Prosjektering av passivhus
Prosjektering av passivhus 3 Prosjektering av passivhus Utgiver: Lavenergiprogrammet Postadresse: Postboks 7187 Majorstuen 0307 OSLO Besøksadresse: Næringslivets hus Middelthunsgate 27 Majorstua E-post: [email protected] Telefon: 23 08 75 11 www.lavenergiprogrammet.no 2. opplag 2013 Kursmateriellet til kurs i prosjektering av passivhus er utarbeidet av SINTEF Byggforsk og Rambøll på oppdrag fra Lavenergiprogrammet. Design: Form Farm visuell kommunikasjon Trykk: Grøset 4 Om Lavenergiprogrammet Lavenergiprogrammet utvikler og formidler kunnskap om energieffektivisering av og energiomlegging i bygg. Programmet retter seg først og fremst mot håndverkere, arkitekter og ingeniører, men også mot andre aktører i den profesjonelle delen av byggenæringen samt mot lærere og forelesere i bygg- og arkitekturfag. Lavenergiprogrammet ble etablert i 2007 og er et tiårig samarbeid mellom byggenæringen og statlige etater. Samarbeidspartnerne i Lavenergiprogrammet er: BYGGENÆRINGENS LANDSFORENING DIREKTORATET FOR BYGGKVALITET ARKITEKTBEDRIFTENE HUSBANKEN STATSBYGG NORGES VASSDRAGS- OG ENERGIDIREKTORAT ENOVA Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Forord Myndighetene har som mål å redusere energibruk i bygg betydelig fram mot 2020. For å nå dette målet vil energikravene i byggeteknisk forskrift bli ytterligere skjerpet. Fra og med 2015 skal alle nye bygg ha passivhusnivå og fra 2020 nesten-nullenerginivå. Ved å spare energi i bygg kan andre sektorer i større grad erstatte forurensende energikilder med fornybare. Et lavere forbruk av vannbasert elektrisitet til oppvarming vil dessuten føre til mindre import av elektrisitet og reduksjoner i utslipp fra kraftanlegg i utlandet. Undersøkelser Lavenergiprogrammet har fått utført, viser at både prosjekterende og utførende instanser har mangelfulle kunnskaper om prosjektering og bygging av passivhus. Lavenergiprogrammet har som mål å heve kompetansen på energieffektivisering og energiomlegging i den profesjonelle delen av byggenæringen. I 2012 ga vi forskere ved SINTEF Byggforsk og konsulenter i Rambøll i oppdrag å utvikle et kurs i prosjektering av passivhus. Dette kursmateriellet har vi bearbeidet og gjort om til den boken du nå holder i hånden. Boken er en del av pensum til kurs i prosjektering av passivhus, men kan også brukes som oppslagsverk og i undervisningen av studenter ved høyskoler og universiteter. Oslo, 1. mars 2013 Guro Hauge Daglig leder Lavenergiprogrammet 5 6 LAVENERGIPROGRAMMET Prosjektering av passivhus Innhold Målsetning for kurset 5 1 Hva er et passivhus? Miljøklassifisering av bygg Andre lavenergibygg Tilbud om passivhus på markedet Erfaringer med passivhus 8 11 11 13 14 2 Energiberegninger NS 3031 Beregning av bygningers energiytelse Varmetapstall Netto energi og levert energi Primærenergi og CO2 -utslipp Standardverdier i NS 3031 Stasjonær varmebalanse for et rom NS 3700 Passivhusstandard for boliger Krav til varmetapstall Krav til oppvarmingsbehov Krav til energiforsyning Minstekrav til komponenter og løsninger Dokumentasjonskrav i NS 3700 Byggets form og energibehov Passivhus i ulike klimasoner NS 3701 Passivhusstandard for yrkesbygg Energiberegningsprogrammer Energimerking av boliger Forskjeller i dokumentasjonskrav 16 3 4 5 6 7 8 11 17 18 19 20 21 22 24 25 26 27 28 29 30 32 35 41 42 43 3 Byggeteknikk46 Byggetekniske krav i NS 3700 46 Varmeisolasjon 47 Lufttetthet og fuktsikkerhet 55 Tak 64 Yttervegger over terreng 71 Yttervegger under terreng 78 Gulv på grunn og markisolasjon 79 Vinduer 81 Kuldebroer 89 4 Innemiljø96 Erfaringer med innemiljø i passivhus 96 Simulert innetemperatur 99 Veileder for å unngå overtemperaturer 103 Fuktsikring i passivhus 104 Dagslys i passivhus 113 5 Byggeprosessen – veien til et fuktsikkert og tett bygg Fire prinsipper for å unngå byggfukt Hvordan unngå kondens Luftlekkasjer og tetthetsmåling Praktisk gjennomføring av målinger Termografering Typiske feil og avvik 122 124 128 130 131 132 133 Prosjektering av passivhus 6 Ventilasjon Ventilasjon i boliger Ventilasjon i næringsbygg 138 138 148 7 Energikilder og varmeløsninger Valg av energikilde Elektrisk oppvarming Biobrensel Solenergi Varmepumper Fjernvarme Kompaktaggregater Distribusjonssystemer for romvarme 164 164 166 167 168 170 177 178 179 8 Drift Målt energibruk vs. beregnet energibruk Årsaker til avvik mellom beregnet og målt energibruk Hvordan sikre optimal drift av bygget? Energiledelse 182 183 Økonomi Merkostnader ved bygging av passivhus Kostnader knyttet til kravet om fornybar energi Beregning av lønnsomhet 188 190 192 193 Eksempler på norske passivhus Boliger, barnehager, skoler og yrkesbygg 194 194 9 10 184 184 185 LAVENERGIPROGRAMMET Stikkordregister214 7 8 Kapittel 1 – Om passivhus Om passivhus I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Brattås barnehage, Nøtterøy I dette kapittelet kan du lese om hvilke krav som stilles til et passivhus, og om hvilke erfaringer vi har med passivhus til nå. Andre typer lavenergibygg og miljøklassifiseringen BREEAM blir også omtalt. Et passivhus er et bygg med komfortabelt inneklima som oppnås uten bruk av et konvensjonelt oppvarmings- eller kjøleanlegg. Grunnen til at det kalles passivhus, er at man tar i bruk mest mulig passive tiltak for å redusere energibehovet, slik som ekstra varmeisolasjon, ekstra gode vinduer, konstruksjoner fri for kuldebroer, god lufttetthet, varmegjenvinning av ventilasjonsluft og passivt soltilskudd. LES MER: Passivhaus Institut: www. passiv.de Kunnskapsbank om passivhus: www.passipedia.de (også på engelsk) Norsk standard: www.standard.no Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Den opprinnelige definisjonen på passivhus Tysk definisjon: • årlig oppvarmingsbehov ≤ 15 kWh/m² år • installert oppvarmingseffekt ≤ 10 W/m² • primærenergibehov ≤ 120 kWh/m² år • tetthetskrav n50 ≤ 0,6 h¯¹ • like krav for alle typer bygg • lokalt klima Det første passivhuset ble bygget i DarmstadtKranichstein i 1990. (Foto: Passivhaus Institut) Hvis gjenværende oppvarmingsbehov er tilstrekkelig lavt og vinduer og dører har høye nok innvendige overflatetemperaturer, kan det velges et sterkt forenklet oppvarmingssystem. Tyskland først ute med passivhus Passivhuskonseptet ble opprinnelige utviklet ved det uavhengige forskningsinstituttet Passivhaus Institut i Darmstad i Tyskland på begynnelsen av 1990-tallet. Passivhusinstituttet er ledende på forskning innen konstruksjon og komponenter, planleggingsverktøy og kvalitetssikring av energieffektive bygninger. Det er også det eneste organet som kan utdanne og sertifisere personer som skal sertifisere passivhus. Ut fra den funksjonelle definisjonen setter Passivhusinstituttet i Darmstadt følgende kriterier for bygg, uavhengig av bygningstype, form eller klima: • Årlig oppvarmingsbehov defineres som nettoenergibehovet av oppvarming (romoppvarming samt ventilasjonsvarme). • Installert oppvarmingseffekt tilsvarer den høyeste effekten oppvarmingssystemet trenger å ha for at huset skal ha et godt inneklima. V ed sertifisering kan man velge mellom å legge kriteriene for oppvarming til grunn eller behovet for effekt. Det vil si at bare ett av kriteriene må være oppfylt. • Primærenergibehovet er total levert energi (inkludert husholdningsstrøm) multiplisert med primærenergifaktorer for de enkelte energibærerne. Primærenergifaktoren er avhengig av energibærerens livsløp fra Fra utvinning til distribusjon. Elektrisitet ganges med en faktor på 2,6 (tysk definisjon). Et ”helelektrisk” passivhus kan derfor ikke ha et beregnet totalt energibehov som er høyere enn 46 kWh/m2 år, inkludert all belysning, teknisk utstyr og varmt vann. Energibehovet skal dokumenteres med et eget beregningsprogram, PHPP, som tar utgangspunkt i lokalt klima på byggestedet. Norsk standard I 2010 fikk vi en norsk definisjon for boliger gjennom Norsk Standards NS 3700:2010 Kriterier for lavenergi- og passivhus. Standarden setter kvantifiserbare krav til lavenergi og passivhus. I 2012 fikk vi også NS 3701 Kriterier for passivhus for yrkesbygg. Større og større utbredelse Passivhus har etter hvert fått relativt stor utbredelse og suksess i Tyskland, Østerrike og Sveits, og andre land følger etter. I Norge er det omlag 1000 boenheter med passivhusnivå som er ferdigstilt, under planlegging eller oppføring (per juni 2012). I tillegg er et stort antall næringsbygg som skoler, kontorer og barnehager oppført som passivhus. 9 10 Kapittel 1 – Om passivhus Løvåshagen i Bergen. 28 flerboliger med passivstandard. Foto: Hilde Kari Nylund LES MER: På nettsidene standard.no finner du: NS 3700:2010 Kriterier for lavenergiog passivhus NS 3701:2012 Kriterier for passivhus for yrkesbygg Passivhus gjenstand for debatt Passivhus er blitt et begrep som vekker både positive og negative assosiasjoner. Ifølge tilhengerne er passivhus ensbetydende med god arkitektur som innebærer fine former og uttrykk og god funksjonalitet. Videre har passivhus høy komfort og god tilgang på dagslys. De er også enkle å drifte og vedlikeholde. Passivhusene er miljøvennlige og energieffektive innenfor forsvarlige økonomiske rammer samtidig som det er viktig at menneskene som bor eller jobber i dem, trives. Motstanderne av passivhus kritiserer imidlertid akkurat de samme faktorene: Passivhus er stygge, upraktiske, har for lite tilgang på dagslys og har store problemer med overtemperaturer om sommeren. Dette er imidlertid fallgruver for all arkitektur. Fordi passivhus foreløpig er det beste svaret vi har på miljø-, klima- og energiutfordringer i bygg, er det kanskje spesielt viktig å løse disse utfordringene i denne typen hus. Prosjektering av passivhus 11 LAVENERGIPROGRAMMET Miljøklassifisering av bygg Passivhus er en av forutsetningene for å oppnå miljøvennlige bygg. Et miljøvennlig bygg ivaretar imidlertid mye mer enn bare energiaspektet ved et bygg. Passivhus reduserer energibruken og ivaretar inneklimaet i en bygning gjennom å redusere varmetapet samt til dels gjennom å benytte fornybar energi til å dekke det resterende oppvarmingsbehovet. BREEAM Miljøklassifiseringen BREEAM er en frivillig klassifisering av næringsbygg som ivaretar helheten i en bygning. BREEAM ble utviklet i Storbritannia, og i 2011 fikk vi en norsk versjon (BREEAM-NOR). Et bygg kan oppnå klassifiseringen pass, good, very good, excellent eller outstanding, der pass oftest betyr at bygget oppfyller forskriftens minimumskrav. Energi i BREEAM I kategorien energi kan et bygg få inntil 24 poeng, noe som utgjør 19 % av det totale antallet BREEAM-poeng. 13 av de 24 poengene går på energieffektivitet og er basert på prosentvis forbedring av byggets beregnede leverte energi i forhold til energikarakter C i energimerkeordningen (Ene 1 BREEAM-NOR). 2 av 24 poeng går på energiytelse og netto energibehov, med et minstekrav om at kriteriene for passivhus (NS 3701) må oppfylles for å oppnå klassifiseringen outstanding (Ene 23 BREEAM-NOR). LES MER: www.breeam.no Foto: Powerhouse Et bygg klassifiseres etter antall poeng. Poengene deles ut innenfor ni kategorier: • helse og innemiljø • ledelse • transport • energi • arealplan og økologi • materialer • avfall • vann • forurensing Det gis også poeng for bruk av innovativ teknologi. Andre lavenergibygg Ved prosjektering av bygg er det mulig å strekke seg etter høyere mål enn passivhus, slik som nesten-nullenergibygg, nullenergibygg eller energiproduserende bygg. Bildet viser Norges første energipositive kontorbygning, Powerhouse one, som er planlagt på Brattørkaia i Trondheim. 12 Kapittel 1 – Om passivhus Hustypen Celsius fra Systemhus Foto: Systemhus Boligfelt 1. Rossåsen, Sandnes Foto: Markedsavdelingen AS / Fjogstad-Hus Hustypen ISOBO Aktiv fra Jadarhus Foto: Jadarhus Kundetilpasset Mesterhus Madelen Foto: Sigbjørn Lenes Reklamefoto Bildene over: Det begynner å bli betydelig aktivitet på passivhusmarkedet i Norge. Politiske signaler I 2012 behandlet Stortinget både klimameldingen og byggemeldingen. Begge meldingene varsler tiltak som skal redusere energibruken i både nye og eksisterende bygg. I Stortingsmelding nr. 28 ”Gode bygg for eit betre samfunn” (2012) varsler regjeringen at det vil komme krav om at alle nybygg skal være passivhus fra 2015 og nesten-nullenergibygg fra 2020. Offentlige bygg skal være nesten-nullenergi fra 2018. Hvordan disse nivåene skal defineres, skal fastsettes senere. Bakgrunnen for disse kravene er utredninger av samfunnsøkonomiske og helsemessige konsekvenser samt kartlegging av kompetansen i byggenæringen. EUs bygningsenergidirektiv Bygningsenergidirektivet (2010/31/EU) definerer konkrete krav om energieffektivisering av bygg. Kravene fokuserer på nye minimumsstandarder for energiytelse, energimerking og energieffektiv rehabilitering av bygg. Den europeiske bygningsmassen står for 40 % av det totale energiforbruket i EUlandene. Potensialet for effektivisering er stort. Europakommisjonen anslår at en vellykket implementering av direktivet kan bidra til en reduksjon på 5–6 % av EUs totale energiforbruk. Videre kan direktivet lede til en 5 % reduksjon av klimautslippene i EU. For å sikre at EU når målet må medlemslandene etablere individuelle nasjonale planer. Europakommisjonen vil vurdere progresjonen underveis og om nødvendig å foreslå nye tiltak for å sikre at landene når de definerte målsetningene. Direktivets betydning for Norge Direktivet er implementert i Norge gjennom TEK10 og forskrift om energimerking. Dermed er det målet om nesten-nullenergibygg som er det mest utfordrende i dag. Prosjektering av passivhus 13 LAVENERGIPROGRAMMET Krisesenter, Skien kommune Foto: arkitektkontoret Børge og Borchsenius Miljøhuset GK Foto: GK Norge Bjørnesletta skole, Oslo kommune Illustrasjon: L2 arkitekter Søreide skole, Bergen kommune Illustrasjon: Skanska Tilbud om passivhus på markedet Det begynner å bli betydelig aktivitet på passivhusmarkedet i Norge. Flere av de største boligprodusentene har de siste par årene tilbudt ett eller flere passivhus i sine sortiment. I tillegg er det flere som nå tilbyr eksisterende hustyper omprosjektert til passivhusstandard. Dette er en interessant utvikling siden disse boligprodusentene opererer i et "normalmarked" der man møter folk flest og ikke bare dem som er spesielt interessert i energieffektivitet. Man skal heller ikke se bort fra at de fremste boligprodusentene ser passivhus som et ledd i en positiv markedsføring der man får positiv omtale av sine prosjekter i medier man normalt ikke opererer i. I tillegg er passivhusutviklingen en god anledning til å videreutdanne håndverkerne, noe som kommer godt med uansett om man bygger boliger med ordinær energistandard eller passivhus–standard. Bildene over: I tillegg til at mange småhus tilbys som passivhus, er det også betydelig aktivitet på yrkesbyggsiden. 14 Kapittel 1 – Om passivhus Erfaringer med passivhus På oppdrag fra Husbanken har SINTEF Byggforsk laget prosjektrapport 90-2012 med systematisk oversikt over erfaringer med passivhusboliger, både i Norge og i andre land. Utredningen bygger på en gjennomgang av eksisterende litteratur samt nærmere analyse av noen utvalgte norske prosjekter. Rapporten viser Som et helhetlig, stedstilpasset konsept fører passivhus til bedre kvalitetssikring fordi prosjektene blir fulgt opp bedre på byggeplassen gjennom: • presist formulerte krav • detaljerte tegninger og beskrivelser • korrekte og nøyaktige energiberegninger under reelle forutsetninger og reelt klima Ufordringer i Norge (som er fortsatt i en introduksjonsfase når det gjelder passivhus) • Planleggings- og optimaliseringsprosessen kan være mer krevende enn i Mellom-Europa ettersom mange aktører ikke er vant til nye tekniske løsninger og ikke alle komponenter er tilgjengelige. • Mange mindre, lokale aktører. Gode forutsetninger i Norge • Balansert ventilasjon er allerede mer utbredt enn i Mellom-Europa. • Intet stort sprang fra TEK10 til passivhus (strengere forskrift enn i andre land). I Norge har passivhus ikke vesentlig andre eller større utfordringer enn boliger bygget etter TEK10. Noen enkeltfunn fra rapporten • Passivhus gir bedre inneklima og helse, mindre muggsopp og radon. LES MER: Erichsen & Horgen: Rapport om overtemperarturer. 2012 www.lavenergiprogrammet.no • Det er mange avvik (+/-) mellom beregnet og målt energi, men ikke mer enn i konvensjonelle bygg. I gjennomsnitt er det god overensstemmelse mellom beregnet og målt energi. • Overoppvarming skyldes stort glassareal, lite solskjerming og dårlig luftemulighet – ikke at det er passivhus. • Åpent soveromsvindu gir kun litt økt energiforbruk. Funnene henger tett sammen med bruken av balansert mekanisk ventilasjon. Noen utenlandske studier refererer også bedring i selvrapportert helse hos beboerne. Ingen studier rapporterer spesielle byggskader eller større behov for vedlikehold av bygningskroppen i passivhus. Konvensjonelle boliger oppleves varmere på sommertid enn passivhus. I passivhus kan en bevisst prosjektering for å redusere varmetap fra tekniske anlegg bidra til å redusere overtemperaturproblemer. God informasjon om bruk og drift av tekniske anlegg i et passivhus er avgjørende for effektiv bruk av bygningen. Dette gjelder imidlertid alle boliger som har balansert ventilasjon eller utstyr som varmepumper og solfangere. Erfaringer fra markedsføring og salg viser at passivhus i hovedsak selges på lik linje med andre boliger på bakgrunn av beliggenhet, planløsning og estetikk. Passivhus kan ha lavere kostnader enn lavenergiboliger med noe høyere energibehov fordi disse trenger et mer komplekst oppvarmingssystem. Merkostnader for passivhus og tilhørende komponenter blir mindre etter hvert som passivhus får en større markedsandel og aktørene har lært av tidligere byggeprosjekter. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1.Hva er definisjonen på et passivhus? 2.Når blir passivhusnivå et krav i teknisk forskrift? 3.Hvilke norske standarder tar for seg passivhus? LES MER: www.lavenergiboliger.no www.enova.no www.husbanken.no www.arkitektur.no/ecobox www.arkitektur.no www.passivhuscentrum.se www.altompassivhuse.dk www.passiv.de www.cepheus.de www.passivhausprojekte.de (database) www.hausderzukunft.at www.igpassivhaus.at 15 16 Kapittel 2 – Energiberegninger Energiberegninger I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Marienlyst skole, Drammen Foto: div. A arkitekter Nøyaktige og detaljerte energiberegninger er viktige for å sikre at bygget oppfyller kravene i passivhusstandarden for boliger eller for yrkesbygg. Både varmetapstall, netto energibehov og levert energi er viktige størrelser som beregnes ut fra NS 3031. Passivhusstandarden for boliger stiller krav til hvor stor andel av energiforsyningen som skal komme fra fornybare energikilder, samt minstekrav til både komponenter og tekniske løsninger. Det lokale klimaet skal ligge til grunn for energiberegningene. Passivhusstandarden for yrkesbygg stiller også krav til komponenter, varmetap og luftmengder. LES MER: NS 3031 NS 3700 NS 3701 www.standard.no Energiberegninger er viktig dokumentasjon i prosjektering av passivhus, og tre standarder er spesielt viktige for beregningene. Energidokumentasjon gjennom beregninger er viktig for prosjektering av passivhus. I mange tilfeller er det bare små endringer som skal til for at det planlagte bygget tilfredsstiller kravene til passivhus. Da er det viktig med nøyaktige og detaljerte energiberegninger. Til disse energiberegningene er spesielt tre standarder sentrale: energiberegningsstandarden NS 3031, passivhusstandarden for boliger NS 3700 og passivhusstandarden for yrkesbygg NS 3701. Prosjektering av passivhus Norsk Standard NS 3031:2007 ICS 01.040.91; 91.120.10 Språk: Norsk Beregning av bygningers energiytelse Metode og data LAVENERGIPROGRAMMET NS 3031 brukes til å beregne: • varmetapstall • varmetapsbudsjett • netto energibudsjett • levert energi • CO2-utslipp og primærenergi Standarden har også normative tillegg. Calculation of energy performance of buildings Method and data Innarbeidet i standarden: / Incorporated in this standard: AC:2007 © Standard Norge. Henvendelse om gjengivelse rettes til Pronorm AS. www.standard.no NS 3031 Beregning av bygningers energiytelse Standarden NS 3031 inneholder nasjonale regler for beregning av bygningers energiytelse. Energiberegninger for bygninger skal utføres i henhold til NS 3031. Internasjonale standarder ligger i mange tilfeller til grunn for den norske standarden. Standarden kan brukes til å: • dokumentere bygningers varmetap ved omfordeling av energitiltak gitt i teknisk forskrift (TEK) • dokumentere bygningers netto energibehov opp mot energirammen i TEK • dokumentere teoretisk energibehov i energimerkeordningen av bygninger • optimalisere energibehovet til en ny bygning ved å bruke metoden på alternative løsninger • vurdere effekten av mulige energitiltak på eksisterende bygninger ved å beregne energibehovet også uten energitiltak Standarden omfatter tre forskjellige beregningsalternativer: 1. månedsberegninger (stasjonære), 2. forenklet timeberegning (dynamisk) og 3. detaljerte beregningsprogrammer (dynamiske). Bare månedsberegning er detaljert beskrevet i standarden. 17 18 Kapittel 2 – Energiberegninger Varmetapstall Oppvarmingsbehovet til en bygning avhenger av størrelsen på varmetilskuddet (internlaster, soltilskudd) og størrelsen på varmetapet. Varmetransmisjonen (W/K) gjennom klimaskallet og varmetapet gjennom ventilasjon og infiltrasjon utgjør bygningens varmetap og viser hvor robust bygningens konstruksjon er. Varmetransportkoeffisienten H er gitt ved H = HD + HU + Hg + HV + Hinf (ligning 2.1), der HD er direkte varmetransmisjonstap til det fri HU er varmetransmisjonstap til uoppvarmede soner Hg er varmetransmisjonstap mot grunnen HV er ventilasjonsvarmetap Hinf er infiltrasjonsvarmetap Varmetapstallet H" får vi gjennom å dividere varmetransportkoeffisienten H med Afl (oppvarmet del av BRA): H” = Varmetapstallet for konstruksjoner fås gjennom å multiplisere U‐verdien på konstruksjonen med arealet: Beregninger av disse finnes i NS 3031, kap 6.1.1.1. H Afl (ligning 2.2) Varmetapspost Yttervegger Varmetapstall, H" [W/( m2·K)] Yttertak Gulv Vinduer og dører Kuldebroer Infiltrasjon Ventilasjon Samlet varmetapstall Krav til minste varmetapstall Kravet til en bygnings energieffektivitet er oppfylt dersom samtlige energitiltak listet i TEK10 § 14‐3 er gjennomført, eller dersom omfordeling mellom energitiltak viser at varmetapstallet ikke øker. Varmetapsbudsjettet gir også en god pekepinn på hvor det største varmetapet i en bygning er, og dermed på hvor det er hensiktsmessig å utføre tiltak. Passivhus‐ og lavenergistandarden for boliger NS 3700 setter også krav til minste varmetapstall for bygget. Dette er et supplerende krav til maksimalt oppvarmings- behov og er satt for å unngå konsepter/ løsninger som baserer seg for mye på store soltilskudd. Redusert oppvarmingsbehov gjennom redusert varmetap er alltid mer robust enn å øke varmetilskuddet gjennom solinnstråling. NS 3701 for yrkesbygg (utgitt september 2012) setter også krav til høyeste tillatte varmetapstall, men der vil varmetapstallet bare omfatte transmisjon og infiltrasjon (relatert til bygningskroppen), uten å ta med ventilasjonsleddet. Denne endringen vil med stor sannsynlighet også bli innført i NS 3700. