results showed that in the first zone, the reason for the dissatisfaction was identified with the fact that the control of the climate control installations did not work as intended. In the second zone, the reason for the dissatisfaction was identified that no heat source was used under windows to prevent cold downdraught. Heat source under windows would be needed according to calculations from work and according to the literature study that was done in this work. With material from the work, a document is created about cold downdraught as knowledge feedback to Sweco. Keywords: Thermal climate, Climate simulation, Heat balance, Cold downdraught, Cold downdraft, Large windows

Glass has sophisticated front properties and are used as facades in high buildings. During cold periods, these glass facades could cause thermal discomfort, due to cold downdraught. Cold downdraught can be countered by placing heaters under glass surfaces. Nowadays technology offers highly insulating windows, which is why there is an interest to investigate the indoor climate with only underfloor heating. The research in this area is limited, and few empirical methods are available. Theoretical analysis has begun but it still brand new. The aim of this investigation was to present the thermal indoor climate influenced by various parameters, such as outdoor temperature, U-value and the glass height. The results were also meant to be used as reference tools in future projects. A reference building was modeled in simulation software called CFD Star-CCM+. The assignment was initiated by Incoord, a leading consulting company in energy, indoor climate and installation planning. The results showed that the air velocity increases with decreasing outdoor temperature and decreases with increasing thermal insulation (lower U-value). At the edges of the glass the air velocity becomes twice as large compared to the velocity of the air in the middle of the atrium. The air velocity (maximum and average) at 0.1 m above the floor is always higher than at 2.0 m. The lowest air velocities start from about 0.25 m/s at 0 ℃ and reaches to 0.60 m/s at -20 ℃. That means these air velocities are too high for what is accepted as a good indoor climate, where the maximum allowable air velocity is 0.15 m/s. The outdoor temperatures and the glass facade’s U-value also have an effect on the surface temperature of the glass facade. This decreases the surface temperature with decreased outdoor temperature, and the surface temperature increases at lower U-value. The height of the glass facades proved to affect both the air velocity in the occupied zone and in the glass surface temperature. The air velocity increases with the glass’ height. The increase is higher at 0.1 m than at 2.0 m above the floor. The result shows also that the average air velocity is lower than 0,15 m/s at window height lower than 5 m. But, at the same height the maximum air velocity is higher than 0.3 m/s. The surface temperature of the glass facades increases with the glass’ height. This is because the indoor heat transfer coefficient increases with height. The outdoor heat transfer coefficient is a function of the wind speed and was assumed to be constant. The underfloor heating, which is represented in the simulations with a floor surface temperature of 27 ℃, is not enough to maintain a good indoor climate in any of simulations. The results of this thesis showed a strong relation between indoor climate, outdoor temperature, U-value and the glass height. This study also showed that the floor heating is not enough to counteract the cold draft during extreme cold periods, in high glass buildings. The presented results can be used as a reference tool for the assessment of air velocities and surface temperatures, in similar high buildings.