Umeå University's logo

The thermal performance of building envelopes is essential for building thermal comfort and the reduction of building energy requirements. Phase change materials (PCMs) implemented in building envelopes can improve thermal performance. An explicit finite element method (ex-FEM) has been developed based on a previous study to investigate the heat transfer performance through building walls with installed PCMs. For verification, we introduce an electrical circuit analogy (ECA) method. For model validation, at first, COMSOL is used. For comparison, data were collected from experiments using a small hotbox, part of the sides are covered by PCMs with different configurations. This work shows how the ex-FEM model can predict the wall's temperature profile with and without incorporated PCM. With the implementation of PCMs, the work problematizes unpredictable influences for modeling. In addition, the study introduces results from simulations of sequencing of PCM layers in wall construction.

The energy use of building systems contributes to a large percentage of total energy consumption, which requires consideration. Solutions of improvement to save energy are crucial. Phase change materials have been proved to be good candidates to be used in building envelopes for energy save. In this paper, an extended Explicit Finite Element Method (ex-FEM), which has been previously introduced and improved, is taken for simulation of temperatures and heat transfer in simplified multilayer wall constructions, consisting of PCM and insulation. The method has been validated against experimental data measured in a so-called Hot-Box. Temperature data are measured at different positions in a number of simplified multilayer walls. Our results show a reasonable good agreement between the simulations and the experiments, at both heating and cooling considering the temperature hysteresis effect in the PCM. The temperature stabilization ability of the PCM is clear, in both the simulations and the experiments, and particularly in the data when the transition range of the PCM is fully activated and matching the temperature variation in the wall at that particular PCM position. Our ex-FEM tool has here been proved to be able to predict the thermal performance of simplified wall constructions of multiple layers with PCMs incorporated.

From 1st January 2022, Swedish government plan to introduce the climate declarations as a legal requirement for new buildings. LCA is a method that could be used to quantify buildings' climate impact. The climate declaration in the Swedish building code expects to create interest in LCA among stakeholders. This study aims to identify and understand the challenges and opportunities of using LCA by stakeholders during the early stage of construction process. The study is based on responses from six building professionals to a questionnaire. The policy implications of the study findings are discussed.

Coronapandemi som kom i början på året 2020 har på många sätt förändrat användningen av den bebyggda miljön. En kunskapskartläggning har genomförts med syfte att synliggöra det specifika kunskapsläget om ventilation, uppvärmning och kyla av inomhusmiljön och behovet av den nya kunskap som aktualiseras av Coronapandemin. Informationsinsamlingen utgjordes av en litteraturstudie och intervjuer med experter på inomhusmiljö, ventilation, uppvärmning och kyla som verkar i olika sektorer i samhället. Därtill har en referensgrupp deltagit.

När det gäller att minska spridningen av COVID-19 i inomhusluften så är det nödvändigt att förhålla sig till diskussionen om evidensen för att människor kan smittas genom överföring av SARS-CoV-2 med luften. Experimentella och epidemiologiska data talar för att smittspridning förekommer på flera meters avstånd och att ventilationens beskaffenhet påverkar smittrisken. Det råder osäkerhet om smitta förs mellan rum med ventilationsluft. Föreliggande undersökning utgår från försiktighetsprincipen, som förespråkar att med brist på bevis för motsatsen så kan inte heller det värre scenariot förkastas.

Undersökningen har identifierat behov av kunskapsförstärkning med både allmän kompetens och expertkompetens i det luftbehandlingstekniska området. Exempel på behov av ny kunskap avser hur smittan sprids, hur spridningen beror av ventilerade luftflöden, möjligheter att filtrera för att minska spridning av virus, behov av luftmängder för att förhindra virusspridning, mer kunskap om renrumsteknik, undersökningar av smittspridning och ventilation i sjukhusmiljöer och äldreboenden, fuktens betydelse för smittspridning och mottagligheten av sjukdom. Andra kunskapsområden som identifierats är trångboddhetens betydelse för smitta och städningens betydelse för att minska sjukdomsspridning.

Kunskapsområdet är tvärvetenskapligt och omfattar medicin, teknik och naturvetenskap. Det tvärvetenskapliga perspektivet är angeläget att beakta när strategier ska formuleras för kunskapsförstärkning. Under den pågående pandemin är det svenska regelverket för ventilation inte aktuellt för revidering, medan vissa internationella organisationers regelverk har uppdateras, exempelvis REHVA. Det framgick av intervjuerna att det följs av vissa med stort intresse, men det är okänt vad det får för konsekvenser De intervjuande personerna uttrycker en stor tillit för den information som förmedlas från Folkhälsomyndigheten. Vissa aktörer avvaktar med att göra driftåtgärder i byggnadernas tekniska system i väntan på att Folkhälsomyndigheten ska ge direktiv, vilket kan skapa handlingsförlamning. Detta påkallar fortsatta undersökningar.

Hyresgäster uttrycker liten oro för att ventilationssystemet bidrar till överföring av virus, men i vissa fall finns stor oro för besök av driftpersonal vid OVK och filterbyten, vilket resulterar i att de inte genomförs. Det konstateras att förvaltarna i allmänhet inte ändrat luftflöden. Däremot justerar VAV-systemen automatiskt ner flödet då persontätheten minskar. För vårdlokaler konstateras det att flöden och tryckskillnader justerats i vissa fall för att minska spridningen av virus. Omfattningen och konsekvenserna av dessa förhållanden kan vara värda att undersöka vidare.

To understand the influence of PCM wall configurations on the thermal performance of building envelopes, an explicit finite element model of heat transfer from indoor to outdoor (or vice versa) is developed. The accuracy of this model is first validated against the electrical circuit analogy model, and then compared with the experimental data measured in a Hot-Box device. A good agreement between the simulation results and experimental results is obtained. The results of this study show that the PCM configuration layer sequence significantly will affect the thermal performance of building envelopes and that the FEM model developed is a promising tool, which after some more development may be used for optimising PCM wall configurations.

During the ongoing Corona pandemic, a survey of Swedish authorities, industry associations, and consultancy and real estate companies summarize the need to increase competence on HVAC and indoor environment. The knowledge improvement span the entire area: from the choice of technical components to the design, operation and maintenance. A topic emphasized is the requirement of an interdisciplinary perspective related to establishing knowledge.

We report frozen-junction operation of a polymer light-emitting electrochemical cell containing a mixture of poly[2-methoxy-5-(2(')-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV) and the ionic liquid tetra-n-butylammonium trifluoromethanesulfonate (TBA-TF) as the active material. We find fast turn-on time, unipolar light emission, and significant operational lifetime up to T=200 K for planar Au/(TBA-TF+MEH-PPV)/Au surface cells, which had been charged (i.e., electrochemically p- and n-type doped in situ) at T=393 K and V=4 V and then cooled to 80 K at V=4 V. We employed differential scanning calorimetry to demonstrate that (TBA-TF+MEH-PPV) exhibits two melting transitions of TBA-TF crystalline phases located at T(m,1)approximate to 280 K and T(m,2)approximate to 380 K, respectively. The lower T-m,T-1 sets the upper limit for frozen-junction operation (with zero-ionic conductivity), while the larger T-m,T-2 correlates to the lower limit for the charging regime (with high ionic conductivity).