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Netto energibudsjett En bygnings totale netto energibehov er den totale energien bygningen trenger for å opprettholde et tilfredsstillende inneklima. Ut over energi til oppvarming og varmtvann omfatter energibehovet også energi til vifter og pumper, belysning, teknisk utstyr og kjøling. Netto energibehov påvirkes ikke av virkningsgraden til bygningens energisystem. NS 3031 angir beregningsregler for hvordan de enkelte energipostene kan bestemmes. Tillegg A i NS 3031 angir standardiserte verdier for driftstider, settpunkt-temperaturer, varmtvann, belysning og teknisk utstyr som skal brukes ved forskriftsberegninger (TEK og Energiposter energimerkeordningen). Ved bruk av energirammemetoden i TEK10 skal det totale energibehovet beregnet for Oslo-klima (normert klima) være lavere enn energirammen (§14‐4) gitt for den aktuelle bygningskategorien. For boliger stiller NS 3700 separate krav til netto oppvarmingsbehov. NS 3701 stiller har separate krav til netto oppvarmingsbehov og kjølebehov (energipost 1. og 6.) samt til maksimalt energibehov til belysning (energipost 4.). Energibehov [kWh/år] 1a Romoppvarming Varmetapstall, H" [W/( m2·K)] 1b Ventilasjonsvarme 2 Varmtvann 3a Vifter 3b Pumper 4 Belysning 5 Teknisk utstyr 6a Romkjøling 6b Ventilasjonskjøling Totalt netto energibehov, sum 1–6 Levert energi En bygnings behov for levert energi avhenger av energiforsyning og hvilken virkningsgrad den har. Levert energi fås ved å dividere netto energibehov med energivarens virkningsgrad. For elektrisitet som energivare: Edel-el = QH,nd f H,er + QW,nd f W,er ηer (ligning 2.4) der Edel‐el er levert elektrisitet til elektriske varmesystemer [kWh] Q H,nd er årlig netto energibehov for romoppvarming og ventilasjonsvarme QW,nd er årlig netto energibehov for oppvarming av tappevann f H,er er andel av QH,nd som dekkes av elektrisk varmesystem f W,er er andel av QW,nd som dekkes av elektrisk varmesystem ηer er årsgjennomsnittlig systemvirkningsgrad for elektrisk varmesystem Summen av energien er uttrykt per energivare og skal altså dekke det samlede energibehovet inkludert systemtap som ikke gjenvinnes. (Noe av systemtapet fra varmesystemet kan brukes som nyttig varme i bygget og dermed redusere oppvarmingsbehovet.) 19 20 Kapittel 2 – Energiberegninger Veiledende tall for virkningsgrader Ligningen over viser hvordan man beregner den totale leverte energien fra en energivare, her for elektrisitet. I mange tilfeller brukes direktevirkende elektrisitet som spisslast for romoppvarming og tappevann. Da må man vite det årlige nettoenergibehovet (Q) samt hvor stor del som dekkes av elektrisitet for de enkelte postene. Summen av postene (i dette tilfellet to) divideres med virkningsgraden for elektrisitet for å få fram den leverte energien for elektrisitet. NS 3031 inneholder veiledende tall for virkningsgraden, som kan benyttes hvis det ikke foreligger dokumentert virkningsgrad fra leverandør. Energimerkeordningen er basert på levert energi. For passivhus og lavenergihus stiller standarden NS 3700 spesifikke krav til mengde levert elektrisk og fossil brensel (mer om dette i kapittel 2.13). Levert energi til bygningen Energivare 1 Elektrisitet 2 Olje 3 Gass 4 Fjernvarme 5 Biobrensel 6 Annen energivare ----------------------------------------Total levert energi, sum 1–6 Primærenergi og CO₂-utslipp NS 3031 angir også hvordan man kan beregne primærenergi, CO₂-utslipp, vektet levert energi og energikostnad ut fra levert energi. Primærenergibehovet er ikke særlig brukt i Norge så langt, men det inngår som et krav i den tyske definisjonen av passivhus. Det er også angitt å være en indikator i det reviderte bygningsenergidirektivet. Primærenergibehovet er den totale leverte energien (inkludert husholdningsstrøm) multiplisert med primærenergifaktoren for de enkelte energivarene. Faktoren avhenger av energibærerens hele livssyklus fra utvinning (gjennom prosessering, lagring, transport, generering, omdanning og overføring) til distribusjon for å levere energien til bygningen. Elektrisitet ganges med en faktor på 2,6 ifølge den tyske definisjonen. En ”helelektrisk” passivbolig ville derfor ikke kunne ha høyere behov for total levert energi enn 46 kWh/m² år, inkludert all belysning, teknisk utstyr og oppvarming av vann. Primærenergifaktorene er omdiskutert, og ulike land bruker forskjellige faktorer, avhengig av kilden til energivaren. For eksempel kan elektrisitet komme fra vind eller vann, men også fra kullkraftverk. Norge har ikke utarbeidet nasjonale faktorer for CO2‐utslipp og energipolitisk vektet levert energi, men det finnes en eldre standard NS‐EN 15603, med faktorer. (Se ellers artikkelen "Net zero energy buildings: A consistent definition framework", Igor Satori et al, 2012.) Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Standardverdier i NS 3031 NS 3031 har et tillegg med standardverdier blant annet for belysning, teknisk utstyr og varmt vann. I energiberegninger bruker vi normtall for driften av bygget, blant annet for driftstider, temperaturer, belysning, teknisk utstyr, varmtvann og antall personer i bygget. Et tillegg til NS 3031 informerer om disse standardiserte verdiene, deriblant verdier for belysning, teknisk utstyr samt varmt vann. Kravene i teknisk forskrift er basert på disse standardverdiene. I 2010 ble disse standardverdiene tatt inn i NS 3031 for å være i samsvar med NS 3700. • Verdiene for belysning skal som hovedregel benyttes ved kontrollberegning mot offentlige krav. Dersom det benyttes styringssystem for utnyttelse av dagslys eller styringssystem basert på tilstedeværelse, kan energibehovet til belysning reduseres med 20 %. Eventuelt kan andre verdier for belysning dokumenteres gjennom beregninger etter NS‐EN 15193 eller tilsvarende. Varmetilskuddet fra belysning skal da reduseres tilsvarende. • Verdiene for utstyr og varmtvann brukes ved kontrollberegning mot offentlige krav. • Småhus omfatter enebolig, to‐ til firemannsbolig og rekkehus. Lokale klimadata Siden energiberegninger baseres på standardverdier og dermed på perfekte driftsbetingelser og Oslo-klima, er slike beregninger ikke representative for bygningers faktiske behov for levert energi (eller målt energibruk). I motsetning til NS 3031 krever NS 3700 at man bruker lokale klimadata ved beregning av energibehov. Tilleggene har også veiledende verdier, for eksempel for solfaktorer, typiske verdier for bygningens varmekapasitet og kuldebroer. Luftmengder Kravene til minste tillatte luftmengder er de samme både ved kontrollberegning mot teknisk forskrift (TEK10) og i passivhusstandarden NS 3700. Verdiene ble endret like etter at NS 3031 ble revidert i 2010 for at kravene til luftmengder skulle være like i NS 3031 og NS 3700. Disse kravene til minste tillatte ventilasjonsmengder er satt for å unngå at man prosjekterer med luftmengder som er mye lavere enn det som er anbefalt for å opprettholde et godt inneklima. Minste tillatte spesifikke luftmengder Boligtype Leiligheter der Afl < 110 m² Leiligheter der Afl ≥ 110 m² Småhus b Minste spesifikke luftmengde ª m³ / (h•m²) ≥ 1,6 − 0,007 × (Afl − 50) ≥ 1,2 ≥ 1,2 ª Reelle luftmengder dimensjonert ut fra materialbelastning (emisjoner), personbelastning og andre belastninger skal legges til grunn ved beregning av energibehov, forutsatt at de er høyere enn minste luftmengder i tabell A.1. b Småhus omfatter enebolig, to- til firemannsbolig og rekkehus. 21 22 Kapittel 2 – Energiberegninger Stasjonær varmebalanse for et rom Ligninger for stasjonær varmebalanse for et rom/bygg kan gi forståelse for hvordan en energiberegning gjøres. Den første ligningen sier at det er behov for like mye tilført varme gjennom internlaster (qint), soltilskudd (qsol ) og oppvarming (qheat) som bygningens varmetap: q”int + q”sol + q”heat – H”(Ti – Te) = 0 (ligning 2.5) der q” er spesifikk effekt, H” er varmetapstall , Ti er innetemperatur og Te er utetemperatur. Dermed er oppvarmingsbehovet summen av varmetapet (som avhenger av ΔT) subtrahert internlaster og soltilskudd: q”heat = H”(Ti – Te) – q”int – q”sol (ligning 2.6) Varmetransportkoeffisienten H er varmetransporten gjennom klimaskallet samt varmetap gjennom infiltrasjon og ventilasjon: H = ∑UA + 0,33 · ninf · V + 0,33 · · (1-ηT ) (ligning 2.7) der U er U-verdi, A er areal vegg, vindu, tak og gulv, n er luftskiftet for infiltrasjon, V er volum, ηT er virkningsgrad for gjenvinner og 0,33 er luftens varmekapasitet per volum (Wh/m³K). Varmetapstallet fås ved å dividere varmetransportkoeffisienten H med Afl, oppvarmet del av BRA, som gitt i ligning 2.2. Stasjonær varmebalanse for et rom Stasjonær varmebalanse for et rom, der, Ti er innetemperatur, Te er utetemperatur, qint er internlaster og qsol er soltilskudd. Prosjektering av passivhus 23 LAVENERGIPROGRAMMET Oppvarmingsbehov i cellekontor I dette eksempelet vil vi finne ut hvor stort effektbehov vi har i et 10 m² kontorrom, for å kunne dimensjonere varmekilden. Forutsetninger: Areal: 10 m² Fasade: 7,5 m² Vindu: 1 x 2 m Takhøyde: 3 m U-verdi vegg: 0,15 W/m²K U-verdi vindu: 0,80 W/m²K Ventilasjon: 10 m³/m²h Virkningsgrad varmegjenvinner: 80 % Lekkasjetall: 0,6 oms/t Utetemperatur: ÷ 20 ℃ Innetemperatur: 20 ℃ Internlast og soltilskudd neglisjeres H = ∑UA + 0,33 · ninf · V + 0,33 · · (1-ηT ) For å finne totalt varmebehov q”heat ser vi først på kontorets varmetransportkoeffisient (H), som er gitt av ligning 2.7. Først multipliserer vi U‐verdien for veggen med veggarealet og gjør det samme for vinduene. ∑UA = 0,15 · (7,5 - 2) + 0,8 · 2 Infiltrasjonsvarmetapet beregnes gjennom å ta luftens varmekapasitet multiplisert med luftskiftet for infiltrasjonen. Dette avhenger av type ventilasjon, en skjermingskoeffisient og lekkasjetallet (1,5). I dette tilfellet med balansert ventilasjon regnes infiltrasjonen som 0,07 x lekkasjetallet i henhold til NS 3031. Dette multipliseres med volumet av kontoret (areal · høyde): 0,33 · ninf · V = 0,33 · 0,07 · 0,6 · 10 · 3 Ventilasjonsvarmetapet beregnes gjennom å multiplisere luftens varmekapasitet med ventilasjonsluftmengden i m³/h og andelen som ikke blir gjenvunnet i varmegjenvinneren (1 - 0,8) · 0,33 · · (1-ηT ) Dermed har vi H = 0,15 · (7,5 - 2) + 0,8 · 2 + 0,33 · 0,07 · 0,6 · 10 · 3 + 0,33 · 100 · (1 - 0,8) = 9,44 W/K For å få ut varmetapstallet divideres varmetransportkoeffisienten med BRA: H” = 0,94 W/m²K I eksempelet neglisjerer vi internlast og soltilskudd, og effektbehovet for oppvarming får vi dermed gjennom å multiplisere varmetapstallet med ΔT, etter ligning 2.6: q”heat = H”(Ti - Te) = 0,94 · (20 + 20) = 38 W/m² Vi deler opp oppvarmingsbehovet i romoppvarming og ventilasjonsvarme. Da regnes effektbehovet til varmebatteriet ut gjennom å først beregne temperaturen på luften etter gjenvinneren (Tgv). η= Tgv - Te Ti - Te => Tgv = 0,8 · (20 + 20) – 20 = 12 ˚C Effekten er siden luftens varmekapasitet multiplisert med luftmengden og ΔT mellom ønsket tilluftstemperatur (18 ˚C) og Tgv (12 ˚C): q”VB = 0,33 · 10 · (18-12) = 20 W/m² q”rom = 38 - 20 = 18 W/m² Her ser vi at behovet for varme fra ventilasjon er større enn behovet for å varme opp rommet. I bygg med høyere virkningsgrad på gjenvinneren eller lavere luftmengder vil det ofte være omvendt. 24 LES MER: NS 3940 Areal- og volumberegninger av bygninger Kapittel 2 – Energiberegninger Volum og areal (se NS 3940) • Bruksareal (BRA) er bruttoarealet minus det arealet som opptas av yttervegger. –– Skråtak: Delen med skråtak regnes som måleverdig inntil 0,6 m utenfor høyden 1,9 m. –– Trapp: Åpninger i etasjeskiller regnes med i bruksareal. • Oppvarmet luftvolum beregnes ved å multiplisere oppvarmet del av BRA med midlere netto høyde. –– Midlere netto høyde: Målt mellom gulvets overkant og underkant av overliggende dekkekonstruksjon. Volumet som opptas av innvendige etasjeskiller, skal ikke tas med i beregning av innvendig volum. –– Måles over oppvarmet bruksareal. • Internlast og soltilskudd neglisjeres. Passivhusstandard for boliger: NS 3700 Den norske passivhusstandarden NS 3700 har fire sentrale krav. Disse kravene gjelder varmetapstall, komponenter, oppvarmingsbehov og fornybar energi. NS 3700 ble vedtatt som standard etter nærmere tre års utviklingsarbeid. Under utviklingen var det spesielt mange diskusjoner knyttet til prinsippet om klimatilpasning, krav til små eneboliger og energiforsyningskrav, siden spesielt disse avviker betydelig fra den tyske passivhusstandarden. Kravene til oppvarming er bare knyttet opp mot energibruk per kvadratmeter og ikke mot effektbehov som i den tyske standarden. Dette innebærer at man har fraveket prinsippet om at ventilasjonsanlegget skal kunne brukes som oppvar- mingssystem, slik den tyske (og svenske) passivhusstandarden antar. I ambisjonsnivå er NS 3700 ganske lik den svenske standarden, mens måten å dokumentere og sette krav på er ganske ulik. Fire sentrale krav skal oppfylles og dokumenteres før et bygg kan sies å være i henhold til den norske passivhusstandarden. Kravene er både knyttet til bygningskroppen som angir byggets robusthet, og til valg av energikilder for å sikre at det benyttes fornybare energikilder til romoppvarming og tappevann. NS 3700 Standarden stiller fire sentrale krav til passivhus som gjelder: • varmetapstall • komponenter • oppvarmingsbehov • fornybar energi Kravene er klimaavhengige. Det betyr at det er lettere å tilfredsstille kravene i de mildeste strøkene i Norge. På steder hvor det lokale klimaet er kaldere enn i Oslo, er kravene i prinsippet omtrent de samme som i Oslo. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Krav til varmetapstall Kravet til varmetapstallet i NS 3700 angir hvor stort varmetap som tillates for tre ulike arealklasser av passivhus og lavenergihus. Standarden stiller krav til høyeste tillatte varmetapstall for å unngå løsninger som baserer seg for mye på store soltilskudd gjennom store glassflater. Redusert oppvarmingsbehov gjennom redusert varmetap er alltid mer robust enn å øke varmetilskuddet gjennom solinnstråling. Kravene til varmetapstall sikrer dette. Tre størrelsesklasser Siden små bygninger er mindre kompakte (de har større varmetapende ytterareal i forhold til bruksareal enn store bygninger), er kravet til varmetapstall høyere. Kravene er satt ut fra beregninger av varmetapstallet for ulike boligtyper med ulike størrelser og kompakthet. Standarden angir krav til varmetapstall for boliger under 100 m², mellom 100 og 250 m² og over 250 m². Kravene til varmetapstall i NS 3700 angir hvor stort varmetap som tillates for passivhus og lavenergihus. Ventilasjonstap trolig ut I henhold til NS 3700:2010 omfatter varmetapstallet alle energiposter som representerer energitap, det vil si både transmisjonstap, ventilasjonstap og infiltrasjonstap. Dette vil trolig endres i en kommende revisjon for å koordinere med krav i NS 3700, der ventilasjonstapet ikke er inkludert. Når dette skjer, vil nivåene for maksimalt tillatt varmetapstall måtte endres i NS 3700. Passivhusstandardens krav til varmetapstall for ulike boligstørrelser Varmetapstall, H" W / (m² · K) Passivhus Lavenergihus Klasse 1 Klasse 2 Boligbygning der Boligbygning der Boligbygning der Afl < 100 m² 100 m² ≤ Afl < 250 m² Afl ≥ 250 m² 0,60 0,55 0,50 0,80 1,05 0,75 0,95 0,65 0,80 25 26 Kapittel 2 – Energiberegninger Krav til oppvarmingsbehov Oppvarmingsbehov avhenger sterkt av klima og boligstørrelse, og passivhusstandardens krav til høyeste tillatte oppvarmingsbehov tar hensyn til begge deler. Hovedkravet i NS 3700 er kravet til høyeste tillatte oppvarmingsbehov. Dynamiske simuleringer og stasjonære beregninger viser at oppvarmingsbehovet avhenger sterkt av lokalt klima og størrelsen på boligen. Hvis kravet til passivhus var uavhengig av klima og størrelse på boligen, slik den tyske standarden er innrettet, ville det ha vært praktisk umulig å bygge vanlige norske eneboliger i store deler av landet, og da spesielt i kalde strøk. Årsmiddeltemperatur på 6,3 ºC representerer Oslo‐klima. Justering av kravet for boliger i kaldere områder enn Oslo innebærer at rammen øker omtrent tilsvarende som oppvarmingsbehovet øker. Forskjellen på konkrete løsninger for Oslo og områder som er kaldere enn Oslo, er derfor liten. For boliger som bygges i mildere strøk enn Oslo, er kravene i praksis lempet, siden energiberegningene skal gjøres med lokale klimadata. Lettere i milde strøk Som det framgår av tabellen, er hovedkravet 15 kWh/m² år for boliger større enn 250 m². Men for eneboliger mindre enn 250 m² og for steder med årsmiddeltemperatur lavere enn 6,3 ºC, justeres kravet. Hele bygget For alle typer bygg henviser kravene til arealet for hele bygget, og ikke bare enkeltenheter. For boligblokker og rekkehus innebærer det at kravet ikke gjelder enkeltleiligheter, men hele bygget. Høyeste tillatte oppvarmingsbehov for ulike boligstørrelser og klimasoner Årsmiddeltemperatur, θym Høyeste beregnede netto energibehov til oppvarming kWh / (m² · år) Boligbygning der Afl < 250 m² ≥ 6,3 ℃ < 6,3 ℃ 15 + 5,4 x 15 + 5,4 x (250 – Afl) 100 Boligbygning der Afl ≥ 250 m² (250 – Afl) 15 100 + 2,1 + 0,59 x (250 – Afl) 100 x (6,3 – θym) 15 + 2,1 x (6,3 – θym) Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Krav til energiforsyning Passivhusstandardens krav til energiforsyning er gitt ved: Edel, el + Edel, oil + Edel, gas < Et – 0,5 · QW,nd der Edel, el Edel, oil Edel, gas Et QW,nd er energi fra årlig levert elektrisitet [kWh/år] er energi fra årlig levert fossil olje [kWh/år] er energi fra årlig levert fossil gass [kWh/år] er årlig netto energibehov [kWh/år] og er årlig netto energibehov for oppvarming av tappevann [kWh/år] Minimum 50 % av tappevannbehovet i passivhus må dekkes av andre kilder enn elektrisitet og fossil energi. Bakgrunnen for kravet i NS 3700 er at man med dagens forskriftsnivå (TEK) kan komme unna kravet til fornybare energikilder (definert som andre energikilder enn fossile kilder og elektrisitet fra nettet) med oppvarmingsbehov på passivhusnivå. For å ha et minstekrav til energiforsyning stiller NS 3700 krav til at minst 50 % av varmtvannsbehovet skal dekkes med fornybar energi, som definert over. Solfangeranlegg Kravet kan oppfylles av et typisk solfangeranlegg som primært dekker varmtvannsbehovet, eventuelt også litt av oppvarmingsbehovet. Solfangerne må dekke litt mer enn 50 % av varmtvannsbehovet for også å balansere den lille energimengden som går til sirkulasjonspumper. For en bolig på 100–130 m² vil man normalt trenge et solfangerareal i størrelsesordenen 4–6 m², men dette avhenger av solfangerens virkningsgrad og de klimatiske forholdene. Varmepumpeløsninger Kravet vil også relativt enkelt kunne dekkes av varmepumpeløsninger basert på jord, fjell, sjø/vann eller uteluft som energikilde. Disse vil overføre varme til et vannbasert system (bereder/akkumulator) som vanligvis dekker en betydelig andel av både varmtvanns‐ og oppvarmingsbehovet. Luft til luft-varmepumper vil normalt ikke kunne dekke fornybarkravet i passivhus. I tilfeller der man bruker bio‐baserte løsninger (fast, flytende eller gass) eller fjernvarmeløsninger, vil også vanlige løsninger enkelt kunne oppfylle kravet til energiforsyning. 27 28 Kapittel 2 – Energiberegninger Minstekrav til komponenter og løsninger NS 3700 har minstekrav både til bygningstekniske og ventilasjonstekniske løsninger for å sikre energieffektive løsninger i alle deler av passivhus. Standarden har både minstekrav til U‐ verdier for alle typer bygningsdeler som yttervegger, tak, gulv, vinduer og dører, i tillegg til en maksimalt tillatt normalisert kuldebroverdi. For ventilasjonsdelen har den minstekrav både til årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinneren og til SFP‐faktoren (hvor mye energi som benyttes for å distribuere luften inn og ut til og fra de respektive områdene. Og sist, men ikke minst, har standarden er minstekrav til lekkasjetallet ved 50 Pa ved ferdigstillelse av bygget. Dette sikrer god håndverksmessig utførelse og gode detaljer. Bortsett fra lekkasjetall, som må måles for ferdige bygg, kan de andre minstekravene dokumenteres ved beregninger etter standarder (NS-, ISO- og CEN‐standarder) eller ut fra laboratoriemålinger. Lemper på minstekrav Siden NS 3700 ble lansert i 2010, har disse minstekravene vært betydelig omdiskutert. Spesielt gjelder det U‐verdier for yttervegger, tak og gulv som i mange tilfeller fordyrer prosjektene utover aksepterte rammer, samtidig som oppvarmingskravet er tilfredsstilt. Passivhusstandarden for yrkesbygg (NS 3701) lemper derfor på disse kravene ved at minstekravene til U‐verdi for yttervegg, tak og gulv tas ut. I tillegg slås kravet til vinduer og dører sammen, noe som innebærer at det er gjennomsnittet for alle vinduer og dører som skal vurderes opp mot minstekravet på 0,80 W/(m²K). NS 3700 vil trolig bli revidert i løpet av 2012, slik at komponentkravene for næringsbygg også vil gjelde for boliger. Minstekrav til bygningstekniske og ventilasjonstekniske løsninger Egenskap U-verdi yttervegg ≤ 0,15 W / ( m² · K) U-verdi gulv ≤ 0,15 W / (m² · K) U-verdi tak U-verdi vindu U-verdi dør Normalisert kuldebroverdi, ψ Årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinner SFP-faktor ventilasjonsanlegg Lekkasjetall ved 50 Pa, n50 ≤ 0,13 W / (m² · K) ≤ 0,80 W / (m² · K) ≤ 0,80 W / (m² · K) ≤ 0,03 W / (m² · K) ≥ 80 % ≤ 1,5 kW / (m³ / s) ≤ 0,60 h-1 Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Dokumentasjonskrav i NS 3700 Passivhusstandarden krever dokumentasjon av energiberegninger og dokumentasjon for ferdigstilt bygg. Resultatet fra energiberegninger skal dokumenteres for hele bygget, og beregningene skal vise: • varmetapsbudsjett og samlet varmetapstall • årlig netto energibudsjett • årlig levert energibudsjett med spesifisering av mengden levert energi som er elektrisitet eller fossilt brensel • beregnet normalisert kuldebroverdi For ferdigstilt bygning krever standarden følgende dokumentasjon: • bekreftelse på at inndata som er benyttet i energiberegningen, er representative for den ferdige bygningen • rapport fra lekkasjeprøving for den ferdigstilte bygningen etter reglene i NS-EN 13829 29 30 Kapittel 2 – Energiberegninger Byggets form og energibehov Enkelte tiltak i prosjekteringsfasen kan redusere kostnadene et prosjekt betydelig. Et av dem er å se på bygningsformen. En optimal form på et bygg er en kule siden denne har mindre overflate enn en firkantet kloss. Denne tanken kan forfølges i planleggingen av et passivhus ved at man planlegger for minst mulig utvendige overflater i forhold til areal. Formfaktorer er et enkelt uttrykk for sammenhengen mellom det innvendige volumet og den utvendige overflaten. Uttrykket kan brukes som hjelp til å oppnå et lavt energibehov. En enkel tommelfingerregel kan være å se på forholdet mellom areal av klimaskjermen og byggets innvendige, oppvarmede volum, Aklimaskjerm / Voppvarmet. Resultatet bør maksimalt ligge rundt • 0,80 for eneboliger/ tomannsboliger, • 0,70 for rekkehus og • 0,50 for etasjebygg. Ofte enkle bygningskropper Formen på bygget har stor betydning og kan i mange tilfeller avgjøre om det er mulig å bygge huset med passivhusstandard eller ikke med tilgjengelige løsninger og produkter. De totale kostnadene til passivhuset er selvsagt også interessante, og det vil være raskere å oppnå kravet til lekkasjetallet for bygg med enkle former enn for bygg med mange vinkler og andre utbygg. Dette er hovedgrunnen til at svært mange passivhus har relativt enkle bygningskropper med få vinkler eller innhugg. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET U-verdier for to ulike småhus, det ene kvadratisk, mens det andre har flere vinkler og halvetasjer. U-verdi yttervegger U-verdi tak U-verdi gulv U-verdi vinduer og dører Varmegjenvinning Kvadratisk form Vinkler m.m. 0,09 W / m²K 0,09 W / m²K 0,12 W / m²K 0,12 W / m²K 0,80 W / m²K 80 % Balkong og formfaktor Sett at et bygg har ti etasjer med fire balkonger per etasje. Ved å endre balkongplasseringen reduseres energibehovet til oppvarming med 15 %. Det skyldes primært mindre overflate og halvert antall meter kuldebro. Skissene viser et eksempel på hvordan man kan arbeide med formfaktorene. Bygget til venstre har inntrukkede balkonger i hver etasje. Balkongene er forskjøvet i annenhver etasje. Dette øker overflatearealet og lengden av kantene og dermed linjetapet betydelig. Resultatet blir et høyere energibehov. Ut fra en energitankegang ville det optimale vært om bygget hadde mindre overflater ved at balkongene ble utelatt, men dette er lite realistisk i forhold til brukskvaliteten til bygget. For at finne et 0,11 W / m²K 0,08 W / m²K 0,76 W / m²K 85 % fornuftig kompromiss mellom energibehov og forventninger/ønsker til bygget, kunne løsningen i dette tilfellet være å flytte balkongene, slik at alle ligger samlet på en loddrett linje i bygget. Da oppnår man dels en arkitektonisk effekt, men også at byggets samlede energibehov til romoppvarming reduseres med 15 %. Det skyldes primært mindre overflate og kortere (halvert) kuldebroer langs balkongene. Samtidig blir mengde av detaljer til bygget redusert fordi man kan bruke den samme løsningen ved hvert hjørne. I tillegg kan man velge en løsning med utvendig isolasjon, hvilket begrenser varmetapet til vinduer og dører samt beslag og skruer til montering av balkong-gulvplater (6 punkter per plate i stedet for en gjennomgående betongskive). 