Hvordan de arkitektoniske og tekniske krav påvirker designløsningerne for høje kommercielle kontorbygninger

I udformningen af høje kommercielle kontorbygninger, især dem der fungerer som virksomhedshovedkvarterer, er designløsninger ofte resultatet af et tæt samarbejde mellem arkitekter, bygningsejere og ofte et ejendomskonsulentfirma. Denne proces starter med en tilpasset programudvikling, som fastlægger de specifikke krav til designteamet. For eksempel, skal bygningen indeholde et datacenter? Hvordan skal serverrummet dimensioneres og hvad er potentialet for fremtidig udvidelse? Skal der være kantinefaciliteter? Skal der være særskilte spiseområder for ledelsen? Er der specifikke krav til telekommunikation og teknologiudbydere? Hvilke områder skal have udvidede åbningstider eller være i drift døgnet rundt?

Ud over virksomhedshovedkvarterer er det også muligt, at høje kontorbygninger opføres af udviklere, der har forskellige økonomiske mål. Den ene type udvikler bygger med henblik på langvarig ejendomsejerskab, og bygningen bliver ofte en del af en portefølje, som overgår fra generation til generation eller videregives til en efterfølgende virksomhed. Den anden type udvikler er mere kortsigtet orienteret og har til hensigt at sælge bygningen efter færdiggørelsen, når markedsforholdene er gunstige. Valget mellem at bygge til en enkelt bruger, have langsigtet ejendomsejendom eller fokusere på kortsigtet ejendomshandler vil præge de tekniske og arkitektoniske løsninger, der vælges under designfasen.

Arkitektoniske hensyn er i høj grad bestemt af, hvordan bygningens indre og ydre skal opfattes. Dette kan inkludere æstetiske valg som placeringen af atrier, udformningen af louverområder på bygningens ydre samt beslutninger om etageindretning, der kan påvirke bygningens samlede visuelle udtryk. Et andet væsentligt arkitektonisk aspekt er udformningen af bygningens kerneområder og beslutningen om etagehøjden, som både har indflydelse på bygningens omkostninger og på HVAC-løsningerne.

I praktiske termer betyder dette, at beslutninger om bygningens struktur og funktionalitet vil påvirke både den mekaniske design og den måde, HVAC-systemet skal implementeres. Eksempelvis kræver bygninger med etageejendom eller parkeringskældre ofte mere omfattende ventilationsløsninger og komplekse elektriske systemer. Det er derfor af største betydning, at designteamet samarbejder tæt og tager højde for både de tekniske og æstetiske behov fra starten af designprocessen for at undgå unødvendige omkostninger og forsinkelser under byggeriets gang.

Endvidere skal der tages højde for tekniske installationer, der ikke kun omfatter HVAC, men også øvrige infrastrukturelle systemer såsom elevatorer og nødgeneratorer. For højhuse i byområder, hvor pladsen er begrænset, kan det være nødvendigt at indtænke kreative løsninger til placering af disse systemer, samtidig med at man respekterer bygningens designprincipper.

Endtext

Hvad bør overvejes ved valg af HVAC-system i byggeri?

Når man ser på de første omkostninger, vil Central Fan Systems (Alternative 1) kræve en stor investering i fabrikssamlede enheder, komplekse ventilationskanaler og et omfattende kølevandssystem. Dette system indebærer også et chilleranlæg og køletårne, som normalt skal installeres på bygningens tag, hvilket kan føre til længere byggetider, da installationsarbejdet i de øverste etager typisk tager længere tid. En stor koncentration af arbejdskraft på en enkelt placering kan forsinke projektet yderligere. Derudover kræver systemet en kompleks styring, som skal installeres på stedet, hvilket også kan forlænge tidsrammen for installationen.

Alternativt, Floor-by-Floor Fan Systems (Alternative 2), der benytter sig af en central køleanlæg, men med enheder placeret på hvert etage, vil have lettere installationer, da det primært involverer enklere ventilationskanaler og mindre komplekse installationer. Selvom systemet kræver lidt mere arbejde med rørsystemer og strømforsyning for hver etage, kan det stadig implementeres hurtigere end et centralt system som Alternative 1. Dette valg resulterer dog i en højere samlet elektrisk omkostning, især fordi hvert fan-system kræver sin egen elektriske tilslutning.

Floor-by-Floor DX Systems (Alternative 3), som benytter sig af direkte ekspansionssystemer og forenklede, fabrikssamlede enheder, er det mest omkostningseffektive valg i forhold til både installationskompleksitet og byggetid. Dette system kræver langt færre enheder og mindre komplicerede kontrolsystemer, hvilket gør det til det hurtigste og mest omkostningseffektive valg i forhold til tid og penge. De elektriske omkostninger er dog de højeste af de tre alternativer, da de kræver en specifik fordeling af elektrisk energi til hver enkelt enhed på etagerne.

