Datorsimulering av äldre byggnader

Att göra en datorsimulering av energisammanbanden i en äldre byggnad medför, som

Widström (2012) påpekar, att vissa egenheter måste tas hänsyn till. Ett gammalt hus är inte

som ett nytt, och ett byggt hus är inte som ett planerat. Widström räknar upp de

huvudsakliga skillnaderna mellan moderna hus och historiska – hennes licentiatavhandling

handlar främst om energi- och fuktsimuleringar av byggnader som är del av kulturarvet –

och nämner då bland annat ”geometrisk komplexitet”, ”frånvaro av isolering och

fuktspärrar”, ”heterogenitet” samt ”ventilation” [fri översättning från engelska].

Med ”geometrisk komplexitet” menas att äldre byggnader ofta har till exempel lutande eller

rundade ytor, välvda tak och vinklar som inte är räta. De flesta simuleringsprogram är gjorda

för moderna hus, vilka oftast har en enklare geometri med räta vinklar och parallella ytor. En

datormodell av ett gammalt hus i ett sådant program medför ofta förenklingar av byggnadens

geometri. ”Frånvaro av isolering och fuktspärrar” talar för sig självt. ”Heterogenitet” innebär

att konstruktionerna och materialen som användes förr i tiden inte är så homogena som i

modernt byggande. Standardiserade material fanns inte, så materialegenskaperna är inte lika

väl kända som hos moderna material, dessutom kan de variera mellan olika delar av

konstruktionen beroende på vad de utsatts för under åren i form av belastning, slitage och

klimat. Ombyggnader och ändringar som har gjorts under åren medför att även om en del av

konstruktionen är känd så går det inte att lita på att resten av till exempel väggen är exakt

likadan. Det finns många osäkra faktorer med äldre byggnader. Under ”ventilation”

behandlas det faktum att äldre byggnader med självdragsventilation har luftflöden som

varierar avsevärt och därför kan vara svåra att korrekt återge i en datorsimulering.

(Widström, 2012)

Fler detaljer och indata medför att beräkningarna blir fler och därmed tyngre för

datorprogrammet. Många förenklingar kan alltså behöva göras vid en datorsimulering av en

äldre byggnad, fler än vid en av ett nytt hus. Det kan vara svårt att avgöra hur mycket

osäkerheter i indata och förenklingar påverkar osäkerheten av slutresultatet. Olika processer

kan påverka varandra på svåröverskådliga sätt och ett litet fel på ett ställe kan leda till större

fel på ett annat. Vanorna hos användarna av byggnaden kan vara svåra att förutse, men de

kan utgöra en viktig faktor. Sammantaget finns det många osäkerhetskällor som kan påverka

slutresultatet och giltigheten av datorsimuleringen, men att försöka styra så många detaljer

som möjligt medför, förutom att modellen blir långsammare, fler punkter i modellen där det

kan gå fel och fler samband vilka kan vara svåra att genomskåda. Det är alltså viktigt att välja

rätt detaljgrad och förenklingsgrad för sin datormodell. Yttermera tar Widström upp olika

faktorer att ha i åtanke vid en kvalitetskontroll av simulering och metod, nämligen om

huruvida modellen eller simuleringen är gjord enligt specifikationerna eller ej; om modellen

eller simuleringen gör det den är avsedd att göra, det vill säga ger rätt utdata; lämpligheten

hos modellen eller simuleringen samt hur trovärdiga resultaten är. (Pace 2004 se Widström

2012)

3.4.1

IDA Indoor Climate and Energy

IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) är vad Bergsten (2001) kallar ett generellt

program, det vill säga det hanterar bland annat värmeöverskott, värmelagring i

byggnadsstommen och mer avancerade modeller för solinstrålning. Det släpptes 1998 av

Brisdata, som sedan dess har bytt namn till EQUA Simulation AB (EQUA Simulation AB,

2013). Finansiering kom från både statliga medel och från ett konsortium av svenska bygg-

och konsultföretag. IDA ICE är en applikation till IDA Simulation Enviroment. (Bergsten.

2001) IDA ICE har validerats av Kropf och Zweifel (årtal okänt) och Moosberger (2007).

Programmet använder flera zoner i sina modeller. Det går att använda på tre olika nivåer:

den första nivån utgörs av en enda zon med ett formulär användaren fyller i, varefter en

simulering av energiförhållandena för denna enda zon kan ske. Nästa nivå är standardnivån,

i vilken användaren kan skapa en mer sammansatt modell med komplex geometri, flera

zoner och schemastyrda komponenter. Parametrar som bland annat solavskärmning,

vistelsetid för personer i byggnaden och ventilation kan också styras med scheman.

Gränssnittet domineras av dialogrutor och menyer, och visualiseringar av byggnaden. Ett

antal parametrar måste bestämmas innan en simulering kan ske, och det finns ett flertal

alternativ för vilka data som skall beräknas. Beräkningarna utgörs av ett ekvationssystem,

och det är just i detta systems ekvationer som den tredje och sista nivån, den avancerade

nivån, ger användaren möjlighet att gå in i för att granska och ändra.

Widström har använt IDA ICE i sitt försök att ta fram metoder för att göra datorsimuleringar

av kulturhistoriskt värdefull bebyggelse. Kriterierna för hur en bra mjukvara för uppdraget

skulle vara uppfylldes inte helt av IDA ICE eftersom programmet inte beräknar varken

buffring av fukt eller fukttransport annat än i samband med ventilation. Hon anser dock att

det har fördelar såsom dess flexibilitet och möjligheten att i detalj styra de ingående

matematiska variablerna. Modellerna blev dock snabbt stora och de insticksmoduler för

fukttrasport som skrevs och användes gav upphov till stora problem. (Widström, 2012)

Ett konkret exempel på hur IDA ICE har använts vid undersökning av en kulturhistoriskt

värdefull byggnad finns i Anderssons examensarbete från 2007. I den görs en simulering av

energiåtgången i Lekaryd kyrka, en byggnad från 1500-talet. Resultatet från

datorsimuleringen jämförs med värden uppmätta och normalårskorrigerade av Andersson.

Datorsimuleringen ger en 47% högre energiåtgång än den uppmätta. Potentiella felkällor

uppges vara ”antaganden och uppskattningar” av indata. (Andersson, 2007)

4

OBJEKTSBESKRIVNING

Chefsbostaden tillhör till fastigheten Strömsholm 8:52. En tidigare numrering av huset i

förvaltningssammanhang är U20:109. Vid litteratur- och arkivsökningarna framkom att

arméns chefsbostad ibland förväxlas med stuteriets chefsbostad, den så kallade Thottska

villan (se Figur 11).

Figur 11. Karta Strömsholm (Lantmäteriet, 2012) (Ändrad av författaren och använd med tillstånd från

Lantmäteriet)