31 32 Kapittel 2 – Energiberegninger Passivhus i ulike klimasoner Passivhusstandarden krever at du bruker lokale klimadata i energiberegninger. Årsmiddeltemperaturen i Norge er mellom +8 og ‐6 °C. NS 3700 korrigerer for klima med en kaldere årsmiddeltemperatur enn 6,3 °C (Oslo-klima). For klima som er varmere enn dette, er det ingen korrigering. Det betyr at mer varmeisolerte konstruksjoner og bedre installasjoner må brukes i Oslo-klima enn for eksempel i Bergen, for å tilfredsstille kravet til høyeste beregnede netto energibehov til oppvarming (NS 3700 tabell 3). Småhus i Oslo Forutsetninger for at et to‐etasjers småhus på 172 m² i Oslo skal oppfylle passivhusstandarden: Veggene har 350 mm isolasjon samt 50 mm isolasjon (37) innvendig påfø- Årsmiddeltemperatur (℃) ring, slik at man kan ha en inntrukket dampsperre. Småhuset har himling mot kaldt loft med 400 mm isolasjon (37). Gulv mot grunn har 350 mm EPS-isolasjon komplettert med 400 mm isolerte ringmurselementer og 600 mm markisolasjon. Bygningens vinduer har gjennomsnittlig U-verdi på 0,77 W/m²K, og vindusarealet utgjør 19 % av BRA. Den normaliserte kuldebroverdien og lekkasjetallet er minimumskrav i NS 3700, mens årsmiddelvirkningsgraden er tatt fra ventilasjonsleverandør (se faktaboksen). Med disse forutsetningene blir beregnet netto energibehov til oppvarming 19,3 kWh/m², og småhuset tilfredsstiller dermed passivhuskravet som er 19,3 kWh/m². Bygningstekniske data for passivhus i Oslo Småhus: BRA Volum 172 m² 412 m³ U-verdi for bygningsdeler [W/(m² · K)]: Yttervegger 0,11 (400 mm) Tak 0,10 (400 mm) Gulv 0,10* (350 mm) Vindu/dør 0,77 Passivhusvinduer *U-verdi for gulv mot fri Areal vinduer/dør Norm. kuldebroverdi Lekkasjetall (n50) SFP Virkningsgrad, η 19 % av BRA 0,03 W/(m² · K) 0,6 h-1 1,0 kW/(m³/s) 87 % Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 33 Passivhus i Oslo-klima Tak: 0,10 W/m²K Lekkasjetall: 0,6 h¯¹ η: 87 % SFP: 1,0 kW/(m³/s) Vindu/dør: 0,77 W/m²K 19 % av BRA Vegg: 0,11 W/m²K Gulv: 0,10 W/m²K Kuldebro: 0,03 W/m²K Oslo: Netto energibehov til oppvarming: 19,3 kWh/m². Krav ifølge NS 3700: 19,3 kWh/m². Netto energibehov til oppvarming: 19,3 kWh/m². Lavere nettobehov i Bergen Den samme konstruksjonen vil få betraktelig lavere netto energibehov i Bergen: 13,7 kWh/m². Dette betyr at det er rom for å endre konstruksjonen til dårligere U-verdier på klimaskallet og fortsatt oppfylle passivhuskravet. Tak: 0,10 W/m²K Lekkasjetall: 0,6 h¯¹ η: 87 % SFP: 1,0 kW/(m³/s) Vindu/dør: 0,77 W/m²K 19 % av BRA Vegg: 0,11 W/m²K Gulv: 0,10 W/m²K Kuldebro: 0,03 W/m²K Netto energibehov til oppvarming: 13,7 kWh/m². 34 Kapittel 2 – Energiberegninger Hvis isolasjonen i småhuset endres til minstekravet for vegger, tak, gulv og U-verdi på vinduer, klarer huset fortsatt kravet til netto energibehov når det er plassert i Bergen. Isolasjonstykkelser og U‐verdi for bygningsdeler [W/(m2•K)]: Bygningsdel U-verdi Yttervegger 0,15 Tak 0,13 Gulv 0,11 Vindu/dør 0,80 Passivhusvinduer For småhuset i dette eksempelet betyr det 100 mm mindre isolasjon i vegger og tak og 50 mm mindre i gulvet. I tillegg kan man klare seg med noe dårligere U‐verdi i vinduene. Det er altså betydelig forskjell på hva slags konstruksjoner man kan bruke til passivhus i ulike deler av Norge. Tak: 0,13 W/m²K Lekkasjetall: 0,6 h¯¹ η: 87 % SFP: 1,0 kW/(m³/s) Vindu/dør: 080 W/m²K 19 % av BRA Vegg: 0,15 W/m²K Gulv: 0,11 W/m²K Bergen: Netto energibehov til oppvarming: 19,1 kWh/m². Krav ifølge passivhusstandarden: 19,3 kWh/m². REFERANSE Byggforskserien 472.435 Passivhus i tre. Eksempler på detaljer for varmeisolering og tetting. 471.012, tabell 21 471.013, tabell 22 472.435, tabell 411 Kuldebro: 0,03 W/m²K Prosjektering av passivhus 35 LAVENERGIPROGRAMMET NS 3701 Passivhusstandard for yrkesbygg Passivhusstandard for yrkesbygg har seks sentrale krav. Disse kravene gjelder transmisjons- og infiltrasjonstap, oppvarmingsbehov, kjølebehov, energibehov til belysning, komponenter og luftmengder. NS 3701 har blitt utviklet og behandlet i Standard Norge komité SN/K 34 Bygningers Energiytelse i ca 2,5 år. Den ble fastsatt som norsk standard september 2012 og har kriterier for 11 yrkesbyggkategorier. Kravene varierer i forhold til areal, type bygg og klima. Det er lettere å tilfredsstille kravene i de mildeste strøkene av Norge. For lokale klima som er kaldere enn Oslo, er kravene i prinsippet omtrent de samme som i Oslo. Norsk Standard NS 3701:2012 ICS 91.040.01; 91.120.10 Språk: Norsk Kriterier for passivhus og lavenergibygninger Yrkesbygninger Arbeidet med NS 3701 er delvis basert på Prosjektrapport 42, Kriterier for passivhus og lavenergibygg – yrkesbygninger, som ble utgitt av SINTEF Byggforsk i 2009. Criteria for passive houses and low energy buildings Non-residential buildings • NorskStandardogguiderfastsettesavStandardNorge.Andre dokumenterfraStandardNorgesomtekniskespesifikasjonerog workshopavtalerpubliseresetterferdigstillingutenformell fastsetting. • DettedokumenteterutgittisamarbeidmellomStandardNorge og Standard Online AS. • StandardNorgekangiopplysningerominnholdetidokumentetog svarepåfagligespørsmål.Merinformasjonomstandardiseringfinnes påwww.standard.no. • InntektenefrasalgavstandardersomStandardOnlineASstårfor, utgjørenstorogavgjørendedelavfinansieringenavstandardiserings arbeidetiNorge. • SpørsmålomgjengivelsefradokumentetrettestilStandardOnlineAS. MerinformasjonomalleStandardOnlinesprodukterogtjenester relaterttilstandarderfinnespåwww.standard.no. • Innspillogtipstilforbedringavvåreprodukterogtjenesterønskes velkommenogkanrettestilStandardNorgeogStandardOnlineAS. Formerinformasjonse Standard Norge Standard Online AS Postboks242 1326Lysaker Postboks252 1326Lysaker Telefon67838600 Telefaks67838601 Telefon67838700 Telefaks67838701 [email protected] www.standard.no [email protected] www.standard.no Bygningskategori Barnehage Kontorbygning Skolebygning Universitets- og høgskolebygning Forsideillustrasjon: FutureBuilt/Flashpoint Studio - Arkitekt: Div.A arkitekter AS Reelle luftmengder Reelle prosjekterte luftmengder skal brukes til energiberegningene, men du kan ikke bruke lavere luftmengder enn de som er angitt i tabellen. Minste tillatte luftmengder er satt for å unngå at man manipulerer beregningene med lave, prosjekterte luftmengder, og fordi for lave luftmengder kan gå ut over inneklimaet. Luftmengder er en av de viktigste parameterne for energibruk, og lavt energibehov forutsetter effektiv ventilasjon med streng behovsstyring. © Standard Norge. Henvendelse om gjengivelse rettes til Standard Online AS. www.standard.no Gjennomsnittlig luftmengde Gjennomsnittlig lufti driftstid* mengde utenfor driftstid* m³ / (m² • h) m³ / (m² • h) 6 1 8 1 6 7 1 1 Sykehus 10 3 Hotellbygning 6 1 Sykehjem Idrettsbygning Forretningsbygning Kulturbygning Lett industri, verksted 7 6 12 7 7 1 1 1 0 0 * Reelle luftmengder dimensjonert ut fra materialbelastning (emisjoner), personbelastning og andre belastninger skal legges til grunn ved beregning av energibehov, forutsatt at de er høyere enn minste luftmengder i tabell A. 1. Minste tillatte luftmengder til bruk i energiberegninger. 36 Kapittel 2 – Energiberegninger Internlaster Verdier for internlaster gitt i NS 3031 Tillegg A skal brukes ved forskriftsberegninger. Sammenlignet med disse har NS 3701 betydelig lavere verdier for belysning, og også lavere verdier for utstyr for noen byggkategorier. Passivhusstandarden for yrkesbygg forutsetter energieffektiv belysning og energieffektivt teknisk utstyr. For energibehov til belysning stiller NS 3701 krav både til minstenivå og til beregning av dette (såkalt LENI‐beregning, se lengre ned). Internlaster fra belysning, utstyr og personer for ulike byningskategorier. Bygningskategori Belysning* W / m² Utstyr* W / m² Personer W / m² Barnehage 6 2 6 Skolebygning 6 4 12 Kontorbygning Universitets- og høgskolebygning 5 6 6 4,2 4 5 Gjennomsnittlig varmetilskudd W / m² 5,4 5,4 6 6,1 Sykehus 5 8 2 10,7 Hotellbygning 5 1 2 6,0 Sykehjem Idrettsbygning Forretningsbygning Kulturbygning Lett industri, verksted 5 4 6 3 1 11 10 1 6 5,0 7 1 6 9,0 8,1 3,2 10 3,3 2 4,8 * Effektbehov til belysning og utstyr settes lik varmetilskudd, dvs. at det antas at all energibruk fra lys og utstyr går over til varme i bygget. Krav til varmetapstall H "tr,inf,0 Barnehage Kontorbygning Skolebygning Universitets- og høgskolebygning Lavenergibygninger Passivhus Bygningskategori W H "tr,inf,0 W W / (m² • K) W / (m² • K) W / (m² • K) W / (m² • K) 0,40 0,009 0,014 0,40 0,40 0,40 0,014 0,50 0,013 0,50 0,014 0,50 0,50 0,022 0,017 0,021 Sykehus 0,40 0,014 0,50 0,019 Hotellbygning 0,40 0,014 0,50 0,016 Sykehjem Idrettsbygning Forretningsbygning Kulturbygning Lett industri, verksted 0,40 0,45 0,40 0,40 0,40 0,014 0,010 0,014 0,012 0,017 0,50 0,60 0,50 0,50 0,55 0,018 0,013 0,018 0,016 0,022 Verdier for å bestemme kravet til varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonsvarmetap. Prosjektering av passivhus 37 LAVENERGIPROGRAMMET Høyeste tillatte varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonstap Varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonstap, H "tr,inf W / (m² · K) Bygning der Afl < 1000 m² H "tr,inf,0 + W Bygning der Afl ≥ 1000 m² (1000 – Afl) H "tr,inf,0 100 I likhet med NS 3700 stiller også NS 3701 krav til høyeste tillatte varmetapstall for å unngå konsepter som baserer seg for mye på store soltilskudd gjennom store solrikt orienterte glassflater. For små yrkesbygg under 1000 m² er varmetapstallrammen høyere, siden disse byggene er mindre kompakte og dermed har høyere varmetap med samme U‐verdier og tetthet. I NS 3701 er rammen for varmetap satt gjennom varmetapstallet for transmisjon og infiltrasjon, det vil si det varmetapet som er relatert til bygningskroppen. NS 3701 tar ikke hensyn til ventilasjonsvarmetapet. Krav til netto oppvarmingsbehov Årsmiddeltemperatur, θym Høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til oppvarming kWh / (m² · år) Bygning der Afl < 1000 m² ≥ 6,3 ℃ < 6,3 ℃ EPH,0 + X EPH,0 + X (1000 – Afl) 100 + Bygning der Afl ≥ 1000 m² EPH,0 (1000 – Afl) 100 K1 + K2 (1000 – Afl) Krav til høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til oppvarming. 100 (6,3 – θym) EPH,0 + K1 (6,3 – θym) 38 Kapittel 2 – Energiberegninger Bygningskategori Barnehage Kontorbygning Skolebygning Universitets- og høgskolebygning Passivhus Lavenergibygninger EPH,0 X 20 0,85 25 1,55 20 1,30 20 1,50 K1 K2 EPH,0 X 3,6 0,10 35 1,3 3,6 0,15 3,5 0,15 3,7 0,10 40 2,2 30 1,7 35 2,0 K1 K2 4,9 0,13 4,8 0,15 4,1 0,22 4,7 0,10 Sykehus 20 1,30 4,7 0,15 35 1,9 6,0 0,10 Hotellbygning 25 1,40 4,0 0,10 40 1,8 4,8 0,03 Sykehjem Idrettsbygning Forretningsbygning Kulturbygning Lett industri, verksted Verdier for å bestemme kravet til netto spesifikt energibehov til oppvarming Krav til høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til kjøling 20 1,20 20 0,80 25 1,40 25 1,30 25 1,70 4,3 0,12 3,8 30 0,10 4,6 35 0,12 3,5 40 0,11 3,8 40 0,15 40 1,9 1,8 2,3 0,15 5,1 0,10 5,7 0,11 4,6 0,08 5,0 0,15 Krav til netto kjølebehov DUTs > 20 ℃ Høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til kjøling kWh / (m² · år) β (20 – DUTs) 0 Bygningskategori Passivhus Lavenergibygning β β Barnehage 0,0 0,0 Skolebygning 0,0 0,0 Kontorbygning Merknad 2: Bygningskategoriene som har en kjølebehovskoeffisient lik 0,0, forutsettes å kunne overholde krav til termisk komfort uten mekanisk kjøling. 0,8 5,0 Som for NS 3700 gjelder et av hovedkravene i NS 3701 høyeste tillatte oppvarmingsbehov. Også oppvarmingsbehov for yrkesbygg avhenger sterkt av klima og størrelsen på bygget. For bygg større enn 1000 m² som ligger i klima tilsvarende eller varmere enn Oslo (årsmiddeltemperatur 6,3 °C), ligger kravet mellom 15 og 25 kWh/m² år, avhengig av byggkategori. Bygg mindre enn 1000 m² og lokalklima kaldere enn Oslo gis en videreoppvarmingsramme, som angitt i tabell 4 med faktorer fra tabell 5. ≤ 20 ℃ Merknad 1: Verdiene i tabellen gir ingen garanti for at termisk komfort tilfredsstilles. 1,6 Universitets- og høgskolebygning 1,4 1,5 2,1 3,0 Sykehus 2,9 3,6 Hotellbygning 1,5 2,2 Sykehjem Idrettsbygning Forretningsbygning Kulturbygning Lett industri, verksted 1,6 0,9 3,3 1,2 1,1 2,3 1,6 4,8 1,9 1,8 NS 3701 stiller også krav til maksimalt netto årlig kjølebehov. Kravet til hver byggkategori er satt ut fra dimensjonerende sommertemperatur (temperaturen som ikke overskrides mer enn 50 timer i et normalår). Det vil si at rammen avhenger av lokale klimatiske forhold. Prosjektering av passivhus 39 LAVENERGIPROGRAMMET Krav til energibehov til belysning Bygningskategori LENI kWh/(m² • år) β Gjennomsnittlig effektbehov i driftstiden a W/m² β Barnehage 13,0 5,0 Skolebygning 9,9 4,5 Kontorbygning Universitets- og høgskolebygning 12,5 14,0 4,0 4,5 Sykehus 29,1 5,0 Hotellbygning 17,5 3,0 Sykehjem Idrettsbygning Forretningsbygning Kulturbygning Lett industri, verksted 29,1 14,5 28,1 17,2 10,5 5,0 5,5 7,5 6,0 4,5 a Effektbehov til belysning settes lik varmetilskudd, dvs. at det antas at all energibruk til belysning går over til varme i bygningen. Merknad: Gjennomsnittlig effektbehov til belysning er gitt av LENI dividert med driftstiden. Denne størrelsen må ikke forveksles med prosjektert, dimensjonert eller installert effekt til belysning. Energibruk til belysning er en dominerende energipost i mange yrkesbygg, og belysning utgjør en betydelig varmelast som dermed øker kjølebehovet. Derfor har NS 3701 et relativt strengt krav til maksimalt årlig energibehov til belysning. Standarden krever også at dette dokumenteres gjennom en såkalt LENI‐beregning i henhold til NS‐EN 15 193. Tillegg A i NS 3701 gir normative verdier som skal brukes i LENI‐beregningen (som driftstider og tilstedeværelse). Verdiene i tabellen forutsetter meget effektiv belysning og et effektivt styringssystem (tilstedeværelse‐, dagslys‐ og konstantlysstyring). Krav til energiforsyning NS 3701 stiller ikke krav til energiforsyning ut over at gjeldende forskriftskrav (TEK) til enhver tid skal tilfredsstilles. Beregnet årlig spesifikt energibehov til belysning, uttrykt ved LENI, skal ikke overstige kravet gitt i tabellen. LENI skal dokumenteres etter NS-EN 15193. 40 Kapittel 2 – Energiberegninger Minstekrav til komponenter Egenskap U-verdi vindu og døra Normalisert kuldebroverdi, ψ b Årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for varmegjennvinner Minstekrav til bygningsdeler, komponenter, systemer og lekkasjetall. SFP-faktor ventilasjonsanlegg Lekkasjetall ved 50 Pa, n50 Passivhus Lavenergibygning ≤ 0,03 W/(m² • K) ≤ 0,05 W/(m² • K) ≥ 80 % ≥ 70 % ≤ 1,5 kW/(m³/s) ≤ 0,60 h-1 ≤ 2,0 kW/(m³/s) ≤ 1,5 h-1 ≤ 0,80 W/(m² • K) ≤ 1,2 W/(m² • K) a U-verdi regnes som gjennomsnittsverdi for bygningsdelene. b Normalisert kuldebroverdi kan fravikes ved rehabiliteringsprosjekter der det er praktisk umulig å tilfredsstille kravet. Det skal da dokumenteres at kuldebroer ikke medfører problemer med inneklima. Merknad 1: I tillegg til krav satt her skal bygningen oppfylle minstekrav satt i forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift). Merknad 2: En bygning der bygningsdeler, komponenter og lekkasjetall er innenfor minstekravene, vil ikke nødvendigvis tilfredsstille kravene knyttet til varmetapstall og høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til oppvarming. I forhold til NS 3701 er minstekrav til yttervegg, tak og gulv tatt ut. Minstekrav til vinduer og dører er slått sammen. Disse to endringene gir større fleksibilitet ved at man får større mulighet til å omfordele mellom ulike bygningsdeler. Krav til maksimalt varmetapstall (transmisjon og infiltrasjon) skal sikre en robust bygningskropp med lavt varmetap. Som nevnt under omtale av NS 3700 vil disse endringene sannsynligvis også bli implementert i NS 3700, slik at minstekravene i NS 3701 og N 3700 er samordnet. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Energiberegningsprogrammer Bare et fåtall energiberegningsprogrammer er validert etter europeisk standard og beregner etter NS 3031. To peker seg ut: TEK-sjekk Energi og SIMIEN. Selv om det finnes flere energiberegningsprogrammet på markedet, er bare et fåtall av dem validert etter europeisk standard og beregner etter NS 3031. Du som skal prosjektere norske passivhus, bør i alle fall sikre deg at du bruker et validert beregningsverktøy og beregner etter NS 3031. Da er det spesielt to beregningsprogrammer som peker seg ut, og som tilfredsstiller disse kravene. TEK-sjekk Energi TEK‐sjekk Energi er et beregningsprogram som kan brukes til å gjøre kontrollberegninger mot kravene gitt i TEK10 og NS 3700, samt at det beregner energimerket. Alle bygningskategoriene i TEK10 og i energimerkeordningen kan beregnes. I til- LES MER: legg til energiberegningene kontrollerer programmet om kravet til energiforsyning er tilfredsstilt, og det kontrollerer termisk inneklima. Programmet er validert i henhold til NS‐EN 15265. Programmet distribueres fritt til de som abonnerer på Byggforsk kunnskapssystemer. SIMIEN SIMIEN er et norskutviklet energiberegningsprogram som også er validert etter EN 15265 og harmonisert til NS 3031:2007. Programmet utfører dynamiske simuleringer av energibehov, validering av inneklima og dimensjonering av oppvarmingsanlegg, ventilasjonsanlegg og romkjøling. Det er også mulig å evaluere bygningen mot energikravene i TEK10 og NS 3700. Energiberegningsprogrammer som brukes i Norge TEK-sjekk Energi: http://bks.byggforsk.no SIMIEN: www.programbyggerne.no TRNSYS: www.trnsys.com E-PLUS: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/ IDA-ICA: www.equa.se/eng.ice.html VIP ENERGY: www.strusoft.com/index.php/en/products/vip-energy PHPP: http://www.passiv.de/en/04_phpp/04_phpp.htm Flere andre, som POLYSUN, Bsim, RIUSKA, ESP-r, ECOTECT og PARASOL, se Tools by subject på: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/ 41 42 Kapittel 2 – Energiberegninger Energimerking av boliger Energimerket består av en energikarakter og en oppvarmingskarakter. Energikarakteren beregnes ut fra levert energi, mens oppvarmingskarakteren (fargen på bokstaven) beregnes ut fra andel uønskede energikilder. Det er ikke gitt at passivhus får energikarakter A, siden energimerket beregnes ut fra levert energi og passivhus er basert på netto energibehov. Energikarakteren beregnes i samsvar med beregningsmetodene i NS 3031. Det er ikke mulig å oppnå beste karakter uten at det er gjennomført tetthetskontroll av boligen. LES MER: energimerking.no Levert energi per m² oppvarmet BRA (kWh/m²) A B C D E F G Småhus 77+1600/A 115+1600/A 153+1600/A 229+1600/A 305+1600/A 458+1600/A Ingen grense Leiligheter (boligblokker) 63+650/A 94+650/A 126+650/A 180+650/A 235+650/A 353+650/A Ingen grense Barnehager 90 135 180 228 276 414 Ingen grense Kontorbygg 84 126 168 215 263 395 Ingen grense Skolebygg 79 118 158 208 259 389 Ingen grense Universitets- og høgskolebygg 95 143 191 240 289 434 Ingen grense Sykehus 179 268 358 416 475 713 Ingen grense Sykehjem 136 203 271 328 384 576 Ingen grense Hoteller 135 202 269 321 373 560 Ingen grense Idrettsbygg 109 164 218 272 325 488 Ingen grense Forretningsbygg 129 194 258 309 360 540 Ingen grense Kulturbygg 105 158 210 256 302 453 Ingen grense Lett industri, verksteder 106 159 212 270 329 494 Ingen grense Bygningskategori Lavere enn eller lik Lavere enn eller lik Lavere enn eller lik Lavere enn eller lik Lavere enn eller lik Lavere enn eller lik Krav til energikarakter (A–G) for ulike bygningskategorier. Denne skalaen vil bli endret fra 1. juli 2013, se www.energimerking.no. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Forskjeller i dokumentasjonskrav Teknisk forskrift, passivhusstandardene NS 3700 og NS 3701 og energimerkeforskriften stiller ulike krav til dokumentasjon. Tabellen viser hvilke verdier forskriftene og standardene krever at du skal dokumentere. Minstekrav TEK10 NS 3700 NS 3701 • Vegg • Tak • Vinduer • Dører • Lekkasjetall • SFP–verdi Varmetapstall Andel fornybar energi Netto energibehov Netto oppvarmingsbehov Netto kjølebehov Levert energi Forskjeller mellom TEK10, NS 3700, NS 3701 og energimerkeforskriften. ENERGIMERKING 43 44 Kapittel 2 – Energiberegninger Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. 2. 3. 4. 5. Hvilke fire krav er de viktigste i passivhusstandarden NS 3700? Hvilke typer varmetap inngår i varmetapstallet til et bygg? Hva er forskjellen på netto energibehov og behov for levert energi? Hvor i Norge er det lettest å oppfylle passivhuskravene – og hvorfor? Hva er spesielt med kravet til energiforsyning i NS 3700 i forhold til TEK10 – og hva betyr det i praksis? 6. Hvilke komponenter og tekniske løsninger har NS 3700 minstekrav for? 7. Hva bør forholdet mellom areal av klimaskjermen og byggets innvendige, oppvarmede volum være for å sikre optimal bygningsform? 8. Hva er de viktigste kravene i passivhusstandarden for yrkesbygg? 9. Kan du ha mekanisk kjøling i yrkesbygg hvis du skal oppfylle NS 3701? 10.Hvilke komponenter og systemer stiller NS 3701 minstekrav til? 11.Hvorfor får ikke passivhus uten videre energimerke A? Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 45 46 Kapittel 3 – Byggeteknikk Byggeteknikk I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Byggeteknikk Foto: Hilde Kari Nylund Riktig byggeteknikk er en forutsetning for å klare kravene til passivhus. I dette kapittelet kan du lese om hvilke krav som stilles til varmeisolasjon, lufttetthet og kuldebroer. Temaer som tykkelsen på isolasjonen, konveksjonssperre, montering av vindsperre og plassering av vinduer blir gjennomgått. Byggetekniske krav i NS 3700 Passivhusstandarden stiller krav til samlet varmetap og minstekrav til bygningsdeler. Varmetapstallet er samlet varmetap for bygningen dividert på Afl, som er oppvarmet del av BRA, bruksarealet. I samlet varmetap inngår transmisjonsvarmetap gjennom bygningsdelene (U‐verdier og kuldebroer), infiltrasjon‐ og ventilasjonsvarmetap. Krav til samlet varmetap Kravene til samlet varmetap varierer for ulike klasser bruksareal: Oppvarmet areal AflVarmetapstall ≤ 100 m² ≤ 0,60 W/m²K 100–250 m² ≤ 0,55 W/m²K ≥ 250 m² ≤ 0,50 W/m²K Typiske U-verdier for å klare disse kravene: Yttervegg: 0,15–0,10 W/m²K Tak: 0,13–0,08 W/m²K Gulv: 0,15–0,10 W/m²K Vindu: 0,80–0,60 W/m²K Prosjektering av passivhus Minstekrav til bygningsdeler Minstekravene til bygningsdeler gjelder gjennomsnittsverdien for bygningsdelen. Du kan for eksempel ha en vegg med høyere U‐verdi enn minstekravet hvis de andre veggene har lavere U-verdi, slik at arealveid gjennomsnittsverdi for alle veggene klarer kravet. Kravet til vindu gjelder ikke de enkelte vinduene, men gjennomsnittsverdien for hele arealet av vinduer og eventuelt glasstak og glassvegger. For å klare kravene til oppvarmingsbehovet må du normalt ha lavere verdier enn minstekravene på flere av bygningsdelene. NS 3701 har lempet på disse komponentkravene ved at kravene til yttervegg, tak og gulv tas ut, mens vinduer og dører 47 LAVENERGIPROGRAMMET ses under ett. De øvrige komponentkravene, som kravene til maksimalt tillatt normalisert kuldebroverdi og lekkasjetall, gjelder fortsatt. En tilsvarende lemping forventes også gjennomført i passivhusstandarden for boliger i løpet av 2012. Yttervegg: Tak: Gulv: Vindu: Dører: Normalisert kuldebroverdi: Lekkasjetall ved 50 Pa: U ≤ 0,15 W/m²K U ≤ 0,13 W/m²K U ≤ 0,15W/m²K U ≤ 0,80 W/m²K U ≤ 0,80 W/m²K U ≤ 0,03 W/m²K 0,6 h-1 Varmeisolasjon Bare stråling, ledning og konveksjon er inkludert i varmemotstanden (R) og U-verdien. Varmetap ved luftlekkasjer er ikke inkludert i R‐ eller U‐verdien til en bygningsdel. Alle flater sender ut varmestråling. Denne typen stråling er elektromagnetisk, som lys, men i en annen del av spekteret (IR‐stråling). Varmeoverføring ved stråling skyldes at en varm flate avgir – emitterer – mer varmestråling enn en kaldere flate, slik at det blir en netto transport fra den varme flaten til den kalde. Varmeledning i gasser skjer ved at molekylene overfører bevegelsesenergi når de kolliderer med hverandre. I varm gass har molekylene mer bevegelsesenergi (større hastighet) enn i kaldere gass. Ved naturlig konveksjon overføres varme ved at varm luft strømmer til kaldere områder, hvor luften avgir varme ved at den avkjøles. Varmeoverføring i hulrom Varmeisolasjon i hulrommet reduserer stråling og konveksjon. Ledning blir den dominerende varmeoverføringen. Luftlekkasje må normalt stoppes med utvendig vindsperre og innvendig dampsperre. Stråling mellom flatene Ledning gjennom luften KonveksjonLuftlekkasje innvendig i gjennom hulrommet konstruksjonen REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 471.008 Beregning av U‐verdier etter NS‐EN ISO 6946 48 Kapittel 3 – Byggeteknikk U-verdi og isolasjonsstykkelse U-verdi og isolasjonstykkelse for vanlige bindingsverkskonstruksjoner. Bindingsverk av heltre, 36 mm, isolasjon 0,037 W / mK 0,25 Andel bindingsverk m / m² U-verdi, W/m²K 0,20 0,15 3,5 0,10 2,5 0,05 0,00 0,000 0 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 Isolasjonstykkelse, m REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 471.008 Beregning av U‐verdier etter NS‐EN ISO 6946 Kurvene viser hvordan U‐verdien (y‐aksen) avtar med økende isolasjonstykkelse (x-aksen) for vanlige bindingsverkskonstruksjoner. Blå kurve viser U-verdi for kontinuerlig isolasjon uten bindingsverk. Grønn kurve viser U-verdi for en vegg med minimum andel bindingsverk uten vinduer, og den gule kurven viser U-verdi for vanlige småhusvegger. Andel bindingsverk er her angitt som antall løpemeter bindingsverk per areal, m/m². Ta med alt bindingsverk når du beregner U‐verdien for en vegg, også ekstra sviller, stendere og losholter som monteres i forbindelse med vindusinnsetting. Som veiledende gjennomsnittsverdi for ytterveggene i et småhus kan du bruke 3,5 m/m² (løpemeter pr. veggareal). Med enkle sviller og 0,6 m c/c avstand mellom stenderne er andelen bindingsverk 2,5 m/ m². Dette er en minimumsverdi som bare kan brukes for vegger uten vinduer. U‐verdien øker med ca. 0,01 W/m²K når andelen bindingsverk øker med 1 m/m². Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Tre alternative isolasjonstyper U-verdi og isolasjonstykkelse for tre alternative isolasjonstyper. Bindingsverk av heltre, 36 mm, 3,5 m/m² 0,25 U-verdi, W/m²K 0,20 Isolasjon, W/mK 0,15 0,037 0,10 0,035 0,05 0,00 0,000 0,033 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 Isolasjonstykkelse, m Som i diagrammet over viser kurvene hvordan U‐verdien (y‐aksen) avtar med økende isolasjonstykkelse (x-aksen) for tre alternative isolasjonstyper. Alle kurvene gjelder for en vanlig småhusvegg med en treandel på 3,5 m/m². Den gule kurven gjelder for vegger isolert med vanlig mineralull med varmeledningstall 0,037 W/mK, mens kurvene under gjelder for vegger med bedre isolasjon; 0,035 W/mK (blå kurve) og 0,033 W/mK (rød kurve). Vanlig bygningsisolasjon har fram til ca. 2010 hatt varmeledningstall 0,039 eller 0,040 (B) eller 0,037 (A) W/mK. De siste årene er det kommet mineralull med lavere varmeledningstall, 0,035 og 0,033 W/mK, som isolerer litt bedre. Ved å bytte fra isolasjon (0,037) til bedre isolasjon (0,033), som har ca. 10 % lavere varmeledningstall (lambda‐verdi), kan U‐verdien bli mellom 7 og 9 % lavere for vegger med 250–300 mm isolasjon, eller du kan oppnå samme U‐verdi med tilsvarende tynnere isolasjonslag. 49 50 Kapittel 3 – Byggeteknikk Naturlig konveksjon Ved den kalde siden, ved vindsperren, blir luften avkjølt og siger ned gjennom den luftåpne mineralullen. Ved den varme siden blir luften oppvarmet og stiger opp. Strømningsmotstanden avtar når isolasjonstykkelsen øker fordi tverrsnittarealet øker. Isolasjon med liten strømningsmotstand og stor luftgjennomslippelighet (permeabilitet) parallelt med fibrene gir mer konveksjon enn mer lufttett isolasjon. Konveksjonen øker derfor med økende temperaturforskjell, økende isolasjonstykkelse og økende luftgjennomslippelighet i isolasjonen. Konveksjon øker varmetapet, men omfordeler også fuktighet. I den varmeste delen av veggen tar luften opp fukt fra bindingsverket, mens fukten blir avgitt igjen øverst ytterst i veggen der luften blir avkjølt. Det kan gi trefuktighet godt over 20 vektprosent lokalt selv om målt trefuktighet er godt under 20 vektprosent i alle deler av bindingsverket når veggen isoleres og lukkes. Geving, Stig & Uvsløkk, Sivert Moisture conditions in timber frame roof and wall structures: Test house measurements for verification of heat‐, air and moisture transfer models. Project report 273. Norges byggforskningsinstitutt, Oslo, 2000. ISBN 82‐536‐0700‐8 Utvendig kald side REFERANSE Innvendig varm side Naturlig konveksjon Luftstrøm inne i hulrommet og isolasjonen øker varmetapet. Det skyldes at varm luft er lettere enn kald luft. Tetthetsforskjellen er drivkraften for konveksjonen, som øker proporsjonalt med temperaturforskjellen mellom innvendig og utvendig side. Naturlig konveksjon er derfor et vinterfenomen og størst når det er kaldt ute. Prosjektering av passivhus 51 LAVENERGIPROGRAMMET Konveksjonssperre mellom isolasjonslagene vertikal konveksjonssperre (ks) horisontal ks ingen ks 0,15 0,14 0,13 0,12 0,11 0,10 ∆ U= +0,0 % ∆ U= +2,2 % ∆ U= +0,7 % ∆ U= +2,2 % ∆ U= +7,4 % ∆ U= +6,7 % Ram 0,31 Ram 1,2 Ram 1,2 Ram 0,92 Ram 3,7 Ram 3,7 θi = 15, θe = 5 θi = 25, θe = -5 Innetemperatur, θi, og utetemperatur, θe, ℃ Ulike konveksjonssperrers påvirkning på U-verdi Søylene viser måleresultater av varmetapet gjennom tre vegger med høyde 2,4 m og temperaturforskjeller på 10 ℃ (venstre) og 30 ℃ (høyre). Isolasjonstykkelsen er 300 mm. De grønne søylene gjelder for veggen med en vertikal konveksjonssperre som deler isolasjonen i to atskilte vertikale sjikt. De burgunderrøde søylene gjelder for veggen i midten med en horisontal sperre som deler isolasjonen i to deler. De blå søylene gjelder for veggen til høyre, uten sperresjikt. Isolasjonsplatene ble montert så nøyaktig som mulig. Ved bare 10 ℃ temperaturforskjell er konveksjonen liten og varmetapet forholdsvis likt for alle de tre veggvariantene. Ved 30 ℃ temperaturforskjell øker konveksjonen i de to veggalternativene uten vertikal konveksjonssperre, og varmetapet er ca. 5 % større enn for veggen med vertikal konveksjonssperre. En riktig kald vinterdag kan varmetapet gjennom en tykk vegg uten konveksjonssperre bli mer enn 10 % høyere enn for en vegg der isolasjonen er delt i to vertikale hulrom med en konveksjonssperre. En horisontal sperre gir ingen reduksjon i konveksjonstapet, snarere tvert imot. Horisontale gjennomgående spikerslag vil gi samme negative virkning i forhold til konveksjon. Konveksjon i mineralull er undersøkt og dokumentert ved en rekke undersøkelser på 90‐tallet. Varmetapsmålinger er gjort i såkalt hot box, mens fuktomfordeling er undersøkt både i laboratorie- og feltforsøk. REFERANSE Uvsløkk, S., Skogstad, H. B. & Aske, I. J. 1996. Natural convection in timber frame walls with thick thermal insulation layer. Proceedings of the 4th Symposium on Building Physics in the Nordic Countries. Helsinki, Vol. 1, s. 315–322. Uvsløkk, S. How to prevent natural convection causing extra heat loss and moisture problems in thick insulation layers. Proceedings of the 3rd Nordic Passive House Conference ‐ Towards 2020 ‐ Sustainable Cities & Building. Organized by Passivhus.dk (formal organizer), Aalborg University & Aarhus School of Architecture. Vertikal konveksjonssperre, papir. Horisontal sperre, papir. Ingen sperre. Uvsløkk, Sivert, Geving, Stig & Thue, Jan Vincent. 1999. Hygrothermal performance of timber frame walls. Results from test house measurements. Proceedings of the 5th Symposium onBuilding Physics in the Nordic Countries, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 1999, s 653–660, ISBN 91‐7197‐795‐3 52 Kapittel 3 – Byggeteknikk Vertikal konveksjonssperre Når isolasjonstykkelsen er over 200 mm, trenger vi en konveksjonssperre for å få full nytte av isolasjonen. En vertikal konveksjonssperre som deler isolasjonshulrommet i to adskilte hulrom, kan effektivt hindre naturlig konveksjon. Den vertikale konveksjonssperren må dele isolasjonen i to separate, vertikale sjikt. Drivkraften halveres fordi temperaturforskjellen over hulrommet halveres, og strømningsmotstanden dobles fordi strømningstverrsnittet halveres. En isolasjonsplate med papir på en side er nok. Konveksjonssperren må være dampåpen. Konveksjonssperre (f.eks. papirbelegg) Dampsperre Innvendig kledning Kilde: SINTEF Byggforsk DS Prosjektering av passivhus 53 LAVENERGIPROGRAMMET Varmereflekterende folier Varmereflekterende folier reduserer strålingsoverføringen i tomme hulrom og kan brukes i tak, vegger og gulv. Hvis den eller de reflekterende sidene ligger i kontakt med et annet materiale, for eksempel bobleplast eller mineralull, er den isolerende virkningen tilnærmet lik null. Det skyldes at varmestrålingen da allerede er stoppet i materialet den er i kontakt med. Varmeoverføringen mellom folien og materialet er helt dominert av ledning i faste materialer der det er fysisk kontakt, og av varmeledning gjennom de tynne luftsjiktene der det ikke er fysisk kontakt. Per juni 2012 hadde en reflekterende dampsperre Teknisk Godkjenning, TG 20004: Air Guard Reflekterende dampsperre (http://www.sintefcertification.no/ Default.aspx). Bjelke/sperre Innvendig påforing/ hulrom Dampsperre Lekt Himling Kilde: SINTEF Byggforsk DS Air guard reflekterende dampsperre El. rør Lukket hulrom Reflekterende dampsperre ε = 0,05 Figur fra TG 2004. Lukket hulrom, reflekterende dampsperre. Et hulrom og en reflekterende dampsperre kan erstatte ca. 20 mm isolasjon i tak, ca. 30 mm i vegg og noe mer i gulv Kapittel 3 – Byggeteknikk Varmemotstand til hulrom Hulrom i vegg U-verdi, W/m²K 54 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 10 20 Hulrom i tak 30 40 50 Hulrom i gulv 60 70 Vanlig isolasjon 80 90 100 Hulromstykkelse, mm Varmemotstanden til hulrommet avhenger sterkt av både retningen på varmestrømmen og tykkelsen på hulrommet. Den praktiske nytten av varmereflekterende folier avhenger både av retningen på varmestrømmen og tykkelsen på hulrommet. Kurvene viser hvordan beregnet varmemotstand for hulrom med en reflekterende overflate i tak, vegg og gulv varierer med tykkelsen på hulrommet. Når hulromstykkelsen er 0, er også varmemotstanden 0. Slike hulrom har størst varmemotstand ved ca. 20 mm hulromstykkelse i tak og ved ca. 30 mm i gulv. Da vil varmeoverføring ved konveksjon dominere, og varmemotstanden øker ikke mer selv om hulromstykkelsen øker ytterligere. Den prikkede, rette linjen viser til sammenligning varmemotstanden når hulrommet fylles med isolasjon med varmeledningstall 0,037 W/mK. Et hulrom og reflekterende dampsperre kan erstatte ca. 20 mm isolasjon i tak og ca. 30 mm i vegger. I gulv med nedadrettet varmestrøm har reflekterende folier et stort potensial. Det skyldes at den varme, lette luften er øverst og den kalde, tunge luften er nederst. Luftlagene er stabile, og det blir lite konveksjon. Disse beregningene er gjort for en konstruksjon med 150 mm vanlig isolasjon og inntrukket, reflekterende dampsperre med emisjonstall 0,05 og et luftfylt hulrom mellom dampsperren og innvendig kledning. Varmemotstandene i hulrommet blir tilnærmet de samme også for konstruksjoner med tykkere isolasjon, som i passivhus. Varmemotstanden til hulrommet er beregnet etter ISO 15099:2003, som er en standard for beregning av blant annet hulromsmotstand i vindusruter. Den er litt mer nøyaktig og gir litt høyere varmemotstander enn den vanlige beregningsstandarden ENS‐EN ISO 6946. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Lufttetthet og fuktsikkerhet Enkel husform og enkle tak- og veggkonstruksjoner gjør det lettere å oppnå god lufttetthet og lavt lekkasjetall. Passivhus stiller ekstra strenge krav til lufttetthet, så i prosjekteringen er det viktig å tenke gjennom hvor sperresjiktene skal føres, før du velger bæresystem og takløsning. Plasser tettesjiktene slik at de kan føres mest mulig kontinuerlig, ubrutt av bæresystemet, slik at du får færrest mulig skjøter og kompliserte overganger. Velg godt dokumenterte skjøteløsninger for sperresjiktene og overgangene mellom bygningsdelene. Kritiske tettedetaljer må tegnes ut i detalj på forhånd. Det gjelder: • skjøter • overganger for sperresjikt mellom tilstøtende bygningsdeler Desto færre overgangsdetaljer en bygning har, jo enklere er det å få til god lufttetthet. Disse prinsippene gjelder for øvrig også for byggetekniske detaljer og løsninger i forhold til prosjektering og bygging for å oppnå lekkasjekravene over tid for bygninger utført i henhold til TEK10. Lekkasjemåling under oppføring, og da helst i vindsperrefasen, er gunstig for å avdekke eventuelle luftlekkasjer mens du fortsatt har gode muligheter for å tette disse lekkasjene uten problemer. En avsluttende lekkasjemåling etter ferdigstillelse brukes for å dokumentere at kravet til luftlekkasjer er tilfredsstilt. Hvordan slike målinger utføres, kan du lese om i kapittelet Byggeprosessen. • tetning rundt gjennomføringer i klimaskjermen • fugetetning rundt vinduer og dører Kompliserte hus og tak har mange flere overgangsdetaljer enn enkle husformer og enkle tak- og veggkonstruksjoner. Å få tette overgangsdetaljer kan være både vanskelige og arbeidskrevende. 55 56 Kapittel 3 – Byggeteknikk Gjennomblåsing og anblåsing Vi skiller mellom to former for luftlekkasjer: gjennomblåsing og anblåsing. Figuren illustrerer de to formene. Gjennomblåsing er luftstrøm som går gjennom både vindsperre og dampsperre. Ved anblåsing strømmer luft gjennom åpninger i vindsperren og inn i isolasjonen et sted, og ut igjen gjennom åpninger i vindsperren et annet sted. Denne typen luftlekkasje skyldes varierende vindtrykk langs vindsperren, og den øker varmetapet. Vanligvis må du ha et godt montert og tett vindsperresjikt for å oppnå ønsket varmeisolasjonsevne. Gjennomblåsing stoppes vanligvis av en godt montert dampsperre. Men på steder der det er vanskelig å montere dampsperren helt tett, som ved mellombjelkelag, er vindsperren det eneste tettesjiktet som kan gi fullgod beskyttelse mot gjennomblåsing i bjelkelaget. Se eksempel senere. For at det skal oppstå luftlekkasje gjennom en utetthet i konstruksjonen, må det være trykkforskjell mellom utsiden (ute) og innsiden (inne). Trykkforskjellen er størst ved sterk vind, men temperaturforskjeller og ventilasjonsvifter kan også forårsake betydelige luftlekkasjer. I utette hus vil luftlekkasjer øke varmetapet på grunn av unødvendig stor ventilasjon, spesielt i den kalde årstiden. Trykkforskjellen på grunn av temperaturforskjell øker proporsjonalt med både temperaturforskjellen mellom inne og ute og med høyden på bygningen. Derfor kan bygninger på flere etasjer i kalde innlandsstrøk være like utsatt for luftlekkkasjer som bygninger i varmere og mer vindfulle kyststrøk. Alle former for luftstrømning må stoppes: • Luftlekkasje gjennom konstruksjonene stoppes med dampsperren og vindsperren. REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 573.121 Materialer til luft‐ og damptetting • Vindinntrengning i isolasjonen – anblåsing – stoppes med vindsperren. • Naturlig konveksjon stoppes med konveksjonssperren. Gjennomblåsing Anblåsing Vindsperre Dampsperre Gjennomblåsing Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Anblåsing For at vindsperren skal beskytte varmeisolasjonen tilstrekkelig mot inntrenging av kald luft (anblåsing), må både vindsperrematerialet og skjøtene være tilstrekkelig lufttette. For å begrense årlig varmetap som følge av anblåsing anbefaler SINTEF Byggforsk at luftgjennomgangstallet til vindsperrer, inklusive skjøter, ikke overstiger 0,05 m³/m²hPa. Denne anbefalingen er basert på resultater fra et forskningsprosjekt ved Byggforsk på 1980‐tallet som omfattet vindtrykkmålinger i felt, varmetapsmålinger i laboratoriet og beregninger. Anblåsing kan også begrenses ved hjelp av en tett kledning som er montert på en spesiell måte slik at vindtrykkgradienten langs utvendig side av isolasjonen blir liten. Det oppnås ved å strupe inn alle åpninger til luftespalten bak kledningen, slik at alle åpninger til det fri er mindre enn ¼ av spaltetykkelsen bak kledningen. Dette er imidlertid en mer usikker framgangsmåte enn å bruke vindsperresjikt. Spesielt vil hushjørnene være utsatt fordi det blir stor vindtrykkforskjell mellom vegger på lo og le side. Luft vil blåse inn i isolasjonssjiktet i veggen på lo side og videre via isolasjonssjiktet rundt hjørnet til naboveggen, som ligger i le. Der vil luften strømme ut av veggen igjen. Hus med åpne vegghjørner og med utett vindsperre eller uten vindsperre er særlig utsatt for dette. Dobbeltvegger og vegger med utenpåliggende kontinuerlig isolasjon har gjerne åpne hjørner. For å hindre dette må vegghjørnene tettes mot luftgjennomstrømning. Du kan gjøre dette ved å montere gjennomgående, tette stendere i alle hushjørner. Gjennomblåsing Vi nd re tn ing Anblåsing Vindsperre Dampsperre Gjennomblåsing Anblåsing skyldes at vindtrykket varierer langs isolasjonens overflate. 57 58 Kapittel 3 – Byggeteknikk Begge tettesjikt må utnyttes Dampsperre Kontinuerlig klemlist Vindsperre Kontinuerlig klemlist Ev. lufttett sjikt – skal forhindre neddryssing av isolasjon Lekt Nedforing for el. rør Begge tettesjiktene – utvendig vindsperre og innvendig dampsperre – må utnyttes for å oppnå best mulig tetthet mot gjennomblåsing. Der det er vanskelig å montere en kontinuerlig dampsperre, kan en godt montert vindsperre sikre kontinuerlig lufttetting. Ev. trepanel Dampsperre Innvendig kledning Kilde: SINTEF Byggforsk DS Både utvendig vindtetting og innvendig damptetting bør utføres slik at de gir best mulig tetthet, ettersom begge sjiktene bidrar til husets samlede lufttetthet. Det er spesielt viktig i passivhus, som har ekstra strenge krav til lavt lekkasjetall, (n50 < 0,6 h-1 / m³h ved 50 Pa). Å få til god lufttetting i forlengelsen av dampsperren, for eksempel gjennom et bjelkelag, er vanskelig og arbeidsomt. Ved å klemme utvendig vindsperre mot begge svillene, kan du likevel få til sammenhengende lufttetting i det innvendige dampsperresjiktet. Her blir innvendig lufttetting kontinuerlig med hjelp av vindsperren: dampsperre‐toppsvill‐vindsperre‐ bunnsvill‐dampsperre. Det er en viss risiko for muggvekstforhold på varm side av kantbjelken når dampsperren ikke føres opp gjennom isolasjonen i mellombjelkelaget. Spesielt gjelder det før byggfukten er tørket ut og i bygninger med mangelfull ventilasjon og dermed høy innvendig luftfuktighet. Et lufttett, men dampåpent sjikt, på undersiden av isolasjonen kan begrense tilførselen av fukt fra inneluften til bjelkelaget noe. Men på grunn av diffusjon må vi regne med at fuktinnholdet i luften i bjelkelaget blir omtrent det samme som i inneluften. Stående isolasjon som presser litt til alle kanter ytterst ved kantbjelken, vil gi større strømningsmotstand enn liggende isolasjon og begrense konveksjonen i isolasjonen og dermed tilførsel av fukt til kantbjelken. Å forlenge dampsperren opp mellom bjelkene, mellom den stående og liggende isolasjonen, vil redusere faren for skadelig oppfukting av kantbjelken vesentlig. Det viktigste er at dampsperren dekker det meste av tverrsnittsarealet. Den må ikke være helt lufttett ved kantene. En alternativ dampsperre i form av en damptett plate, for eksempel en tynn plate av ekstrudert polyetylen (XPS) eller polyetylenskum (sitteunderlag), vil også motvirke at vanndamp tilføres kantbjelken ved diffusjon og konveksjon. God lufttetthet er helt avhengig av tette skjøter og overganger. Innvendig påforing bør derfor deles slik at krymp i treverket ikke ødelegger klemvirkningen mer enn nødvendig. Du kan lese mer om dette lenger ned. Prosjektering av passivhus 59 LAVENERGIPROGRAMMET Luftgjennomgangstall Beregnet lekkasjetall, n50, m³/m³h50Pa Luftgjennomgangstallet til vindsperre og damsperre bør ikke være høyere enn 0,010 m³ / m²hPa ifølge beregnet, teoretisk lekkasjetall, n50. Lekkasjetallet (y‐ aksen) er beregnet for ulike antall etasjer (x‐aksen) og midlere luftgjennomgangstall for tak, vegger og gulv, som vist i figuren. Beregningen tar hensyn til normal utetthet for gode vinduer. Figuren viser at for å klare kravet til lekkasjetall n50 < 0,6 (rød horisontal strek) allerede i vindsperrefasen, det vil si med bare vindsperresjiktet, må luftgjennomgangstallet til vindsperren, inklusive normal skjøteandel, ikke være høyere enn 0,01 m³ / m²hPa (kurven med svart, fet strek). Med et godt utført utvendig tettesjikt i tak og vegger kan du allerede tidlig i byggeprosessen sikre huset god lufttetthet. Du kan kontrollmåle lufttettheten til vindsperresjiktet rett etter montering. Hvis det er nødvendig å forbedre tettheten, kan du gjøre det enkelt ettersom vindsperresjiktet da er tilgjengelig fra begge sider. Lufttettheten til ferdig bygning er det som teller, men det mye vanskeligere å forbedre tettheten hvis du oppdager at lekkasjetallet er for høyt først etter at huset er ferdig. Luftgjennomgangstallet for et vindsperresjikt bestemmes på grunnlag av to laboratoriemålinger, en for materialet og en for et prøvefelt med riktige skjøteløsninger. I praksis avgjør skjøtene vindsperresjiktets lufttetthet. 