Det er også værd at overveje, hvordan bygningens specifikationer og dens funktionalitet påvirker valget af HVAC-system. For eksempel kan behovet for et køleanlæg på taget i Alternative 1 kræve stærkere fundamenter og vægtykkelser for at håndtere vægten og kompleksiteten af installationen. Den type installation kan resultere i ekstra omkostninger og længere byggetider.

Bygherrer og ejendomsejere bør overveje, hvordan HVAC-systemet påvirker både initiale udgifter og den langsigtede driftsøkonomi. En detaljeret analyse af systemets indflydelse på byggetid, installation og vedligeholdelse kan være afgørende for at vælge den mest passende løsning. Valget mellem et centraliseret system og et decentraliseret system, som eksempelvis floor-by-floor løsninger, kan også afhænge af bygningens arkitektur, størrelsen på bygningen og de specifikke krav til bygningens anvendelse.

Hvordan beregnes den gennemsnitlige udendørstemperatur for at bestemme termisk komfort?

Temperaturforholdene i bygninger er et centralt aspekt for at sikre, at de indvendige forhold er komfortable for beboerne. Specielt i naturligt ventilerede og beboerkontrollerede rum, hvor mekanisk køling ikke anvendes, er beregningen af den gennemsnitlige udendørstemperatur et essentielt element for at definere et behageligt termisk miljø. Denne proces kræver en præcis model for at fastlægge den "gældende" udendørstemperatur, der spiller en central rolle i vurderingen af den indendørs termiske komfort.

En måde at beregne den gennemsnitlige udendørstemperatur på er at tildele eksponentielt aftagende vægte til sekvenserne af de daglige gennemsnitstemperaturer for udendørstemperaturen. Denne beregning kan udtrykkes ved følgende ligning:

hvor $\alpha$ er en konstant, der styrer hastigheden, hvormed det løbende gennemsnit reagerer på ændringer i vejrforholdene (udendørstemperaturen). Typisk ligger værdierne af $\alpha$ mellem 0,9 og 0,6, hvilket henholdsvis svarer til et langsomt og hurtigt reagerende løbende gennemsnit. Adaptiv komfortteori foreslår, at et langsomt reagerende gennemsnit ($\alpha = 0,9$) kunne være mere passende i klimaer, hvor de synoptiske temperaturdynamikker (dag-til-dag temperaturvariationer) er relativt små, som for eksempel i de fugtige tropiske klimaer. I de mid-latitudinale klimaer, hvor folk er mere vant til synoptiske vejrvariationer, vil en lavere værdi af $\alpha = 0,7$ være mere passende.

$tpma(out) = (1 - \alpha) te(n - 1) + trm(n - 1)$

Dette udtryk er praktisk både for computermodeller og for manuelle beregninger. For at kunne beregne det løbende gennemsnit skal der antages en værdi for den første dag, som skal fungere som "startpunkt" for sekvensen. Herefter kan det beregnes for de følgende dage ved hjælp af den reducerede form af ligning 16.3. Det løbende gennemsnit kan initieres syv dage før den ønskede periode, og den faktiske gennemsnitlige udendørstemperatur kan bruges til at "frø" sekvensen på den første dag.

I tilfælde af at meteorologiske data ikke er tilgængelige til beregning af den gældende gennemsnitlige udendørstemperatur, kan man benytte sig af de offentliggjorte meteorologiske månedsgennemsnit. Mellem disse månedsgennemsnit kan der interpoleres for at opnå en passende værdi.

Desuden er det muligt at justere de øvre acceptabilitetsgrænser for temperaturer, når udendørstemperaturen overstiger 25°C (77°F), hvilket afspejler ændringer i komfortniveauet, når der er højere temperaturer udenfor. Dette kan være relevant i områder med varme klimaer, hvor det kræves, at komfortniveauet tilpasses de eksterne forhold.

De præcise værktøjer og metoder til at beregne disse temperaturgrænser og de deraf følgende komfortniveauer er derfor afhængige af flere faktorer, herunder både lokale klimaforhold og de anvendte teknologier til at overvåge og analysere temperaturforholdene. Det er vigtigt at forstå, at komfortniveauet ikke kun afhænger af temperaturmålingerne, men også af ventilationen og eventuel luftbevægelse, som spiller en stor rolle i den oplevede termiske komfort.

Endtext