3,0 Luftgj.g.tall m³/m²hPa 2,5 0,050 0,040 2,0 0,030 1,5 0,020 0,010 1,0 0,005 0,5 0,0 0,001 0 1 2 3 4 5 Antall etasjer i bygningen Bygningens lengde: 10 m, bredde: 8 m, vindusareal: 20 % av BRA Kilde: SINTEF Byggforsk DS Beregnet lekkasjetall som funksjon av antall etasjer for ulike luftgjennomgangstall i tettesjiktene REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 573.121 Materialer til luft‐ og damptetting 60 Kapittel 3 – Byggeteknikk Vindsperrer Vindsperrer bør ha så lav dampmotstand (Sd-verdi) som mulig fordi dette gir raskest uttørking av byggfukt. Vindsperrer kan med TG nr. Produktnavn 2002 Hunton Vindtett / Hunton Bitroc 2043 Tyvek Soft Vindsperre og Isola Stag 2018 2043 2043 2245 2245 Ranit Forhudning Tyvek UV Facade Vindsperre og Isola Stag Tyvek Soft Vindsperre og Isola Lufteprofil System Hunton Luftespalte Plan Hunton Luftespalte Standard Luftgjennomgangstall og dampmotstand for produkter med teknisk godkjenning fordel ha kondensopptaksevne i tillegg. Da kan de lagre noe fukt før den slippes ut. Luftgj.g.tall Luftgj.g.tall Dampmateriale konstruksjon motstand m³/m²hPa m³/m²hPa Sd-verdi, m 0,008 0,014 0,2 0,001 0,015 0,2 0,001 0,003 0,043 0,002 0,002 0,0005 0,0005 Tabellen viser produkter med Teknisk Godkjenning og deres egenskaper i forhold til lufttetthet og uttørkingsevne. Lengden på de horisontale, fargede søylene indikerer hvor høy verdien er. Korte søyler viser lav og gunstig verdi. Ca. 2/3 av produktene med Teknisk Godkjenning har luftgjennomgangstall konstruksjon 0,01 m³/m²hPa eller lavere, og disse er godt egnet for bruk i passivhus. Litt over halvparten av produktene har Sd-verdi under 0,05 m. Det tilsvarer diffusjonsmotstanden til 5 cm stillestående luftlag, hvilket er svært lavt og gir veggen god uttørkingsevne. Øvre grense for å få Teknisk Godkjenning er satt til 0,5 m, men dette kan gi ca. 10 ganger lengre uttørkingstid for eventuell kondens på 0,003 0,030 0,013 0,013 0,023 0,023 0,35 0,45 Kondensopptaksevne kg/m² 0,3 0,4 0,3 varm side av vindsperren som kan oppstå i byggeperioden. Det er bedre med ett godt montert og lufttett vindsperresjikt enn to dårlige, utette sjikt. Hvis du ikke oppnår god nok lufttetthet, for eksempel med bare plater som gir mange skjøter, kan du legge på en vindsperre på rull i tillegg. Hvis du legger den utenpå, vil den også kunne beskytte plater og plateskjøter innenfor mot regn, spesielt i byggefasen. Forutsetningen er at du bruker et regntett rullprodukt; både selve materialet og skjøtene må være regntett. Samlet dampmotstand (Sd-verdi) for plate og rullprodukt må være så lav som mulig og under aktuelle krav. Prosjektering av passivhus Luftgjennomgangen bestemmes på grunnlag av to laboratoriemålinger, en for materialet og en for et prøvefelt med riktige skjøteløsninger. Luftgjennomgangstallet beregnes ved å dele målt luftgjennomgang ved 50 Pa trykkforskjell på 50. Luftgjennomgangstallet for materialet ekskludert skjøter er oppgitt i tredje kolonne i tabellen. Luftgjennomgangstall konstruksjon i fjerne kolonne gjelder for et vindsperresjikt med normal skjøtandel, som avhenger av bredde og lengde på produktet. I praksis avgjør skjøtene vindsperresjiktets lufttetthet. Lavest mulig dampmotstand, Sd, er spesielt viktig for tak i byggeperioden. Desto lavere Sd-verdien er, jo raskere tørker byggfukten ut. Det reduserer faren for oppsamling av rim på undersiden av undertaket og påfølgende smelting ved varierende temperaturforhold vinterstid. For å redusere faren for kondens og drypping i byggeperioden er kravene til dampåpenhet skjerpet, og knyttet til kondensopptaksevnen i kravene for å få Teknisk Godkjenning. • Hvis produktet har en kondensopptaksevne på 0,4 kg/m² eller mer, kan Sd ‐verdien være opp til 0,5 m. • Hvis produktet har en kondensopptaksevne under 0,4 kg/m², må Sd‐verdien være 0,1 m eller lavere. TG nr. Produktnavn 2058 Icopal Brettex undertak 2134 Isola – Tyvek PRO Super diffusjonsåpent undertak 2134 2134 2190 2239 2239 2307 2318 2355 2375 2375 2401 2401 2401 20016 61 LAVENERGIPROGRAMMET Isola – Tyvek PRO diffusjonsåpent undertak Luftgj.g.tall Luftgj.g.tall Dampmateriale konstruksjon motstand m³/m²hPa m³/m²hPa Sd-verdi, m 0,001 0,016 0,13 Kondensopptaksevne kg/m² 0,6 0,002 0,002 0,014 Isola – Tyvek PRO Xtra diffusjonsåpent undertak 0,002 0,002 0,03 0,4 Huntonit Sutett Plan 0,0005 0,019 0,35 0,4 Hunton undertak / Hunton Sarket Huntonit Sutett Standard Nortett Venti-Tak diffusjonsåpent undertak Icopal Ventex Supra diffusjonsåpent undertak Sarnafil TU 111 dampåpent undertak Daltex FNS 125 vindsperre og dampåpent undertak 0,002 0,010 0,0005 0,004 0,003 0,003 0,010 0,002 0,026 0,019 0,004 0,002 0,003 0,010 0,014 0,320 0,45 0,017 0,025 0,025 0,010 0,010 0,030 Divorol Top kombinert undertak og vindsperre Divorol Top RU kombinert undertak og vindsperre 0,003 0,003 0,008 0,03 Divorol Universal kombinert undertak og vindsperre 0,003 0,009 0,04 0,002 0,002 0,03 0,005 0,002 0,14 Vempro R+ kombinert undertak og vindsperre 20048 Wütop Trio D-Plus 20049 Wütop Quadro 20057 Mataki Halotex RS10 dampåpent undertak Dampåpne undertak med Teknisk Godkjenning 0,005 0,001 0,002 0,001 0,3 0,25 Daltex FNS 92 vindsperre og dampåpent undertak 0,008 1,3 0,3 0,03 0,13 0,14 0,2 62 Kapittel 3 – Byggeteknikk Omleggsskjøter Ved klemming må du passe på følgende: • Klem alltid mot fast underlag med lekter eller plater. • Klemlekter bør være 11–36 mm for å gi god klem, og de bør spikres eller helst skrus med avstand på maks 150 mm. Disse prinsippene gjelder for øvrig også for byggetekniske detaljer og løsninger i forhold til prosjektering og bygging for å oppnå lekkasjekravene over tid for bygninger utført i henhold til teknisk forskrift. (TEK10). • Spesiell, ikke-herdende fugemasse i omleggsskjøten vil gi ekstra god lufttetning. Dette er spesielt aktuelt ved utfôringer hvor klemlekten er tykkere enn de anbefalte maks 36 mm. • Panelbord gir ikke god nok klemming. • Pyntelister, for eksempel rundt vindusfôringer, gir vanligvis for dårlig klem på grunn av stor spikeravstand. Kilde: SINTEF Byggforsk DS Dampsperre med omlegg Trepanel Dampsperre med omlegg Platekledning Klemlekt Dampsperre med omlegg Panel Omleggsskjøter må klemmes mellom plane materialer. Bruk klemlekter eller plater som kan spikres tett nok. Inntrukket dampsperre REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 523.002 Yttervegger over terreng. Egenskaper og konstruksjonsprinsipper. Krav og anbefalinger Ved inntrukket dampsperre må du dele påfôringen i to for å oppnå tette omleggsskjøter. Innvendig trevirke tørker mye og kan komme ned i et fuktinnhold på ca. fem vektprosent om vinteren. Da krymper trevirket slik at det kan bli en glippe på 1 til 2 mm mellom stenderen og en 48 mm påfôring som er festet med 4" spiker. Ved å bruke en tynnere klemlekt og en kortere spiker kan du redusere denne krympen slik at skjøten blir tettere. Klemlekten må du feste med spiker eller skruer som ikke er lengre enn nødvendig, om lag det dobbelte av lektetykkelsen. Med en 18 mm tykk klemlekt og en 30 mm påfôring blir klemvirkningen mer varig også når treet har tørket. Skruing er den beste måten å feste klemlekten på. Med treskrue med glatt stamme gjennom klemlekten kan du få en forspenning som gjør at klemlekten får varig klem også etter noe krymping. Du kan også redusere krympen ved å bruke klemlekter eller påfôringer som er tørket godt og ferdig krympet før bruk. Prosjektering av passivhus 63 LAVENERGIPROGRAMMET Tetting med spesialtape Tape hefter vanligvis dårlig til plastfolier og bør bare brukes sammen med klemming eller som nødløsning ved reparasjon av hull og sår i dampsperren. Skjøter og avslutninger i vindsperresjiktet kan tettes med spesialtape. Da må du bare bruke tape som har dokumentert varig heft til alle Kilde: SINTEF Byggforsk DS aktuelle materialer. Per juni 2012 hadde noen få taper Teknisk Godkjenning, men flere er underveis. Oversikten oppdateres jevnlig av SINTEF Byggforsk under Produkt‐ dokumentasjon, Godkjente og sertifiserte produkter. Se www.sintefcertification.no REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 472.435 Passivhus i tre. Eksempler på detaljer for varmeisolering og tetting 64 Kapittel 3 – Byggeteknikk Tak Kompakte tak har ikke selvuttørkingsevne, og trebaserte materialer bør derfor brukes med varsomhet. Luftede tak er selvuttørkende og kan inneholde trebaserte materialer, men slike tak må være dampåpne på utsiden av isolasjonen. Tak deles i to hovedtyper: kompakte tak og luftede tak. Kompakte tak brukes mest på flate tak. De har damptette sjikt på både innvendig side og utvendig side av isolasjonen og har normalt svært begrenset uttørkingsevne. Slike tak bør bare inneholde materialer som tåler fukt. De har ikke lufting på undersiden av taktekningen, og snø på taket kan derfor smelte selv om det er minusgrader ute. Kompakte tak bør ha innvendig taknedløp fordi smeltevannet kan fryse til is i utvendige takrenner og nedløpsrør. Luftede tak har uttørkingsevne og kan derfor inneholde treverk og trebaserte materialer i isolasjonssjiktet. Fukt kan diffundere ut av taket gjennom en dampåpen vindsperre eller et dampåpent undertak til et luftesjikt på oversiden av vindsperren/ undertaket. Dette luftesjiktet må ventileres ved åpninger mot det fri ved takutstikkene og ved mønet, slik at fukten blir transportert videre ut av taket. I godt isolerte tak, som passivhustak, er risikoen for snøsmelting og ising ved takutstikket svært liten og ventilasjonsbehovet er begrenset til å ventilere bort fukt. Godt isolerte tak trenger derfor ikke å ventileres like mye som dårlig isolerte tak. Nødvendig isolasjonstykkelse [m] for fire ulike takløsninger for å klare U-verdi på 0,13 W/m². Småhus med godt isolerte tak, som passivhustak, kan bygges med lav takvinkel uten at det blir fare for snøsmelting og ising. Taktekningen og undertakets regntetthet setter begrensningen. Som for flate tak må taket ha så stort fall at det ikke blir stående vanndammer på taket etter en regnskur. Nødvendig isolasjonstykkelse for tak Stolpediagrammet viser hvor stor isolasjonstykkelsen (x‐aksen) må være for noen alternative takløsninger for at U‐verdien skal klare minimumskravet i NS 3700, 0,13 W/m²K. Verdiene gjelder for bjelker med c/c 0,6 m i tretak, det vil si 1,7 løpemeter per 1 m². Isolasjon har varmeledningstall 0,037 W/mK (= 37 mW/mK). Et sperretak med 48 mm tykke gjennomgående taksperrer (nederste stolpe) må ha minst 320 mm isolasjon, mens et kompakt tak kan klare seg med 270 mm, en forskjell på 50 mm. W‐tak er W‐takstol med undergurt 48 x 148 mm og horisontal isolasjon. Forskjellen på nødvendig isolasjonstykkelse for sperretak av heltre og I‐profiler er ikke mer enn 20 mm. Det skyldes at stegplaten i I‐profilet har ca tre ganger så høyt varmeledningstall som vanlig tre. Kompakt tak W-tak, ug 48 x 148 I-profil, steg 8 mm Heltre 48 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 Prosjektering av passivhus Dette diagrammet viser hvilke isolasjonstykkelser som må til for å klare U-verdi på 0,10 W/m²K. Det er lavere enn minimumskravet i NS 3700, men kan være en aktuell verdi for å klare kravet til samlet varmetapstall. Som i forrige diagram er varmeledningstallet 0,037 W/mK og bjelker c/c 0,6 m. Her ser vi at et sperretak med 48 mm tykke gjennomgående taksperrer (nederste stolpe) må ha minst 420 mm isolasjon, mens et kompakt tak kan klare seg med 360 mm. Nødvendig isolasjonstykkelse [m] for fire ulike takløsninger for å oppnå U-verdi på 0,10 W/m²K. Kompakt tak W-tak, ug 48 x 148 I-profil, steg 8 mm Heltre 48 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 Til slutt gir vi en oversikt over nødvendige isolasjonstykkelser for å få U-verdi på 0,1 W/m²K, nå med bedre isolasjon: varme-ledningstall 0,033 W/mK. Som før er bjelker c/c 0,6 m. Et sperretak med 48 mm tykke gjennomgående taksperrer (nederst) må nå ha minst 390 mm isolasjon, mens et kompakt tak kan klare seg med 320 mm, en forskjell på 70 mm. Det er også kommet mineralull på markedet som har varmeledningstall 0,035 W/mK. Med slik isolasjon vil nødvendige isolasjonstykkelser ligge omtrent midt imellom verdiene vist her og de på det forrige stolpediagrammet. Kompakt tak W-tak, ug 48 x 148 I-profil, steg 8 mm Heltre 48 0,00 0,05 65 LAVENERGIPROGRAMMET 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 66 Kapittel 3 – Byggeteknikk Luftede tak Takløsninger det er relativt enkelt å få lufttette: • sperretak med all isolasjonen i skråtaket • tak med W-takstol og all isolasjonen i horisontalplanet Fullt isolert takplan REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 525.002 Takkonstruksjoner. Valg av taktype og konstruksjonsprinsipper Luket, uluftet kaldt loft Som nevnt tidligere, er det enklest å oppnå god lufttetthet når sperresjiktene kan føres mest mulig kontinuerlig, med færrest mulig skjøter, prang og overganger. Spesielt den innvendige dampsperren er vanskelig og arbeidskrevende å få kontinuerlig tett i kompliserte tak. Utvendig undertak/vindsperrer kan en få kontinuerlig for de fleste takformer ved å føre det dampåpne undertaket kontinu- Takløsninger det er vanskelig å få lufttette: • tak med A-takstol og oppholdsrom på loftet • tak sammensatt av mange takflater Loft med loftsromstakstoler og åpne, luftede loftsrom erlig forbi takkanten, enten ved bruk av løse takutstikk eller ved å føre undertaket rundt takutstikket (se avsnitt lengre ned). Erfaring blant andre Mesterhus har gjort, viser at det er mulig å klare lekkasjetallkravet på 0,6 m³/m³h ved 50 Pa trykkforskjell også med A‐takstol og ark. God og samvittighetsfull håndverksmessig utførelse er spesielt viktig for kompliserte tak. Prosjektering av passivhus 67 LAVENERGIPROGRAMMET Sperretak Dampsperren trekkes kontinuerlig på undersiden av taket fra møne til raft og uten tverrskjøter. Dette er en stor fordel framfor A‐takstoler, som gjør det mye vanskeligere å oppnå god, kontinuerlig tetting av dampsperren. Eventuelle knevegger settes opp etter at dampsperren er montert. Skjøter må ha omlegg som klemmes sammenhengende mot undersiden av sperrene. Dersom omleggene klemmes med himlingsplater, må platene spikres langs sperrene med spikeravstand maks 150 mm. Å klemme skjøter med trepanel eller plater med skjult spikring i fals er ikke tilfredsstillende. Kilde: SINTEF Byggforsk DS Opplektet taktekning Lekt Høye sløyfer Kombinert undertak og vindsperre Kombinert undertak og vindsperre Himling Klemlekt Dampsperre Mineralull, ev. med papir Mineralull Dampåpne undertak Dampsperre klemmes mellom to lekter og skjøyes Kilde: SINTEF Byggforsk DS God lufttetthet kan oppnås med dampåpne undertak. Løsningen til høyre viser tak med W‐takstol med lukket, kaldt loft og damp-åpent undertak. Fordelen med lukkede, kalde loft sammenlignet med gjennomluftet kaldt loft, er at de er sikre mot inndrev av regn og snø. Dessuten kan undertaket bidra til å gi taket og huset god lufttetthet. De er også sikrere mot brannspredning, forutsatt at de har en dampåpen taktro med 10 min brannmotstand under undertaksbelegget. For å oppnå god lufttetthet må du montere det dampåpne undertaket kontinuerlig rundt takkantene og avslutte undertaket med lufttett, klemt omleggsskjøt til vindsperren i veggene. Kombinert undertak og vindsperre Dampsperre remse over mønebjelke Kombinert undertak og vindsperre Påfôret trebjelke Spikerplater I-bjelke Sammensatt bjelketverrsnitt Dampsperre Et alternativ til å føre undertaket rundt takutstikket, som vist her, er å bruke løse takutstikk. Da går takstolen/sperrene bare ut til ytterkant av veggisolasjon. Raftekassen ordnes med løse, prefabrikerte takutstikk som monteres etter at undertaket er montert. Kalde loftsrom egner seg ikke som oppbevaringsplass. Inspeksjonsluker må være utført på tilsvarende måte som vindusdører/vinduer, med tettelister og fire lukkepunkter, to hengsler og ekspanolett lukking, slik at de blir så lufttette som mulig. Innmonteringen og tettingen mellom karm og dampsperre må utføres med stor nøyaktighet. REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 525.102 Isolerte skrå tretak med kombinert undertak og vindsperre Kaldt, uluftet loftsrom Taklekter Dampåpent undertak Takstol Vindsperre Undertak legges rundt takutstikket og klemmes mot toppsvill En god løsning er å føre undertaket rundt takutstikket og inn på veggen, hvor det avsluttes mot vindsperren med en klemt omleggsskjøt. 68 Kapittel 3 REFERANSE Ventilasjonsanlegg på varm side Byggforskserien Byggdetaljer 552.303 Balansert ventilasjon i småhus SINTEF Byggforsk fraråder sterkt å montere ventilasjonsanlegg og kanaler på kald side av varmeisolasjonen. Det gir risiko for kondens i kanaler og anlegg og større varmetap og kaldere tilluft enn hvis anlegget monteres innvendig, på varm side av isolasjonen. I boliger med relativt små luftmengder og lav lufthastighet i kanalene, kan luften bli avkjølt flere grader før den kommer ned i oppholdsrommene vinterstid, selv om kanalene er godt isolert. W-takstol med plass til kanaler mellom undergurt og himling er en god løsning for kaldt tak. – Byggeteknikk Med den viste W‐takstolen monterer du dampsperren helt opp til undergurten, også i midtfeltet, slik at ventilasjonskanalene kan monteres helt på den varme siden av isolasjonen og dampsperren. Ventilasjonsanlegget, vifter og varmegjenvinner må også monteres på innsiden av isolasjonen for å oppnå minimum varmetap, god fuktsikkerhet og liten risiko for riming i gjenvinneren på spesielt kalde dager. Prosjektering av passivhus 69 LAVENERGIPROGRAMMET Kompakte tak og uttørking Kompakte tak har damptette sjikt på både innvendig side og utvendig side av isolasjonen og har normalt svært begrenset uttørkingsevne. Slike tak bør derfor bare inneholde materialer som tåler fukt. I tak med kontinuerlig isolasjon på utsiden av dampsperren kan du montere inntil 1/3 av isolasjonen på varm side av dampsperren uten at det fører til fuktproblemer i normalt ventilerte rom. Det kan være aktuelt for løsningene til høyre på figuren. Dampsperresjiktet må du montere med lufttette skjøter. Bruk et sveisbart takbelegg. PE‐folie (byggfolie) klemt med løse omlegg mellom isolasjonslag ansees ikke som sikker nok lufttetting. Unntaket er hvis du monterer en seigplastisk spesialfugemasse med dokumentert varig heft til dampsperren i omlegget. Tape som har dokumentert varig heft til dampsperren, kan også brukes for å gi omleggsskjøter ekstra tetthet. Vi fraråder å legge isolasjon mellom dampsperren og bærekonstruksjon av betong. Dette kan gi kondens på undersiden av dampsperren og oppfukting av isolasjonen i byggeperioden og fram til betongen er tørket godt ut nedover. Kompakte tak bør ha innvendig taknedløp fordi smeltevannet kan fryse til is i utvendige takrenner og nedløpsrør. Ved sluk for taknedløp må isolasjonstykkelsen være noe lavere enn på takflaten for øvrig, slik at smeltevann ikke kan fryse og tette sluket. Merk også at du må bruke ubrennbar isolasjon ved gjennomføringer. Byggforskserien Byggdetaljer 525.207 Kompakte tak Ev. migreringssperre Ev. migreringssperre Isolasjon (ubrennbar) Isolasjon Dampsperre Dampsperre 30-50 mm trykkfast isolasjon (ubrennbar) Bærekonstruksjon Bærekonstruksjon 600 mm Taktekning 600 mm ca. 500 mm Kilde: SINTEF Byggforsk DS Taktekning Taktekning 20–50 mm REFERANSE Taktekning Ev. migreringssperre Isolasjon (brennbar) Min. 30 mm isolasjon (ubrennbar) Dampsperre (takbelegg) Trepanel Bærende dekke Dampsperre Lokalt nedsenket sluk i renne Brennbar isolasjon utskiftet med ubrennbar rundt sluk Takås Hovedbærer Kompakte tak 70 Kapittel 3 – Byggeteknikk Kompakt varmt tak REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 544.204 Taktekking med asfalt, takbelegg og takfolie. Detaljløsninger. Kompakt varmt tak er den vanligste løsningen i yrkesbygg. Med bare fuktbestandige materialer under tekningen kan de bygges uten luftespalte, og ingen varme ventileres bort. Snø på taket gir ekstra varmemotstand og bidrar til å redusere varmetapet. Ved å bruke mest mulig dampåpne materialer ved takkanten kan vi oppnå en viss uttørkingsevne via takkantene. Da må dampsperren ikke stikke unødvendig langt opp, og eventuell innvendig plate i parapeten bør være mest mulig dampåpen. Flate tak bør alltid utføres med parapet. På tak med eksponert taktekning bør parapeten ha høyde minst 200–300 mm over ferdig isolert og tekket overflate, og ha fall på ca. 1:5 innover på toppen. På tak med fall på 1:40 og 8 m fra sluk eller renne til parapet, gir det 400 mm isolasjonstykkelse ved parapet. Overkanten av parapeten må da ligge 600–700 mm Fall 1: 5 Min. 200–300 mm 600 mm Taktekning Ubrennbar isolasjon min. 30 mm Ubrennbar isolasjon Randdrager Kompakt varmt tak Bæresystem Kilde: SINTEF Byggforsk DS Brennbar isolasjon Stålplater Dampsperre over overkanten av dekket. Før taktekningen opp på og over parapeten med klemt, lufttett avslutning. Parapetbeslag bør ha stangfalsskjøter, som vist på figuren til venstre. De kan utføres med varig god vanntetthet, og de tillater bevegelser i metallbeslagene på grunn av temperaturvariasjoner uten at beslagene ødelegges i innfestningene. Enkle omleggsskjøter blir ikke varig vanntette, selv om du legger fugemasse i omleggene. Hvis du likevel bruker enkle omleggsskjøter, må du ikke låse dem sammen med gjennomgående festemidler. Taktekningen må føres over hele oversiden av parapeten slik at lekkasjevann som kommer gjennom beslagsskjøtene, ledes ned uten å komme inn i parapeten. Fest parapetbeslaget med festebeslag du skrur inn på sidene av parapeten, for å unngå at det blir hull i tekningen oppe på parapeten. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Yttervegger over terreng Yttervegger i passivhus kan bygges forholdsvis enkelt, etter samme robuste prinsipper som vanlige bindingsverksvegger. Flere alternative veggløsninger kan brukes i passivhus, som du vil se i neste avsnitt. Men det er også fullt mulig å bygge passivhusvegger med samme oppbygging som vanlige bindingsverksvegger. Forskjellen er at passivhus krever mer isolasjon. Bindingsverksvegger er en robust veggkonstruksjon på grunn av enkel lufttetting og kjente løsninger etter robuste prinsipper: • totrinns tetting mot regn med drenert og luftet utvendig kledning • vindsperre med lavest mulig dampmotstand (Sd-verdi) • gjennomgående bindingsverk og mellomliggende isolasjon • dampsperre • innvendig påfôring med plass til el-rør og isolasjon Andre varianter, som delt bindingsverk og utenpåliggende isolasjon, gir litt tynnere vegg, men noen ekstra utfordringer for lufttetting. Strengere krav til lufttetthet og U‐ verdier gjør at nøyaktig og god håndverksmessig utførelse blir enda viktigere enn før – for alle konstruksjonsvarianter. 71 72 Kapittel 3 – Byggeteknikk Nødvendig isolasjonstykkelse for å oppnå 0,15 W/m²K Ut. iso. 48 x (148 + 48) Dobbel 48 x (98 + 98) ISO 3 I-profil, steg 6,7 mm I-profil, steg 8 mm Heltre 36 Nødvendig isolasjonstykkelse for ulike veggtyper for å oppfylle minimumskravet for U-verdi i NS 3700: 0,15 W/m²K Heltre 48 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 Minimumskravet til U-verdien for yttervegger i passivhus er 0,15 W/m²K. Stolpediagrammet viser hvor stor isolasjonstykkelsen (x‐aksen) må være for noen aktuelle veggløsninger for at de skal oppfylle dette kravet. Isolasjonen har varmeledningstall 0,037 W/mK (37 mW/mK), mens c/c 0,6 m. En vegg med 36 mm tykt gjennomgående bindingsverk (nederst) må ha ca. 300 mm isolasjon, mens en vegg med til sammen 198 mm bindingsverk og et kontinuerlig isolasjonslag, i tillegg til isolasjon mellom stenderne, kan vær ca. 20 mm tynnere. Det samme gjelder vegger av I‐profiler. For vegger med U‐verdi 0,15 W/m²K er altså tykkelsesreduksjonen vi oppnår med dobbeltvegg, utvendig kontinuerlig isolasjon eller I‐profiler, liten sammenlignet med 36 mm gjennomgående bindingsverk. Sammenlignet med 48 mm bindingsverk er forskjellen ca. 50 mm. Forskjellen i nødvendig isolasjonstykkelse mellom bindingsverk av 36 mm heltre og I‐profiler er ikke mer enn 10–20 mm. Det skyldes at stegplaten i I‐profilene har ca. tre ganger så høyt varmeledningstall som vanlig tre. Disse beregningene forutsetter en bindingsverksandel på 3,5 løpemeter per m² veggflate. Det er 1 m/m² mer enn minimum og kan brukes som veiledende middelverdi for småhusvegger med 20 % vindusareal i forhold til gulvarealet. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 73 Nødvendig isolasjonstykkelse for å oppnå 0,12 W/m2K Ut. iso. 48 x (148 + 48) Dobbel 48 x (98 + 98) ISO 3 I-profil, steg 6,7 mm I-profil, steg 8 mm Heltre 36 Heltre 48 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 Lavere U-verdi enn minimumskravet kan være nødvendig for å komme under tillatte grenser for energibehov. Dette diagrammet viser hvor mye isolasjon som må til for å oppnå U-verdi på 0,12 W/m² for ulike alternative veggløsninger. Isolasjonen har varmeledningstall 0,037 W/mK som i forrige diagram, og c/c er 0,6 m. En vegg med 36 mm tykt gjennomgående bindingsverk (nest nederst) må ha ca. 370 mm isolasjon, mens en vegg med til sammen 198 mm bindingsverk og et kontinuerlig isolasjonslag, i tillegg til isolasjon mellom stenderne, kan være ca. 40 mm tynnere. Vegger av I‐profiler må være ca. 350 mm. For vegger med U‐verdi 0,12 W/m²K oppnår vi altså tykkelsesreduksjonen på mellom 20 og 40 mm med dobbeltvegg, utvendig kontinuerlig isolasjon eller I‐profiler, sammenlignet med 36 mm gjennomgående bindingsverk. Sammenlignet med 48 mm bindingsverk er forskjellen mellom ca. 50 og 70 mm. Som tidligere er det liten forskjell i nødvendig isolasjonstykkelse mellom bindingsverk av 36 mm heltre og I‐profiler (ca. 10 mm) fordi stegplaten i I‐profilene har ca. tre ganger så høyt varmeledningstall som vanlig tre. Nødvendig isolasjonstykkelse for ulike veggtyper for å oppnå U-verdi på 0,12 W/m²K når isolasjonens varmeledningstall er 0,037 W/mK 74 Kapittel 3 – Byggeteknikk Isolasjonstykkelse for å oppnå 0,12 W/m²K med bedre isolasjon Ut. iso. 48 x (148 + 48) Dobbel 48 x (98 + 98) ISO 3 I-profil, steg 6,7 mm I-profil, steg 8 mm Heltre 36 Nødvendig isolasjonstykkelse for ulike veggtyper for å oppnå U-verdi på 0,12 W/m²K med bedre isolasjon, det vil si varmeledningstall på 0,033 W/mK Heltre 48 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 Forutsetningene for beregningene i dette diagrammet er de samme som de to forrige, men isolasjonen er bedre: varmeledningstall 0,033 W/mK. Diagrammet viser at veggtykkelsen da kan reduseres med mellom 20 og 30 mm for å oppnå U-verdi på 0,12 W/m²K. Tykkelsesredusjonen tilsvarer mellom 7 og 9 %. En vegg med 36 mm tykt gjennomgående bindingsverk (nest nederst) må ha ca. 350 mm isolasjon, mens en vegg med til sammen 198 mm bindingsverk og et kontinuerlig isolasjonslag, i tillegg til isolasjon mellom stenderne, kan være ca. 30 mm tynnere. Vegger av I‐profiler må være ca. 330 mm. For vegger med U‐verdi 0,12 W/m²K oppnår vi altså mellom 20 og 30 mm tykkelsesreduksjon med dobbeltvegg og utvendig kontinuerlig isolasjon, sammenlignet med 36 mm gjennomgående bindingsverk. Sammenlignet med 48 mm bindingsverk oppnår vi ca. 60 mm tykkelsesreduksjon. Forskjellen i nødvendig isolasjonstykkelse mellom bindingsverk av 36 mm heltre og I‐profiler er fortsatt liten, som før fordi stegplaten i I‐profilene har ca. tre ganger så høyt varmeledningstall som vanlig tre. Prosjektering av passivhus 75 LAVENERGIPROGRAMMET Gjennomgående bindingsverk Utvendig kledning gående, tett bindingsverk hindrer at luft kan strømme sideveis i veggen. Da vil en utetthet i ett tettesjikt ikke gi gjennomgående luftlekkasje så lenge det andre tettesjiktet er tett i det samme fakket. Isolasjon Dampsperre Sponplate, 12 mm eller gipsplate, 13 mm Ventilert hulrom Vindsperreduk Asfalt vindtett, 12 mm VERTIKALSNITT PUR-skum Trevirke Trevirke HORISONTALSNITT 200/220/250/300 mm Polyuretanskum Trevirke 95,5 109 95,5 300 SNITT A–A I-bjelke n x 45 mm h = 225–405 mm Sammensatt bjelketverrsnitt b = 48 mm For å få luftlekkasje gjennom veggen må det være hull i både vindsperresjiktet og dampsperresjiktet i samme felt. Kilde: SINTEF Byggforsk DS En av de største utfordringene ved å bygge passivhus er å oppnå lavt nok lekkasjetall. Gjennomgående bindingsverk gir lukkede hulrom og enklest og sikrest lufttetting. Vegger med gjennom- 76 Kapittel 3 – Byggeteknikk Delte bindingsverk Delt bindingsverk gir litt lavere U-verdi, men også åpne hulrom som kan gi uheldig luftstrømning sideveis. I en dobbeltvegg kan luft strømme sideveis mellom stenderne. En utetthet ett sted i vindsperresjiktet kan derfor gi gjennomgående luftlekkasjer gjennom utettheter hvor som helst i dampsperren. I dobbeltvegger er det derfor ekstra viktig med best mulig lufttetthet i begge tettesjiktene, utvendig vindsperre og innvendig dampsperre. Vegghjørnene bør være tette for å hindre at luft strømmer fra en vegg til neste vegg. Normalt ønsker vi å bruke inntrukket dampsperre for å unngå perforering av dampsperren ved skjult elektrisk anlegg. Det betyr normalt at vi må bygge innenfra og utover for å få tilstrekkelig klem på dampsperren. Vi må da være ekstra påpasselig under byggeprosessen for å holde dampsperren skadefri inntil denne er beskyttet. Et sikrere og mer robust alternativ vil være å fôre ut med 3–5 cm på innsiden av innerste bindingsverksvegg. Hulrommet kan fylles med vanlig isolasjon, eller vi kan bruke en reflekterende dampsperre som tidligere omtalt. Luftet kledning Vindsperre Mineralull Et hull i vindsperren ett sted kan gi luftlekkasjer gjennom et hull hvor som helst i dampsperren for delt bindingsverk. Sammenhengende isolasjon ev. med papir mellom Inntrukket dampsperre Innvendig kledning 200 mm 100 mm 100 mm Kilde: SINTEF Byggforsk DS Delvis isolasjon utenfra: bygg under tak Vegger som isoleres delvis utenfra, bør du bygge under tak, skjermet mot nedbør. Hvis platen er våt når du monterer isolasjonen, er den ekstra utsatt for soppvekst. Det skyldes ekstra sen uttørking på grunn av liten varmetilførsel når det er isolasjon på begge sider. Et kontinuerlig isolasjonssjikt utvendig for bindingsverket kan gi en fuktteknisk fordel når bygget er kommet i normal drift og byggfukten er tørket ut. Det skyldes at bindingsverket blir varmere og litt tørrere på grunn av den utvendige isolasjonen. Hvis du ikke monterer et utvendig vindsperresjikt, blir imidlertid veggen mer sårbar for utettheter i sjiktene innenfor og for inntrengning av kald uteluft, anblåsing, i det ytterste isolasjonssjiktet som omtalt tidligere. Hvordan du kan begrense anblåsing, er allerede beskrevet i kapittel 3.2. Sammenhengende isolasjon med nødvendig trykkfasthet Bygningsplate med nødvendig dampåpenhet Luftet kledning Vindsperresjikt Mineralull Denne veggen bør også ha utvendig vindsperre som kan beskytte isolasjonen og bidra til lavt lekkasjetall. Dampsperre Innvendig kledning 200 mm Kilde: SINTEF Byggforsk DS 200 mm 50 mm Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Inntrukket dampsperre eller ikke? Inntrukket dampsperre vil normalt gjøre det enklere å oppnå god tetthet, siden vi da reduserer antall gjennomføringer i dampsperren. Vi unngår de fleste hulltakinger fra elektriker fordi bare gjennomføringer som skal til utepunkter må tas gjennom dampsperren. Øvrige punkter som stikkontakter og lysbrytere vil ikke perforere dampsperren fordi de legges innenfor den. Det samme gjelder alle trekkerør. Med inntrukket dampsperre kan vi dessuten legge dampsperren på umiddelbart etter isolasjon. Dette reduserer faren for kondens ved eventuell oppvarming av rommet, enten via en eller annen form for kunstig oppvarming eller på grunn av solinnstråling. Inntrukket dampsperre med- fører for øvrig en ekstra byggeoperasjon og fordyrer dermed oppføring av vegger. Dette er grunnen til at mange velger ikke å ha inntrukket dampsperre. Hvis du ikke velger inntrukket dampsperre, er det svært viktig å tette omhyggelig rundt alle gjennomføringer, inklusiv alle stikkontakter. Det er også viktig å ha færrest mulig stikkontakter på yttervegg, så langt dette er mulig. Vi gjør oppmerksom på at SINTEF Byggforsk på det sterkeste anbefaler å bruke inntrukket dampsperre i himling, siden det er et stort overtrykk oppunder og dermed stor fare for fuktgjennomgang hvis dampsperren er utett. Inntrukket dampsperre versus ikke inntrukket Inntrukket dampsperre • Man unngår perforering ved stikkontakter, og dermed er det lettere å få dampsperren tett. • Kan monteres mye tidligere fordi man ikke må vente på elektriker, og da kan også oppvarmingen av bygget starte mye tidligere. • Betyr en ekstra byggeoperasjon, og fordyrer veggen. Ikke inntrukket dampsperre • Mange perforeringer ved stikkontakter. God tetting rundt el-bokser er viktig. • Dampsperre kan ikke monteres før elektriker er ferdig, og derfor må oppvarming vente. • En operasjon mindre enn inntrukket, og dermed blir veggen rimeligere. Samtidig krever denne løsningen mer tettearbeid. 77 Kapittel 3 – Byggeteknikk Yttervegger under terreng SINTEF Byggforsk vil endre anbefalingene for yttervegger under terreng for å øke fuktsikkerheten. Etter flere års erfaringer med tidligere anbefalte løsninger og nyere forskning på yttervegger under terreng, vil SINTEF Byggforsk endre anbefalingene i anvisning 523.111 Yttervegger mot terreng. Varmeisolering og tetting, ved neste revisjon. Det blir gjort for å øke fuktsikkerheten. Mest mulig av isolasjonen anbefales montert på utvendig side, i hele vegghøyden slik som tidligere. Minst 50 % og helst mer av varmeisolasjonen må være utvendig. Kjellerveggen blir varmere og dermed tørrere når andelen utvendig isolasjon øker. Med minst halvparten av samlet isolasjon utvendig for betong‐/murveggen går det normalt bra både med og uten dampsperre. Med normal god utførelse har betongvegger vanligvis god nok lufttetthet til å fungere som radonsperre. Det samme gjelder murvegger med puss på begge sider og med tett mørtelavretting på hele kronen (toppen av murveggen). Vegger mot terreng som ikke er lufttette på annen måte, må ha lufttett radonmembran med tette overganger til radonsperren i gulvet. Radonmembraner er damptette og vil også fungere som dampsperrer. Med minst halvparten av isolasjonen utvendig går det bra å montere innvendig dampsperre/radonmembran i hele vegghøyden. Forutsetningen for dette er forskriftsmessig ventilasjon også av alle rom helt eller delvis under terreng. God og jevn ventilasjon i rom under terreng er viktig både for å sikre lav luftfuktighet og for å redusere faren for høy radonkonsentrasjon. Nye tommelfingerregler for isolasjon og sperresjikt for yttervegger under terreng • Monter minst halvparten av isolasjonen på utsiden av muren eller betongveggen. • Med dampåpen utvendig isolasjon vil betongen kunne tørke både utover og innover, og betongen blir stadig tørrere. • Unngå plastplate mellom betong og utvendig isolasjon. Plastplaten hindrer uttørking utover og kan gi økende fuktinnhold i betongen. • Med dampåpen, utvendig isolasjon kan du montere randonmebran/dampsperre innvendig når det er nødvendig for å få veggen lufttett nok. Det gjelder hele veggen, uavhengig av terrenghøyden. Fuktbestandig plate Fall Ev. innvendig kledning Remser av grunnmurspapp Fiberduk Drenerende isolasjon Klebemasse Fuktsperre ev. radonsperre Trykkfast isolasjon Kilde: SINTEF Byggforsk DS 78 Prosjektering av passivhus 79 LAVENERGIPROGRAMMET Gulv på grunn og markisolasjon Isolasjonsevnen til gulv på grunn kan enkelt forbedres uten store konsekvenser for økonomi eller byggets utseende. Derfor kan det være en fordel å isolere godt over minstekravet. isolere godt over minstekravet. Nødvendig tykkelse og bredde på markisolasjonen avhenger blant annet av stedets frostmengde, gulvisolasjon og grunnforhold. Dimensjonene kan bestemmes ved hjelp av tabeller i Byggforskserien Byggdetaljer 521.112 Golv på grunnen med ringmur. Varmeisolering, frostsikring og beregning av varmetap. Gulv på telefarlig grunn må ha markisolasjon for å hindre at telefronten trenger inn under fundamentene. God detaljutforming er viktig for å unngå kuldebroer. Figurene viser prinsippløsninger for tilslutning mellom yttervegg, ringmur og gulv på grunnen. Løsningen til venstre er et ringmurselement som sammen med yttervegg og gulv på grunnen gir en kuldebroverdi på 0,06 (W/(mK)). Bruk av prefabrikkerte ringmurselementer krever en vel avrettet grunn eller utstøpt såle før montering, se Byggforskserien Byggdetaljer 521.111. Gulv på grunnen er vist med radonmembran lagt oppå påstøpen. Sørg for å etablere effektiv lufttetning mellom toppen av sokkelen, radonmembranen og bunnsvilla. Toppen av sokkelen er ikke alltid tilstrekkelig jevn til å oppnå god tetting med alle tetteprodukter. Velg et tetteprodukt som tetter tilstrekkelig mot ujevnheter i underlaget. Når du legger radonmembranen oppå påstøpen, må den beskyttes godt i byggeperioden. Dampsperren på veggen må du klemme med lekt som skrus for å sikre god tetting. Løsningen til høyre er ringmurselement som sammen med yttervegg og gulv på grunnen gir en kuldebroverdi på 0,05 (W/(mK)). Ringmurselementet har 150 mm utenpåliggende isolasjon og puss eller pålimt sokkelplate samt telesikring med markisolasjon utenfor ringmuren. Gulv på grunnen er vist med radonmembran under påstøpen. Før membranen opp på toppen av ringmuren. Alternativt kan du plassere radonmembranen oppå påstøpen, som vist i løsningen til venstre. Denne løsning har ikke separat utvendig vindsperre. Forutsetninger, materialer og utførelse må da være i henhold til SINTEF Teknisk Godkjenning. 350 mm 50 mm Dampsperre Vindsperre Sveiset skjøt Parkett Parkettunderlag Fuktsperre og radonmembran 300 mm Tilslutning mot yttervegg 150 mm 200 mm 50 mm Parkett Fuktsperre/parkettunderlag Beskyttelsessjikt Radonmembran Kilde: SINTEF Byggforsk DS For trehus vil gulv på grunnen være den vanligste løsningen. Plate på mark med betongstøp og underliggende fuktsperre/ radonmembran og isolasjon på drenert byggegrunn er en vanlig løsning. I passivhus må isolasjonstykkelsen normalt være minst 250 mm for småhus og vil ofte ligge mellom 250 og 350 mm. Gulv på grunnen er et typisk eksempel på en bygningsdel hvor det er enkelt å forbedre isolasjonsevnen uten at det får store konsekvenser for økonomi og byggets utseende. Det kan derfor være en fordel å 80 Kapittel 3 – Byggeteknikk Radonsikring Radon i nye bygninger skyldes hovedsakelig at radonholdig luft strømmer inn fra grunnen gjennom utettheter i gulv og vegger mot terreng. Ved å sørge for god lufttetthet (lavt lekkasjetall) sikrer vi også at radonholdig gass ikke trenger inn i bygget. Radonsperre, luftsperre og fuktsperre bør være samme sjikt. Du bør bruke gulvløsninger som gjør det enkelt å legge membranen, med færrest mulig bretter og vanskelige detaljer. Skjøtes med sveis eller klebebånd Radonmembran Svillemembran Lett, flytende gulv Ev. plastfolie Markisolasjon REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 520.706 Sikring mot radon ved nybygging Ringmur Kilde: SINTEF Byggforsk DS Enhver punktering av membranen kan gi betydelig inntrenging av radonholdig jordluft. Det er derfor svært viktig å tette godt i alle gjennomføringer og ved tilslutninger. Tetting av enkeltgjennomføringer oppnår du enklest ved å bruke mansjetter dokumentert med den aktuelle membranen. Der flere rør og kabler er samlet i én gjennomføring, kan du tette med flytende, elastisk fugemasse som har god vedheft mot membranen, som vist på bildet. Prosjektering av passivhus 81 LAVENERGIPROGRAMMET Vinduer U-verdien til et vindu avhenger av både karmramme og rute. U-rute 0,63 – 0,52 U-vindu 0,77 – 0,65 De oppgitte U‐verdiene er målt på vinduer med utvendige mål 1,2 m x 1,2 m. U-verdien til et vindu varierer med størrelsen, men for vinduer med isolerte karmer og rammeprofiler er variasjonen liten. U‐verdikravet til vinduer gjelder gjennomsnittsverdien for hele dør‐ og vindusarealet i en bygning. De to vinduene til venstre er målt med to forskjellige isolerruter, og tallene viser at U‐verdien til ruten betyr mye for U‐verdien til hele vinduet. Beregnede verdier kan avvike noe fra målte verdier, spesielt når det er brukt forenklede beregningsmetoder. Når isolerrutens U-verdi er beregnet etter den nyeste og mest nøyaktige standarden, ISO 15099, er det vanligvis god overensstemmelse mellom målt og beregnet verdi. Måling i hot‐box er referansemetoden for å bestemme U‐verdi. Normalt må vinduene U-rute 0,62 – 0,66 U-vindu 0,80 – 0,84 både ha isolert karm/ramme og trelags ruter. Firelags ruter reduserer U-verdien ytterligere. U-verdi til vindusruten Isolerruten har stor betydning for U‐verdien til et vindu, som vist over. Et passivhusvindu må ha tre eller fire lag glass, slik at det blir to eller tre isolerende hulrom. Hulrommene er det som isolerer. For at de skal isolere best mulig, må det være minst ett varmereflekterende belegg i hvert hulrom, og hulrommene må være fylt med gass. Det finnes i dag reflekterende belegg med emisjonstall ned mot 0,013. Disse beleggene reduserer også den synlige delen av lyset og gir derfor litt mindre dagslys og mindre solinnfall enn mer moderate belegg med emisjonstall rundt 0,03. U-verdien til en vindusrute, senter U-verdien bestemmes av: • antall glass • hulromstykkelsen • gasstype og fyllingsgrad • emisjonstallet til varmereflekterende belegg U-rute 0,63 U-vindu0,86 Kilde: SINTEF Byggforsk DS Kapittel 3 – Byggeteknikk U-verdi og utetemperatur Kurvene viser hvordan U‐verdien for midtdelen av en vindusrute, senter U‐verdien, øker når utetemperaturen synker. Innetemperaturen er holdt konstant på +20 °C. Rutene har to lavemisjonsbelegg med emisjonstall ε = 0,03 og to hulrom med gasskonsentrasjon 90 %. Beregningene er utført i henhold til ISO 15099, som er den nyeste internasjonale standarden og som gir mest riktige U‐verdier. U‐verdien øker når utetemperaturen 16+16 Luft 12+12 Krypton Senter U-verdi, W/m²K 82 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 synker fordi varmeoverføringen ved konveksjon i hulrommene øker med økende temperaturforskjell over hulrommene. Verdien ved 0 °C utetemperatur brukes når U‐verdien kontrolleres opp mot krav i TEK og passivhusstandarden, og ved beregning av energibehov. Kurvene viser hvordan senter U‐verdien varierer med utetemperaturen for et utvalg trelags ruter hvor hulrommene er fylt med henholdsvis luft, argon, krypton og xenon. 16+16 Argon 9+9 Xenon –40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 Utetemperatur, ℃ Beregnet U-verdi angis for 0 ℃. Ved dimensjonerende utetemperatur er U-verdien høyere. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET U-verdi for trelags vinduer Kurvene viser hvordan senter U‐verdien varierer med hulromstykkelsen for fire ruter med ulike gasstyper i hulrommene. De tre edelgassene xenon, krypton og argon gir omtrent samme minimums U‐verdi, ca. 0,55 W/m²K, men ved forskjellige hulromstykkelser. For argon, som er den billigste og vanligste gassen, er optimal hulromstykkelse ca. 16 mm per hulrom, mens den er ca. 12 mm og 8 mm for henholdsvis krypton og xenon. U‐verdiene avtar først ved økende hulromstykkelse og får en minimumsverdi ved en bestemt optimal tykkelse. Deretter øker U-verdien ved økende hulromstykkelse, fordi konveksjonen i hulrommene øker. Godt isolerende ruter får så lav overflatetemperatur utvendig at de kondenserer eller rimer på utvendig side ved spesielle værforhold. Det skjer helst ved klar nat- Senter U-verdi, W/m²K Xenon 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 5 tehimmel og vindstille, ved samme forhold som når det er mest dugg i graset og rim på bilruter utendørs. Ruter som er lite skjermet mot himmelen, er mest utsatt. Vinduer som monteres litt inn i vindussmyget eller er skjermet av takutstikk, markiser eller trær og nabohus, er mindre utsatt. Et effektivt teknisk tiltak for å hindre utvendig kondens er å bruke et spesielt glass med hardbelegg på den utvendige flaten. Dette lavemisjonsbelegget tåler å bli eksponert for uteklima og vasking. Belegget gjør at utvendig varmeovergangsmotstand øker, og overflatetemperaturen utvendig på glasset blir litt høyere slik at det ikke kondenserer så lett der. Dette belegget bidrar også til å senke varmetapet ut gjennom vinduet litt, spesielt i vindstille vær. Lystransmisjon og solfaktor blir litt redusert, som ved bruk av andre belegg. Krypton 10 Argon 15 20 Luft 25 Hulromstykkelse, mm Senter U-verdi for trelags ruter med to lavemitterende belegg (emisjonstall ε = 0,03) og to hulrom med 90 % gasskonsentrasjon. Beregnet lystransmisjon LT = 0,65 og direkte soltransmisjon ST = 0,37. 83 Kapittel 3 – Byggeteknikk Firelags glass Her viser kurvene hvordan senter U‐verdien varierer med hulromstykkelsen for fire ruter med ulike gasstyper i hulrommene. Som i forrige avsnitt gir de tre edelgassene omtrent samme minimums U‐verdi, ca. 0,35 W/m²K, men ved forskjellige hulromstykkelser. For argon er optimal hulromstykkelse her ca. 18 mm per hulrom, mens den er ca. 13 mm og 9 mm for henholdsvis krypton og xenon. Når en rute utsettes for solstråling, øker temperaturen i ruten. Gassen i hulrommene vil da utvide seg, og glassene i isolerruter vil bule ut ettersom de har lukkede hulrom. Utbulingen øker med samlet hulromstykkelse. Hvis den blir for stor, kan glassene sprekke. For å redusere risikoen for skadelig utbu- Xenon Senter U-verdi, W/m²K 84 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 5 ling kan du bruke en trelags isolerrute og et enkeltglass i egen ramme utvendig i stedet for en firelags isolerrute. Et annet alternativ er å bruke kryptongass som klarer seg med tynnere hulrom og reduser utbuling. U‐verdien for ruten reduseres med ca. 33 %, mens lystransmisjonen reduseres ca. 11 % og solenergitransmisjonen reduseres ca. 30 % ved å øke fra tre til fire glass som i det viste eksempelet. Ved å øke rutearealet med 11 % kan en få like mye lys inn i bygningen samtidig som varmetapet avtar med ca. 26 % og solenergitransmisjonen avtar med ca. 22 %. Lavere solenergitransmisjon er vanligvis ønskelig i yrkesbygg fordi det reduserer behovet for kjøling. I boliger er solenergitransmisjon vanligvis ønskelig når det er oppvarmingsbehov, det vil si høst, vinter og vår. Krypton 10 Argon 15 20 Luft 25 Hulromstykkelse, mm Senter U-verdi for firelags ruter med to lavemitterende belegg (emisjonstall ε = 0,03) og to hulrom med 95 % gasskonsentrasjon. Beregnet lystransmisjon LT = 0,58 og direkte soltransmisjon ST = 0,26. Med trelags ruter kan senter U-verdien komme ned mot 0,50 W/m²K. Prosjektering av passivhus 85 LAVENERGIPROGRAMMET To hovedalternativer for vindusplassering a. Vindu plassert med sporet i bunnkarmen for å vannbrettbeslaget i plan med vindsperren. (Langt ute i veggen). Dette gir relativt stort kuldebrotap. a Membran b. Vindu plassert et stykke inn i isolasjonssjiktet i veggen, og med ekstra fuktsikring under karm og vannbrettslag. Dette reduserer kuldebrotapet. b Hvordan vinduer plasseres i fasaden, påvirker samlet kuldebroverdi for bygget. Kuldebroverdien for tilslutningen mellom vinduet og veggen avhenger av hvor langt inn i veggen vinduet plasseres. Dette må man ta hensyn til når den totale normaliserte kuldebroverdien for bygget beregnes. Vinduene må i prinsippet plasseres et stykke inn i veggen. Det krever at regntet- Kilde: SINTEF Byggforsk DS tingen ivaretas på en bedre og annen måte enn om vinduet plasseres langt ute i veggen, slik det normalt gjøres i dag. Typisk kuldebroverdi for en 400 mm vegg med vinduet plassert ute i veggen som i øverste alternativ er 0,03 (W/(mK)), mens kuldebroverdien for tilsvarende tilslutning med vinduet plassert 35 mm inn i veggen er 0,02 (W/(mK)). REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 471.017 Kuldebroer. Tabeller med kuldebroverdier 472.435 Passivhus i tre. Eksempler på detaljer for varmeisolering og tetting 523.701 Innsetting av vindu i vegger av bindingsverk 86 Kapittel 3 – Byggeteknikk Optimal vindusplassering Kuldebroverdier for overgang vegg–vindu 300 mm veggisolasjon 0,060 0,055 0,050 Uisolert utvendig hulrom Kuldebroverdi, W/mK 0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 Uten utvendig hulrom Avstand fra vindsperre til utvendig vinduskarm, mm Kurvene viser beregnede kuldebroverdier (y‐aksen) som funksjon av posisjonen til vinduet, uttrykt som avstand mellom utvendig vinduskarm og utvendig vindsperre. Beregningene forutsetter utvendig ventilert kledning i beregningene, men den vises ikke på figurene. Beregningene er gjort for et litt forenklet vindu av tre ved hjelp programmet THERM. Den blå kurven viser kuldebroverdier for et delvis ventilert hulrom mellom utvendig fôring og bindingsverket. Den grønne kurven viser verdier for utvendig fôring montert helt inntil bindingsverket slik at det ikke blir noe hulrom. Det gir litt lavere verdier. Når vinduet står inne i veggen, blir det lengre vei å gå for varmen som strømmer rundt karmen, og kuldebroverdien blir lavere Bildene viser vindusplassering i Villa Stoknes. Vinduene er plassert midt i veggen, delvis fordi dette gir minimalt varmetap og delvis av hensyn til begrensninger i veggkonstruksjonen. Foto: Jiri Havran enn med om vinduet står langt ute eller langt inne, noe som gir relativt store kuldebroverdier. Kuldebroverdien nærmer seg en minimumsverdi når vinduet plasseres ca. 50 mm inn i veggen. Kuldebroverdien avhenger også av dybden til karmen (og rammen) og av om den er isolert eller ikke. Når karmdybden øker, vil kuldebroverdien avta. En isolert karm vil derimot få litt høyere kuldebroverdi. Ettersom det er mange meter vindusomkrets i en bygning, utgjør kuldebrotapet rundt vinduene en vesentlig del av tillatt normalisert kuldebroverdi i en bygning. I passivhus er det derfor vanskelig, nesten umulig, å klare kravet til normalisert kuldebroverdi uten å montere vinduene litt inn i veggen. Foto: Harald Brekke Prosjektering av passivhus 87 LAVENERGIPROGRAMMET God regn- og lufttetting rundt vinduene sjevann som kommer gjennom tapp-slissforbindelsen i karmen. Det er det mest vanlige lekkasjepunktet i utadslående trevinduer. Flere løsninger, blant annet med bruk av tape med dokumentert varig heft, er vist i Byggforskserien og Prosjektrapport 88, Tetteløsninger rundt vindu ‐ Regntetthet (SINTEF Byggforsk 2012). Vannbrettbeslag føres opp bak vindsperra Klemlekt Minst 50 mm oppbrett mot smyget Vindsperreremse Bærekloss Klemlekt TOPP Lekt som skrus for klemming SIDE Lekt som skrus for klemming Helkledende, vanntett membran som monteres før bæreklossene Skråskåret losholt (fall 1:5) Kilde: SINTEF Byggforsk DS Når vi velger å plassere vinduet litt inn i veggen, må vi montere en helklebende, vanntett membran under vinduet og ca. 50 millimeter opp langs sidene i vindussmyget. Slik unngår vi at eventuelt regnvann som kommer inn på sidene eller under vinduet, ikke kommer videre ned i veggen, men ledes ut igjen. En membran vil også ta vare på lekka- Lekt som skrus for klemming Helklebende vanntett membran REFERANSE Åpning for lufting via sidefelt BUNN Byggforskserien Byggdetaljer 523.701 Innsetting av vindu i vegger av bindingsverk 88 Kapittel 3 – Byggeteknikk Lufttetting rundt vinduer Selv om polyuretanskum kan være et alternativt tettematerial rundt trevinduer, bør bruken av det begrenses av miljøhensyn. Andre tettematerialer anbefales. Polyuretanskum er spesielt egnet når overflaten i smyget er ujevn, og når fugebredden varierer. Elastisk fugemasse lagt mot bunnfyllingslist er velegnet som tetning i monteringsfugen. Ekspanderende fugebånd leveres i komprimert form og ekspanderer i fugen etter montering. Fugebånd kan leveres med damptett overflatebehandling. Båndet kan dermed sørge for lufttetting utvendig, og isolasjon av monteringsfugen og damptetting på innsiden. Monter fugebåndene før vinduet settes inn. Den største utfordringen med ekspanderende fugebånd er å få hjørnene tette. Ved bruk av tape og vindsperrestrimler med klebefelter beregnet for tetting rundt vindu: Kleb på én eller begge sider for å gi sikrere tetting, avhengig av om vinduet står langt inn i eller lenger ut i veggen. Skal løsningen gi varig tetting, må du bruke tape med dokumentert varig heft mot de materialene det klebes mot. Strimler av vindsperreduk klemmes med trelekter mot vinduskarmens sider. De er spesielt egnet der det er brede fuger eller fuger med svært varierende bredde. Flere vindusprodusenter leverer varianter avvindsperrestrimler‐på‐rullløsninger, eller systemløsninger, tilpasset sine vinduskarmer. Løsningen er i første rekke benyttet på trevinduer. Damptett tape Damptett tape Tetting av slissene med tape Polyuretanskum Fugemasse og bunnfyllingslist Kilde: SINTEF Byggforsk DS Fugemasse og bunnfyllingslist Ekspanderende fugebånd Bestandig tape Vindsperreremse (systemløsning tilpasset vinduet) Lufttetting rundt vinduer kan utføres med ulike metoder, og alle gir gode resultater. Forutsetningen er håndverksmessig god utførelse. Prosjektering av passivhus 89 LAVENERGIPROGRAMMET Kuldebroer Kuldebro er en del av klimaskjermen der varmemotstanden endres betydelig. • Forskjell i materialtykkelsen, for eksempel der en vegg endrer tykkelse. • Forskjell mellom størrelsen (arealet) på innvendige og utvendige overflater (geometrisk kuldebro). Dette oppstår i skjæringspunkter mellom konstruksjonsdeler, som ved hjørner og der vegg møter gulv eller tak. En kuldebrobryter er et sjikt av varmeisolerende materiale som er lagt inn i en konstruksjon for å redusere virkningen av kuldebroen. Selv om det ikke alltid er et skarpt skille, kan man dele kuldebroer i to typer: • Kuldebroer som har liten innvirkning på totalt varmetap for en bygning, men stor innvirkning på lokale temperaturer. En betongsøyle som trenger igjennom isolasjonslaget er et eksempel på dette. • Kuldebroer som har liten innvirkning på overflatetemperaturen, men stor innvirkning på normalisert kuldebroverdi for en bygning. Kuldebroer man får rundt vinduer, er et eksempel på dette. Kuldebrobryter, varmeisolasjon En kuldebro er egentlig en varmebro siden varme ledes ut gjennom broen. Kilde: SINTEF Byggforsk DS En eller flere av følgende forhold kan endre varmemotstanden: • Klimaskjermen gjennomtrenges helt eller delvis av materialer med en annen varmekonduktivitet. Et eksempel er der et etasjeskille eller en innvendig skillevegg møter en yttervegg, som vist i figuren. 90 Kapittel 3 – Byggeteknikk Beregning av kuldebroverdi Kilde: SINTEF Byggforsk DS Totalt varmetap = varmetap gjennom veggen + varmetap fra kuldebroer (lineære og/eller tredimensjonale) REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 471.016 Kuldebroer. Metoder for å bestemme kuldebroverdi Kuldebrotapet er den økningen i transmisjonstap gjennom konstruksjonen kuldebroen forårsaker, i forhold til en konstruksjon uten kuldebro. Kuldebroverdien er kuldebrotapet (W) dividert med lengden på kuldebroen og temperaturforskjellen mellom inne og ute (W/mK). Det totale varmetapet er illustrert i figuren ovenfor. Det består av varmetapet gjennom veggen pluss varmetapet fra kuldebroen (lineær kuldebro eller tredimensjonal kuldebro). U0 er veggens U‐verdi, A er veggens areal, Ψ er lineær kuldebroverdi, l er lengden på den lineære kuldebroen, X er kuldebroverdi for tredimensjonal kuldebro. Lineære kuldebroer: Kuldebroverdi, Ψ, er her brukt i henhold til definisjonen i NS‐EN ISO 10211, som lineær varmegjennomgangskoeffisient. Verdien angir varmetapet per lengdeenhet av kuldebroen og per grad temperaturforskjell og angis i W/(mK). Tredimensjonale kuldebroer: Kuldebroverdi Ψ brukes for å benevne varmetapet fra kuldebroer som er tredimensjonale (punktkuldebroer). Dette kan for eksempel være betongsøyler som benyttes for arkader, eller en skorstein som trenger igjennom et isolasjonssjikt. Verdien angis da i W/K. Kuldebroverdier beregnes ved hjelp av et program for todimensjonal varmestrøm som for eksempel THERM og HEAT 2. Prosjektering av passivhus 91 LAVENERGIPROGRAMMET Overgang yttervegg og tak Når både samlet isolasjonstykkelse (t) i veggen og kuldebroisolasjonen (tk) øker ved at veggtykkelsen øker utover, vil varmetapet gjennom veggen og gjennom kuldebroen avta, og dermed vil kuldebroverdien avta. Når samlet isolasjonstykkelse i veggen øker ved at veggtykkelsen øker innover mot romsiden, går også varmetapet ned både gjennom veggen og kuldebroen, men kuldebroverdien, slik den er definert, vil derimot gå opp. Det kan forklares med at kuldebroen, i dette tilfellet betongdekket, stikker relativt lengre ut i veggen når kuldebroisolasjonen er fast (tk) og veggtykkelsen øker innover mot romsiden. Når du skal vurdere alternative løsninger i forhold til varmetap, er det derfor viktig å sammenligne samlet varmetap, og ikke bare sammenligne kuldebroverdiene. Kuldebroverdier for overgang mellom yttervegg og tak Tegl Kuldebrobryter, murplate av mineralull Kuldebroverdi [W/mK] Varmeisolasjon 200 eller 250 mm 300 eller 400 mm t Betong mm 198 248 248 298 tk mm 50 50 100 100 200 mm betong Takisolasjonstykkelse 300 mm 0,12 0,13 0,09 0,10 250 mm betong 400 mm 0,12 0,13 0,09 010 Takisolasjonstykkelse 300 mm 0,14 0,14 0,11 0,11 400 mm 0,14 0,14 0,10 0,11 Tresvill 50 mm t Kuldebrobryter, 50 mm mineralull Kilde: SINTEF Byggforsk DS REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 471.015 Kuldebroer. Konsekvenser og dokumentasjon av energibruk 471.017 Kuldebroer. Tabeller med kuldebroverdier 92 Kapittel 3 – Byggeteknikk Overgang yttervegg og etasjeskiller av betong Som tabellen viser, er det betydelig forskjell i kuldebroverdien for en kuldebrobryter på 50 og en på 150 mm. På samme måte som for overgang mellom yttervegg og tak er det viktig å sammenligne samlet varmetap, og ikke bare sammenligne kuldebroverdiene. Kuldebroverdier for overgang mellom yttervegg og etasjeskiller av betong. t tk t Varmeisolasjon 200 eller 250 mm Betong Kuldebrobryter, varmeisolasjon Kilde: SINTEF Byggforsk DS tk Dekketykkelsen 50 0,07 mm mm 148 50 98 Tresvill 198 198 148 + 98 148 + 98 148 + 148 148 + 148 148 + 148 Kuldebroverdi [W/mK] 50 100 50 100 50 100 150 200 mm 250 mm 0,11 0,12 0,13 0,05 0,15 0,08 0,16 0,08 0,04 0,08 0,15 0,06 0,16 0,09 0,18 0,09 0,05 Prosjektering av passivhus Beregninger av kuldebroverdier er relativt omfattende, og det kreves både kompetanse og beregningsverktøy for å kunne utføre slike beregninger. Ferdigberegnede kuldebroverdier for en del aktuelle tilslutninger finnes derfor i en egen anvisning i Byggforskserien: • tilslutning mot yttervegg og etasjeskiller • tilslutning mot yttervegg og kompakt tak • tilslutning mot yttervegg, grunnmur og etasjeskiller 93 LAVENERGIPROGRAMMET Disse verdiene er ikke basert på isolasjonstykkelser beregnet for passivhus. SINTEF Byggforsk arbeider derfor med en utvidet versjon av kuldebroatlaset som vil inkludere flere typiske passivhuskonstruksjoner. I tillegg finnes enkelte løsninger med beregnede kuldebroverdier i Byggforskserien Utviklingen av kuldebroatlaset er støttet av Enova. LES MER: bks.byggforsk.no • tilslutning mot yttervegg av bindingsverk i tre, ringmur og betonggulv • tilslutning mellom grunnmur mot terreng og betongblokk • tilslutning mot innervegg og yttervegg • hjørner • vinduer REFERANSE Byggforskserien Byggdetaljer 472.051 Kuldebroverdier for tilslutninger mellom bygningsdeler. 471.015 Kuldebroer. Konsekvenser og dokumentasjon av energibruk. 471.016 Kuldebroer. Metoder for å bestemme kuldebroverdier. 94 Kapittel 3 – Byggeteknikk Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Hvorfor bør du plassere vinduer i passivhus litt inn i veggen? 2. Hva er forskjellen på gjennomblåsing og anblåsing – og hvordan hindrer du slike luftlekkasjer? 3. Hva bør luftgjennomgangstallet til vindsperre og dampsperre være hvis du skal klare kravet til lekkasjetall? 4. Omtrent hvor mye øker U-verdien til en vegg når andel bindingsverk øker med 1 m/m²? 5. Hvilke tettedetaljer må du tegne ut i detalj før bygging? 6. Hvor bør du plassere ventilasjonsanlegg og kanaler? 7. Hvilke takløsninger er det relativt enkelt å få lufttette? 8. Hva er fordelene med inntrukket dampsperre? Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 95 96 Kapittel 4 – Innemiljø Innemiljø I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Marienlyst skole, Drammen Foto Hilde Kari Nylund Erfaringer fra passivhusprosjekter i andre land viser at inneklimaet i passivhus ikke er dårligere enn i konvensjonelle hus. En av de viktigste faktorene for godt inneklima er tilstrekkelig solskjerming, en annen å gjøre det mulig å fjerne varmeoverskuddet. Å sørge for tilstrekkelig varmelagring er den tredje viktige faktoren for godt inneklima. Passivhus kan bygges minst like fuktsikkert som andre hus hvis man tar riktige forholdsregler – noe som er like relevant for bygg som følger dagens teknisk forskrift. Riktig ventilasjon er en forutsetning for godt inneklima i passivhus og reduserer i tillegg fare for fuktrelaterte problemer. Erfaringer med innemiljø i passivhus Ifølge internasjonale undersøkelser er det lite som tyder på at inneklimaet i passivhus er dårligere enn i konvensjonelle hus. Ulike spørsmål knyttet til inneklima har ofte vært tatt opp i diskusjoner om passivhus. I Norge har vi foreløpig få dokumenterte resultater av inneklimaparametere som temperaturer, fukt og luftkvalitet. SINTEF Byggforsk har laget en rap- port om inneklima i energieffektive boliger, hovedsakelig passivhus, på oppdrag fra Enova. Denne rapporten går gjennom forskningslitteratur om inneklima i passivhus, først og fremst fra Østerrike, Tyskland og Sverige. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Hovedpunkter i inneklimarapporten: • Lite tyder på at inneklima i passivhus er dårligere enn i konvensjonelle hus. • Når det bygningstekniske er riktig utført, har passivhus klare fordeler sammenlignet med konvensjonelle hus, også for inneklima. • Mulige negative innvirkninger passivhuskonseptet kan ha på inneklimaet, ser ut til å skyldes mangler ved prosjektering, bygging og drift. • Passivhus må ha balansert ventilasjon for å kunne opprettholde bra luftkvalitet og termisk komfort om vinteren. Forfattere: Judith Thomsen og Magnar Berge (NTNU og Høgskolen i Bergen) Positive faktorer Erfaringen fra disse landene viser at passivhuskonseptet kan påvirke inneklimaet positivt: • Det øker termisk komfort om vinteren fordi innvendige overflater er varmere, og det senker risiko for kondens og muggvekst. • Jevnt og kontinuerlig luftskifte øker uttynning av forurensninger og lukter. • Filtrering senker støv‐ og pollenbelastning. • Reduserte luftlekkasjer i grunnen, kontinuerlig luftskifte og lavere undertrykk gjør at risikoen for høye radonkonsentrasjoner synker. • Konseptet senker risiko for fuktskader i konstruksjonen som oppstår når vanndamp trenger gjennom luftlekkasjer. • Lavere relativ luftfuktighet gir dårligere vekstbetingelser for husstøvmidd. • Mindre behov for vinduslufting senker støybelastning utenfra. Risikable områder Rapporten trekker også fram noen områder hvor mangler i prosjektering, bygging og drift kan påvirke inneklimaet negativt: • Økte konstruksjonstykkelser er mer sårbare for manglende uttørking av byggfukt, noe som øker risiko for fuktskader. • Støy fra ventilasjonsanlegg. • Feil eller dårlig vedlikeholdt ventilasjonsanlegg og vannansamlinger i anlegget kan gi mikrobiologisk vekst. • Manglende solskjerming kan gi overoppheting om sommeren. Høyere forventninger Forventningene til komfort i passivhus er høyere enn til komfort i konvensjonelle boliger, og mange beboere synes også at de faktisk opplever høy komfort i passivhus. Målinger av inneklima viser at overoppheting oppstår noen få timer om sommeren. Likevel er beboerne opptatt av overoppheting. Det vil alltid være en andel misfornøyde beboere selv om temperaturen statistisk sett er definert som optimal. Beboernes aktiviteter har stor innflytelse på innetemperaturen. Beboerne kan også påvirke sommerkomfort gjennom å lufte og bruke solavskjerming (eller installere det). Beboerne bør få bedre informasjon om individuelle påvirkningsmuligheter. Designkriterier som vindusstørrelse og vindusorientering (for eksempel mot vest og øst uten solavskjerming) viste seg å være den viktigste faktoren for overoppvarming. Noen beboere opplever luften periodevis som for tørr i oppvarmingsperioden. Dette gjelder ikke spesielt for passivhus, men i alle bygg med høyt luftskifte. I noen hus føler beboerne seg forstyrret av lyden fra ventilasjonsanlegget, andre studier rapporterte ikke problemer. Dette er ikke undersøkt med målinger. Det er en tydelig sammenheng mellom tilfredshet og teknologiformidling og kommunikasjon med for eksempel driftspersonell. 97 98 Kapittel 4 – Innemiljø For varme passivhus i Vejle De såkalte Komforthusene i Vejle i Danmark er 10 passivhus oppført etter den tyske passivhusstandarden i 2008, med ulik arkitektur. Åtte av husene ble fulgt opp i perioden 2008–2011, blant annet ved å måle termisk klima. Felles for nesten alle husene er at de ikke klarer å overholde danske krav på henholdsvis maks 100 timer over 26 °C og maks 25 timer over 27 °C. Bare to av husene tilfredsstilte disse kravene. Innetemperaturene i ett av de ti husene ble målt, og den holdt i gjennomsnitt 27 °C i august. Det er spesielt to grunner til at temperaturen blir så høy: • Huset mangler tilstrekkelige utluftingsmuligheter. • Det er dårlig solkontroll – ingen av husene har tilstrekkelig solavskjerming. LES MER: www.komforthusene.dk Solavskjermingen var primært planlagt med bygningstekniske tiltak som takutspring, men det var ikke tilstrekkelig. Da holder det ikke med bare tunge konstruksjoner som var ment å jevne ut temperaturene. Alle husene er behørig fulgt opp med målinger, og det finnes målerapporter for hvert enkelt hus i tillegg til en samlerapport som oppsummerer erfaringene fra prosjektet. For mer informasjon, se www.komforthusene.dk. God solkontroll i Oxtorget I 2005–2006 ble Oxtorget ikke langt fra Göteborg oppført med 40 energieffektive leiligheter. Målet var lavt energibehov, bruk av fornybar energi i tillegg til at leilighetene skulle ha behagelig inneklima, deriblant gode temperaturforhold. Dette har man oppnådd med typiske passivhuskonstruksjoner, samt solfangere på taket i kombinasjon med fjernvarme. De 1,2 m takutspringene skal beskytte mot sola i 2. etasje, mens balkonger i 2. etasje skjermer for sola i 1. etasje. Prosjektet er fulgt opp gjennom hele byggeprosessen og etter at de var ferdige. Etter at boligene ble tatt i bruk, har både energibruk og termisk komfort blitt målt. (Kilde: Ulla Jansson. Passive houses in Sweden – From design to evaluation of four demonstration projects. Phd. thesis, Lund University, 2010) Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Simulert innetemperatur For å avgjøre hva som betyr mest for innetemperatur i boliger om sommeren, har SINTEF Byggforsk simulert innetemperatur for ulike varianter av modellhuset som er grunnlaget for energikravene i teknisk forskrift. Dette modellhuset er en toetasjes enebolig på 160 m², med vindusarealer fordelt som vist på figuren. Det vil si tre ganger så mye vindusareal mot sør som mot hver av de andre himmelretningene. Totalt har modellbygget 20 % vindusareal i forhold til gulvareal. Beregningene sammenligner passivhus, TEK10‐hus og et typisk syttitallshus, og bruker Oslo-klima. Beregningsprogrammet SIMIEN ble brukt til å gjennomføre simuleringene av innetemperatur, og beregningene er gjort for ulike kombinasjoner av solavskjerming, ventilasjonsrater og varmekapasitet. Simuleringene gir interessante resultater som viser forskjeller og likheter mellom ulike kombinasjoner av tiltak. Vindusfordeling i modellhuset er som følger: • • • • 15 m² mot sør 5 m² mot nord 6 m² mot øst 5 m² mot vest S Komponent Passivhus TEK10-hus 70-tallshus U-verdi yttertak 0,08 W/m²K 0,13 W/m²K 0,28 W/m²K U-verdi yttervegg U-verdi gulv U-verdi vindu/dør Lekkasjetall Normalisert kuldebroverdi Normalisert varmekapasitet Virkningsgrad gjenvinner Beregnet oppvarmingsbehov Varmetapstall 0,10 W/m²K 0,08 W/m²K 0,70 W/m²K 0,60 W/m²K 0,18 W/m²K 0,15 W/m²K 1,2 W/m²K 2,5 W/m²K 0,28 W/m²K 0,30 W/m²K 2,7 W/m²K 5,0 W/m²K 0,03 W/m²K 0,03 W/m²K 0,06 W/m²K 17 W/m²K (meget lett) 17 W/m²K (meget lett) 17 W/m²K (meget lett) 85 % 70 % 0% 19,6 W/m²K 60,1 W/m²K 154,5 W/m²K 0,45 W/m²K 0,88 W/m²K 1,6 W/m²K 99 100 Kapittel 4 – Innemiljø Lett bygg uten solskjerm og uten vinduslufting 45 40 35 30 ℃ 25 Passivhus 20 TEK10-hus 15 70-tallshus 10 Utetemperatur 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hvis modellbygget ikke har solavskjerming, ikke noe vinduslufting og et lett bygg, blir det varmest i passivhuset. Men alle tre byggtypene får problemer med overoppheting, som kurvene viser. Lett bygg uten solskjerm, men med vinduslufting 35 30 25 ℃ 20 Passivhus 15 TEK10-hus 70-tallshus 10 Utetemperatur 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Her har modellbygget vinduslufting, men ingen solavskjerming, og bygget er lett. Beregningene antar en naturlig omsetning på fire luftskifter per time, noe som skal representere effektiv lufting gjennom vinduer og dører. Beregningsresultater viser at da passivhuset har bedre resultat (lavere innetemperatur) enn både TEK10-huset og 70‐tallshuset. Men like fullt har alle alternativene for høye innetemperaturer til at termisk komfort kan kalles akseptabel. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Lett bygg med solskjerm og vinduslufting 30 25 20 ℃ Passivhus 15 TEK10-hus 10 70-tallshus Utetemperatur 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Denne versjonen av modellbygget har både vinduslufting og solavskjerming, og bygget er fortsatt lett. Også her antar beregningene en naturlig omsetning på fire luftskifter per time, noe som skal representere effektiv lufting gjennom vinduer og dører. Beregningene antar også at solskjermingen skjer med utvendige persienner på sør-, øst- og vestfasade uten noen form for automatisk styring, men antar at persien- nene er nede på denne varme dagen. Her ser vi at utvendig solskjerming har stor effekt. Den har redusert innetemperaturen med 4–5 grader i forhold til forrige eksempel, hvor modellbygget bare hadde vinduslufting. Solskjermingen er såpass dominerende at både passivhuset, TEK10 og 70‐tallshuset er nesten like. Innetemperaturen er nå omtrent det samme som utetemperaturen, men noe "forsinket". Mellomtungt bygg med solskjerm og vinduslufting 30 25 20 ℃ Passivhus 15 TEK10-hus 10 70-tallshus Utetemperatur 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Når termisk masse i modellbygget øker fra meget lett til et mellomtungt bygg, reduseres innetemperaturen ytterligere, når dette kombineres med vinduslufting og utvendig solskjerming. Med alle tre tiltakene ser vi at modellbygget får fullt akseptabel innetemperatur selv på en dag med 26–27 °C ute. I beregningene for denne varianten av modellhuset er termisk masse økt fra 17 til 65 Wh/m²K. Dette betyr at det i tillegg til plate på mark i første etasje og en tung eller halvtung etasjeskiller er lagt inn ytterligere termisk masse i form av betongskillevegg forblendet med granitt som i eksempelet i figuren. 101 102 Kapittel 4 – Innemiljø Eksempler på solskjerming Bellonabygget Foto: Futurebuilt / Espen Gees Østensjøveien 102 Foto: Henning Larsen architects Prosjektering av passivhus 103 LAVENERGIPROGRAMMET Veileder for å unngå overtemperaturer Tre viktige steg må til for å hindre for høye temperaturer i passivhus: 1. Forhindre varmetilførsel til rom Unngå store ansamlinger av glassarealer. Bruk utvendig solskjerming. Legg til rette for å utnytte dagslys. Bruk energieffektivt utstyr. 2. Planlegg for å fjerne varmeoverskudd Legg til rette for vinduslufting. Bruk passiv kjøling med nattventilasjon. Bruk mekanisk ventilering aktivt. 3. Sørg for tilstrekkelig varmelagring Bruk eksponert termisk masse. Bruk termisk masse med god varmeledning inne i elementet og god varmeovergang til overflaten. Erichsen og Horgen har på oppdrag fra Lavenergiprogrammet utarbeidet en veileder for hvordan vi kan unngå for høye innetemperaturer i passivhus. For å forhindre varmetilførsel til rom bør vi sørge for å fordele glassarealer jevnt. Det kan senke risikoen for overtemperaturer og påvirke dagslysforholdene i bygget positivt. Utvendig solskjerming er også viktig; dette er den mest effektive måten å redusere soltilskuddet på. Dynamisk solskjerming fungerer bedre enn statisk solskjerming, både i forhold til totalt energibehov og det å unngå overtemperaturer. Realistiske kontrollstrategier for dynamisk solskjerming er viktig. Dessuten er det viktig å utnytte dagslyset i størst mulig grad og begrense bruk av kunstig belysning. Automatiske styringssystemer som Foto: Nina Tveter/NTNU Info reagerer på dagslysets luminans, er en god løsning. For å redusere varmetilskudd og dermed senke risiko for overtemperaturer, bør vi også informere brukerne om at det er viktig at de bruker energieffektivt elektrisk utstyr og lys. Å fjerne varmeoverskudd ved å kombinere termisk masse og nattventilasjon krever at du planlegger dette slik at det er tilstrekkelig ventilasjonskapasitet til å fjerne varmen som er lagret i massen, om natten. For å få tilfredsstillende kjøleeffekt bør luftskiftet være opp mot 2–8 luftskifter per time. Unngå å dekke til termisk masse med tepper eller akustiske plater. I tillegg er det en fordel med en viss grad av jevnt fordelt, eksponert termisk masse i bygget, for eksempel betong eller tegl. LES MER: www.lavenergiprogrammet.no (Rapporter) Kapittel 4 – Innemiljø Fuktsikring i passivhus Passivhus kan bygges med minst like god fuktsikring som andre hus. Et annet sentralt område hvor det er viktig å ha god kontroll når vi prosjekterer passivhus, er fuktsikring. Vi må sørge for god fuktsikkerhet både under bygging og etter at bygget er tatt i bruk. For byggeprosessen betyr dette i grove trekk å lagre materiale fornuftig, gode detaljer, godt håndverk og fornuftig omtanke/ kunnskap om fuktproblemer og målemetoder både hos utførende og prosjekterende. God fuktsikring i form av gode detaljer er omtalt i modulen om Byggeteknikk. Godt håndverk og forståelse for hva vi må ta hensyn til under byggeprosessen, er omtalt i kapittelet Byggeprosessen. I dette kapittelet om inneklima ser vi på forhold som har betydning for å fuktsikre kanskje det mest utsatte området i et bygg, nemlig taket. Mye av dette temaet er for øvrig like relevant for bygninger som bygges etter kravene i teknisk forskrift. Luftlekkasjer og fukt Åpning i vindsperre Kondens Dampsperre Klemlist Varm inneluft Nedfôring Himling Bord Åpning i dampsperre Dampsperre Fuktig inneluft avkjøles på veien ut og avgir kondens til det kalde undertaket. Luftlekkasjer er den vanligste årsaken til oppfukting og muggvekst i tak. Luftlekkasjer gjennom utettheter i dampsperren i himlingen kan gi store fuktutfordringer ved at fuktig inneluft avkjøles på veien ut, med påfølgende fare for kondens på det kalde undertaket. Kilde: SINTEF Byggforsk DS 104 God lufttetthet hindrer luftlekkasjer og fuktskader. Vi må derfor sørge for god lufttetthet i dampsperre for å hindre luftlekkasjer og fuktskader. I tillegg er det viktig å ha undertak med lav dampmotstand. Da legger vi til rette for mest mulig gjennomgang av byggfukt gjennom undertaket, men også av begrensede mengder fukt som tilføres i bruksfasen. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 105 Uttørking og omfordeling av fukt 25 Ute Fuktinnhold sperre (vekt – %) 20 Inne 15 10 Nedre del – 250 Øvre del – 250 5 Nedre del – 350 Øvre del – 350 0 01.10 15.12 28.02 14.05 28.07 11.10 25.12 10.03 24.05 07.08 Uttørking og omfordeling av byggfukt i et tak Kurvene viser beregnet fuktinnhold over to år i øvre og nedre del av en taksperre i en isolert takkonstruksjon med dampsperre på undersiden og kombinert undertak og vindsperre på oversiden. Resultatene viser at fuktighet i taksperrene omfordeles. Om vinteren tørker nedre deler ut, mens øvre deler fuktes opp. Tykkelsen på isolasjonen og høyden på sperrene (250 eller 350 mm) har rela- tivt lite å si for fuktnivået. Det mest kritiske området er altså mot den kalde siden av taket. Beregningene er gjennomført for et innlandsklima på Østlandet. De tar ikke hensyn til luftlekkasjer eller naturlig konveksjon i isolasjonen. Beregningene er gjennomført med programmet WUFI 2D‐3 (www.wufi.no), i regi av forskningsprogrammet ROBUST 2011. Termisk oppdrift og luftlekkasjer Utettheter og trykkforskjeller på grunn av termisk oppdrift gir luftlekkasjer. Trykkfordelingen vil forandres når det blåser en del, men også ventilasjonsanlegget kan påvirke trykkfordelingen. I bygg med bare mekanisk avtrekk vil avtrekket flytte nøytralsonen opp og dermed senke overtrykket oppe i bygget. Balansert ventilasjon (mekanisk tilluft og mekanisk fraluft) vil ikke påvirke trykkfordelingen i bygget. Også fordeling av uttettheter i bygget påvirker trykkfordelingen. Nøytralsonen vil ligge høyere hvis bygget er mest utett oppe ved taket, og lengre nede hvis det er mest utett helt nede ved gulvet. Lekkasjene gjennom utettheter blir størst oppe ved taket og nede ved gulvet ettersom trykkforskjellen er størst der. Eventuelle hull i dampsperren over nøytralsonen vil derfor påvirke fuktsik- kerheten mer i negativ retning enn om tilsvarende hull er under nøytralsonen. Derfor er det spesielt viktig at vi har stor fokus på tetting av dampsperre i himlingen for å unngå at fuktig luft kommer ut i konstruksjonen. Innvendig overtrykk oppe gir luftlekkasjer ut gjennom utettheter i tak og vegger og oppfukting (rødt areal). Innvendig undertrykk nede gir luftlekkasjer inn gjennom utettheter i gulv og vegger og uttørking (blått areal). For nøytralsonen i midten er trykket det samme ute og inne. 106 Kapittel 4 – Innemiljø Faren for muggvekst Faren for muggvekst avhenger blant annet av temperatur og relativ luftfuktighet, %‐RF, og kan beregnes. Figuren viser en forenklet framstilling av hvordan muggveksthastigheten varierer med temperaturen og den relative luftfuktigheten, RF, ved en materialflate. Den er basert på en tilsvarende figur i Geving og Thues bok Fukt i bygninger (SINTEF Byggforsk 2002). Muggveksthastigheten (y‐aksen) er gjort relativ der verdien 1,0 er maksimal veksthastighet og verdien 0 betyr ingen vekst. Med utgangspunkt i diagrammet og kjent RF og temperatur ved en materialflate kan vi beregne et muggvekstpotensial for en utsatt materialoverflate, for eksempel vindsperren eller undertaket. Et muggvekstpotensial på 1 maksdøgn tilsvarer en relativ veksthastighet på 1,0 i ett døgn, det vil si maksimale vekstforhold i ett døgn. Hvis den relative veksthastigheten er 0,5 i ett døgn, gir det et muggvekstpotensial på 0,5 maksdøgn. Ved å gjøre tilsvarende beregninger for alle døgn i et helt år og summere opp, får vi antall maksdøgn per år. Dette er en forenklet beregningsmetode for å undersøke hvordan aktuelle parametere påvirker risikoen for muggvekst, og hvordan risikoen kan reduseres ved riktige Relativ muggveksthastighet (rmv) som funksjon av temperatur og relativ fuktighet. Muggvekstpotensial: Σ(rmv · Δt) materialvalg, god arbeidsutførelse og fornuftig bruk av huset. Nedenfor følger noen viktige resultater. Se også nærmere beskrivelse i Prosjektrapport 396 Tak med kalde loft. Byggforsk 2005. Dette påvirker risiko for muggvekst Risikoen for muggvekst på undertak påvirkes av disse faktorene: • bygningens lekkasjetall, n50 • isolasjonstykkelsen • dampmotstanden (Sd-verdien) til undertaket og vindsperren • bygningens ventilasjonsgrad Nå skal vi se på hvordan risikoen for muggvekst påvirkes av de ulike faktorene. Dette er gjort med beregninger som tar utgangspunkt i et toetasjes småhus i Oslo, som er dårlig ventilert. Grunnventilasjon er 0,2 luftvekslinger i timen. Muggvekstrisikoen (muggvekstpotensialet) er beregnet med programmet Takfukt, som SINTEF Byggforsk har utviklet gjennom forskningsprogrammet Klima 2000. Du kan lese mer om programmet i Prosjektrapport 396 Tak med kalde loft. (Du kan laste ned PDF-versjon på www.sintef.no ) Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Lavt eller høyt lekkasjetall Muggvekstpotensial, maksdøgn/år 60 50 40 Isolasjonstykkelse 0,15 m 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lekkasjetall, n50, m²/(m²h) 50 Pa Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d, grunnventilasjon: 0,2 m²/m²h), sd-verdi vindsperre/undertak: 0,5 m Muggvekstpotensial som funksjon av lekkasjetall n50. Kurven viser beregnet muggvekstpotensial (y‐aksen) på varm side av et dampåpent undertak eller en vindsperre øverst i en vegg avhengig av husets lekkasjetall (x‐aksen). Beregningene er gjort for et normalt år med Oslo-klima etter at byggfukten er tørket og konstruksjonene er i fuktlikevekt med omgivelsene. Beregningene bruker månedsmiddelverdier for temperatur og RF ute. Resultatene viser at i et lufttett hus, som et passivhus med lekkasjetall 0,6 eller lavere, er risikoen for muggvekst svært liten. Beregnet muggvekstpotensial er ca. 0,4 maksdøgn/år. Muggvekstrisikoen er høyest for middels tette hus, mens den er lavere for svært utette hus. Dette skyldes at fukttilførselen til taket domineres av luftlekkasjer. I et hus med god lufttetthet er derfor tilførselen svært liten, men øker med økende lekkasjetall. Økende luftlekkasjer gjør at samlet ventilasjon av huset øker, noe som gir lavere luftfuktighet inne. Dermed vil luften som lekker opp gjennom taket, ta med seg mindre fukt. I svært utette hus blir luftfuktigheten lav inne, luftlekkasjene blir store, men lekkasjene transporterer lite fukt og mye varme. Dermed blir det forholdsvis tørt i taket, og fuktrisikoen er liten. Nøkkelverdier for huset er gitt under kurven. Fuktproduksjon vil si hvor mye fukt som tilføres inneluften per døgn i form av vanndamp. Det omfatter pusting og svetting fra personer, avdunsting etter vasking, fra planter mm. En person avgir ca. 1 kg vanndamp per døgn. Fuktproduksjon på 10 kg/d er en del over gjennomsnittet for en vanlig familie. 107 108 Kapittel 4 – Innemiljø Isolasjonstykkelse og muggvekst Muggvekstpotensial, maksdøgn/år 60 Isolasjonstykkelse 50 0,5 m 40 0,35 m 30 0,25 m 0,15 m 20 TEK10 10 0 Muggvekstpotensial for ulike isolasjonstykkelser. Tykkere isolasjon gir lavere utvendig overflatetemperatur, høyere relativ luftfuktighet og høyere likevektsfuktighet. Passivhus 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lekkasjetall, n50, m²/(m²h) 50 Pa Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d, grunnventilasjon: 0,2 m²/(m²h), sd-verdi vindsperre/undertak: 0,5 m Beregnet muggvekstpotensial for det samme småhuset som i forrige eksempel, men med ulike isolasjonstykkelser, viser at potensialet øker noe med økende isolasjonstykkelse. Men for hus med god lufttetthet er risikoen fortsatt svært liten. Hus med isolasjonstykkelser og lekkasje- tall tilsvarende minimumskravene i TEK10 og passivhusstandarden er markert med egne symboler i diagrammet. Ifølge beregningene er et passivhus mer fuktsikkert enn et TEK10-hus når de er kommet i normal drift. Lav dampmotstand gir lav muggvekstfare Muggvekstpotensial, maksdøgn/år 60 Isolasjonstykkelse 50 0,5 m 40 0,35 m 30 0,25 m 20 0,15 m 10 "Krav" Sd < 0,5 m 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Sd-verdi vindsperre/undertak, m Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d, lekkasjetall n50: 2,5 m²/(m²h) 50Pa, grunnventilasjon: 0,2 m²/(m²h) Ved å holde lekkasjetallet fast på 2,5 og variere vindsperrens/undertakets dampmotstand (Sd‐verdi) ser vi at undertak og vindsperre med lav dampmotstand sikrer lav muggvekstrisiko. En mest mulig dampåpen vindsperre er et effektivt tiltak for å redusere risikoen for muggvekst ytterst i tak og vegger. Den loddrette, røde streken markerer maksgrensen på 0,5 m for Sd‐verdien for vindsperrer og dampåpne undertak. Men som kurvene viser, bør vi bruke et av de mange produktene som er langt mer dampåpne. Det er spesielt viktig for å tørke ut byggfukten raskest mulig. Prosjektering av passivhus 109 LAVENERGIPROGRAMMET God ventilasjon senker muggvekstfare Muggvekstpotensial, maksdøgn/år 60 Isolasjonstykkelse 50 0,5 m 40 0,35 m 30 0,25 m 20 0,15 m 10 TEK10: n > 0,5 0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Grunnventilasjon, m²/m²h Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d, lekkasjetall n50: 2,5 m²/(m²h) 50Pa, sd-verdi vindsperre: 0,5 m Beregninger med fast lekkasjetall, fast dampmotstand for vindsperre/undertak og varierende grunnventilasjon viser at god grunnventilasjon senker muggvekstrisiko. God og jevn ventilasjon er først og fremst viktig for å sikre god og ren inneluft, men som kurvene viser, er god ventilasjon også effektivt for å redusere muggvekstrisikoen. Det gjelder både innvendige flater og lengre ute i konstruksjonene. TEKs minimumskrav som tilsvarer et gjennomsnittlig luftskifte på ca. 0,5 per time (markert med rød vertikal strek i diagrammet), eliminerer risikoen selv i hus med forholdsvis stor fuktbelastning. Muggvekstpotensial som funksjon av varierende grunnventilasjon. 110 Kapittel 4 – Innemiljø Alternative dampsperrer SINTEF Byggforsk har analysert og vurdert bruk av alternative dampsperrer i ytterkonstruksjoner. Ordinære bindingsverkskonstruksjoner i Norge har vanligvis relativt dampåpne vindsperrer, ofte med en Sd‐verdi rundt og under 0,1 m. Beregningene viser at den innadrettede uttørkingen er beskjeden i slike konstruksjoner, siden mesteparten av fukten vil tørke utover. For å få en innadrettet uttørking av betydning må dampmotstanden på varm side være ganske lav. Dampmotstand på varm side bør være < 1–2 m. Selv da går bare ca. 25 % av total uttørking innover. Ifølge beregningene er det mer effektivt å redusere dampmotstand på vindsperren til < 0,1 m Kilde: SINTEF Byggforsk DS REFERANSE Prosjektrapport 65 Alternative dampsperrer med uttørkingsmulighet mot innelufta SINTEF Byggforsk, 2010. (Du kan laste ned PDFversjon på www.sintef.no) for å forbedre uttørking av byggfukt og tilfeldige lekkasjer. I løpet av et år vil en dampbrems med konstant dampmotstand gi netto fukttransport ut i veggen og øke risiko for fuktskader i konstruksjonen sammenlignet med å bruke vanlig dampsperre med Sd > 10 m. Til tross for dette kan vi bruke mer dampåpne materialer på varm side av bindingsverkskonstruksjoner uten at fuktproblemer oppstår. Dette krever at luftfuktigheten i bygget ikke er unormalt høy, det vil si at bygget må ha en velfungerende ventilasjon og ikke unormalt høy fuktproduksjon. Bygget må i tillegg være lufttett og ha en mest mulig dampåpen vindsperre. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Konstruksjonstykkelse og uttørking Vil tykkere konstruksjoner gi senere uttørking av byggfukt? Svaret er ja dersom vi ikke tar forholdsregler for å unngå problemer med byggfukt. Hva kan vi gjøre? Et alternativ er å redusere treandelen i konstruksjonen for å unngå å lagre mye byggfukt. Dette kan vi blant annet gjøre ved å unngå å bruke dobbel bunnsvill, siden bunnsvillene er den delen av konstruksjonen som er mest utsatt for oppfukting ved nedbør. Dessuten trenger doble sviller mye lengre tid til uttørking, tilnærmet fire ganger så lang tid, som enkle sviller. Et annet alternativ er å bruke utradisjonelt bindingsverk som I‐profiler i vegger. I tak kan vi for eksempel bruke sperretak (gjerne i I‐profil) i stedet for W‐takstoler eller A‐takstoler. Da får vi redusert treandelen betydelig og dermed innebygget fukt. For å hindre at byggfukt fører til kondens/rim eller mugg på vindsperren og undertaket, bør vi sørge for å tørke bindingsverket ned til godt under 20 vektprosent før vi isolerer og lukker vegger og tak. Det bør vi gjøre for alle typer hus. Byggfukt og konstruksjonstykkelse Tykkere bindingsverkskonstruksjoner inneholder mer trevirke og har dermed mer byggfukt som skal tørkes ut enn tynnere konstruksjoner. Dampmostanden utover blir også litt større for tykke enn for tynne konstruksjoner. Dette kan vi løse ved å: • bruke andre konstruksjoner med lavere treandel • tørke bindingsverket ned til godt under 20 vektprosent før vi isolerer og lukker vegger og tak • bygge under tak for å hindre fukttilførsel Hull, oppfuktet undertak og kuldebroer Vil et hull i et ellers tett hus gi større fare for oppfukting enn et tilsvarende hull i et utett hus? Nei, i et tett hus blir lekkasjen litt mindre fordi trykkforskjellen blir litt mindre. Trykkforskjellen blir mindre fordi nøytralsonen vil bevege seg i retning av det nye hullet og bevege seg mer i et tett hus enn i et utett. Det skyldes at et hull med en bestemt størrelse utgjør en større andel av lekkasjetallet i et tett hus enn i et utett hus. Dette er litt teoretisk, men poenget er å motbevise vrangforestillingen om at et hull i et tett passivhus er farligere enn i et mer utett hus. Et hull i et godt ventilert hus er for øvrig relativt ufarlig. Vil et oppfuktet undertak tørke senere i et godt isolert tak enn i et tak med mindre isolasjon? Nei, det vil skje omtrent like fort fordi fordampningsvarmen i hovedsak vil komme fra nedkjøling av uteluften. Klesvasken som er hengt til tørk ute, tar all fordampningsvarmen ved at luften som strømmer forbi, kjøles ned noen grader. Det er det samme som skjer når en våt vindsperre eller et undertak tørker. Varmen som kommer ut gjennom veggen/taket, betyr tilnærmet ingen ting i sammenligning, selv i dårlig isolerte konstruksjoner. Vil kuldebroer gi større fuktproblemer i godt isolerte bygninger? Nei, innvendig overflate er normalt varmere siden avstanden ut er større. Hvis konstruksjonen har kuldebroer (noe vi i utgangspunktet ikke skal ha i et passivhus), er disse da kaldere enn i dårlig isolerte bygninger, slik at de dermed kan gi større fuktproblemer? Nei, innvendig synlig overflate blir i de fleste tilfeller varmere fordi det blir lengre avstand ut, og selv betong isolerer litt. For øvrig er det nok med noen få cm med kuldebroisolasjon for å hindre overflatkondens eller fuktproblemer. 111 112 Kapittel 4 – Innemiljø Fukt- og temperaturmålinger i et Bodø-hus Måling av fuktighet og temperaturmålinger i vegger og tak i et passivhus i Bodø Fukt‐ og temperaturmålinger i vegg‐ og takkonstruksjonene så vel som logging av innetemperaturer er gjort for en enebolig i Bodø. Boligen har passivhuskonstruksjoner og er oppført av boligprodusenten Mesterhus. Veggene ble oppført som prefabrikkerte elementer, der vindsperre og utvendig panel var montert. Vinduene ble montert på byggeplass. Ved å følge opp fukt og temperaturmålinger i konstruksjonene ønsket man både å avdekke utviklingen og nivået på fuktinnholdet i treverket. I tillegg ønsket man å se om det har noen effekt å montere et vindsperresjikt i isolasjonssjiktet for å redusere konveksjonstapet i passivhusvegger. Gjennom prosjektet Entre (2009–2011) finansiert av Innovasjon Norge har Treteknisk institutt gjort fukt- og temperaturmålingene. Treteknisk institutt monterte totalt 30 loggere fordelt på ulike posisjoner på nordog sørvegg. Loggerne ble montert desember 2009. I midten av januar ble huset lukket og varmen satt på. I mai 2010 flyttet beboerne inn. Treteknisk institutt analyserte måleresultatene etter i underkant av et års måling. I tillegg til fukt- og temperaturlogging gjorde instituttet også luft- og tapeprøver for å avdekke eventuell mikrobiell vekst inne i veggene. Disse målingene ble gjort i desember 2010. Målingene av trefuktigheten viser at den ligger rundt 17 % før veggen lukkes og varmen slås på. Når varmen slås på i januar, er det tydelig hvordan treverk på varm side av veggen tørker ut. Uttørkingsfasen for disse delene av veggen varer i ca. to måneder. På kald side er derimot uttørkingen ikke like stor og like skarp. Men graden av uttørking gjennom veggen er generelt stor nok til å unngå at fukt hoper seg opp på kald side i uttørkingsfasen. Treteknisk institutt konkluderer ut fra målingene (logginger av temperatur, relativ luftfuktighet og trefuktighet) at veggene i passivhuset i Bodø ikke er utsatt for temperatur‐ og fuktforhold som er gunstige for biologisk vekst. Analysene av luftprøver og tapeprøver viste ingen eller liten mikrobiell vekst. Anbefalingen fra Mycoteam var ingen videre tiltak. Omtrent tilsvarende måleopplegg er etablert i flere passivhus oppført av boligprodusenten Fjogstadhus i Sandnes i 2011/2012 for å følge temperatur- og fuktutviklingene i disse husene. Resultater fra disse målingene blir trolig klare i løpet av 2013. Prosjektering av passivhus 113 LAVENERGIPROGRAMMET Dagslys i passivhus I passivhus ønsker vi å utnytte dagslyset best mulig for å redusere behovet for kunstig lys. Lys betyr mye for menneskers helse og trivsel. Det påvirker vår produktivitet og regulerer den biologiske klokken. Derfor er det viktig å ha tilstrekkelig tilgang på dagslys i innendørs arealer hvor mennesker oppholder seg over lengre tid. Teknisk forskrift har krav til dagslys i rom for varig opphold. Veiledningen til TEK10 § 13‐12 beskriver preaksepterte løsninger for hvordan vi kan dokumentere at dagslyskravene er tilfredsstilt. Vi kan gjøre det enten ved beregning som dokumenterer gjennomsnittlig dagslysfaktor på minst 2 %, eller ved å sørge for at rommets dagslysflate utgjør 10 % av bruksarealet. Beregning av dagslysflate utføres i henhold til svensk standard SS 914201. Beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor kan utføres med diverse analytiske beregningsprogrammer som Autodesks Ecotect analysis eller IES. I et passivhus ønsker vi å utnytte dagslyset best mulig, slik at behovet for kunstig lys reduseres. Vi bør derfor sikre oss god margin mot minstekravene til dagslys. Innstrålt solenergi gjennom vinduer vil bidra til oppvarming. Om vi ikke har et bevisst forhold til dette, kan det føre til overoppheting. Vi må utføre inneklimasimuleringer for å validere at vi ikke overskrider kravene til termisk inneklima i TEK10 § 13‐4. Illustrasjon fra Ecotect, Rambøll Norge 114 Kapittel 4 – Innemiljø Planlagt for dagslys og utsyn Bildene viser Villa Stoknes, det første passivhuset i Oslo. Formen er enkel og kompakt, og vindusarealene er nøye planlagt i forhold til behov for dagslys, utsyn og kontakt mellom inne og ute. De store vinduene er vendt mot sør og en privat hage. Huset har ikke utvendig solavskjerming, men er tilrettelagt for det. Løvtrær gir en del skygge om sommeren, og dette har vist seg å gi tilstrekkelig solavskjerming. Vinduene mot nord og et offentlig areal er sparsomme, både fordi nordvendte vinduer ikke får varmetilskudd fra sola, og for å begrense utsikt og innsyn. Foto: Elisabeth Sperre Alnes Foto: Jiri Havran Bevisst plasserte vinduer. Flere bilder fra Villa Stoknes: Dagslys ved foten av trappa gir tydelig orientert trafikksone. Daglys og utsyn ved kjøkkenbenken og gjennomlys i gangsonen. Et rom som åpner seg i en retning og har en definert ”rygg”, er behagelig å oppholde seg i og kan møbleres på en god måte. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Dagslysfaktoren Dette er dagslysfaktoren Dagslysfaktoren DF er definert som forholdet mellom belysningsstyrke innendørs på et horisontalt plan og samtidig belysningsstyrke på en horisontal flate ute, med fri horisont og jevnt overskyet himmel. Himmelkomponent Utereflektert komponent Innereflektert komponent Dagslysfaktoren gjelder bare for diffust lys utendørs, det vil si i overskyet vær. Med skyfri himmel kan mengden dagslys bli både høyere og lavere, avhengig av hvor mye været avviker fra dagslysfaktorens forutsetninger. Dagslysfaktoren består av: • Diffus stråling fra himmelen er lyset som kommer direkte fra uskjermet himmel. • Utereflektert komponent er reflektert lys fra omgivelsene. • Innereflektert komponent er reflektert lys fra tak, vegger og gulv. Gjennomsnittlig dagslysfaktor er gjennomsnittet av dagslysfaktoren i et rom. I boliger skal kravet til dagslys verifiseres enten ved beregning som bekrefter at gjennomsnittlig dagslysfaktor i rommet er minimum 2 %, eller ved at rommets dagslysflate utgjør minimum 10 % av bruksarealet. SINTEF Byggforsk anbefaler imidlertid en nedre grense på 2,5 %, som er nærmere 10-prosentregelens nivå som gir høyere dagslysfaktor enn 2 %. Arbeidsplasser som bare skal belyses med dagslys, bør ha en gjennomsnittlig dagslysfaktor på 5 % på arbeidsplanet for å få en alminnelig god belysning. Ifølge teknisk forskrift (TEK) skal rom for varig opphold ha vinduer, utsyn og tilfredsstillende tilgang på dagslys. TEK åpner for at enkelte rom kan få tilfredsstillende dagslystilgang og utsyn fra åpninger mot andre rom eller ved overlys. Veiledningen til TEK presiserer at stue, kjøkken, soverom og arbeidsrom, samt arbeidsrom og spiserom i arbeidslokaler, er rom for varig opphold. Andre rom kan også komme inn under betegnelsen rom for varig opphold, for eksempel undervisningslokaler og oppholdsrom i barnehager. 115 116 Kapittel 4 – Innemiljø Beregningsmetoder for dagslysfaktoren Vi har fire aksepterte metoder for å beregne dagslysforholdene i et rom: • beregne gjennomsnittlig dagslysfaktor i bygninger ved hjelp av kurver, utviklet av Byggforsk. • bruk av dataprogram for å beregne gjennomsnittlig dagslysfaktor. • beregne glassarealet etter svensk standard SS 914201. • minst 10 % glassareal i forhold til gulvarealet, forutsatt begrenset horisontavskjerming. Balkonger teller med i gulvarealet. Byggforskserien Byggdetaljer 421.626 Beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor og glassareal 4,4 4,0 3,6 3,2 Gjennomsnittlig dagslysfaktor REFERANSE Her vil vi så vidt komme innom den første metoden, som går ut på å beregne dagslysfaktoren ved hjelp av kurver, og hvordan denne metoden kan korrigeres for ulike glasstyper og lystransmisjon. SINTEF Byggforsk har utviklet en kurve som viser sammenhengen mellom forholdet glassareal/gulvareal i et rom og gjennomsnittlig dagslysfaktor i rommet. Kurven forutsetter at man har fri sikt fra vinduet til himmelen. Når noe skygger for himmelen, betyr det at vinduet gir utsyn til en mindre del av himmelen, og mindre av himmelens lys faller inn gjennom vinduet. SINTEF har derfor utviklet korreksjonsfaktorer til dagslysfaktoren for ulike typer skygge, det vil si for skyggeeffekter fra balkong over vinduene, lysgraver med forskjellig størrelse, støttemur foran vinduene og avskjermet horisont. Som vi ser fra kurven, gir 10 % glassareal i forhold til gulvareal en DF på omtrent 2,8. Dette er litt høyere enn minimumskravene i TEK. SINTEF Byggforsk anbefalinger på en nedre grense på 2,5 % er nærmere 10-prosentregelens nivå. Verdiene baserer seg på bruk av tolags energiglass med en lystransmisjonsfaktor på 80 %. Har glasset en annen lystransmisjon, må vi korrigere for dette. Gjennomsnittlig dagslysfaktor er proporsjonal med lystransmisjonen. Hvis vi bruker et trelags glass med 70 % lystransmisjon, må vi korrigere verdiene for gjennomsnittlig dagslysfaktor vi kan lese av fra kurven. Hvis forholdet mellom glassarealet og gulvarealet for eksempel er 10 % og vi bruker trelags glass i stedet for tolags glass, må gjennomsnittlig dagslysfaktor korrigeres med 70/80 = 0,875 * 10 % = 8,75 %. Fra å ha en dagslysfaktor på rundt 2,8 er den nå redusert til 2,5. 2,8 2,4 2,0 1,6 1,2 0,8 0,4 0 0,0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 Gjennomsnittlig dagslysfaktor som funksjon av forholdet mellom glassareal og gulvareal. Kurven er beregnet for tolags glass med lystransmisjon 80 %. • • Tykkere yttervegger reduserer også dagslystilgangen Bruk av tre-lags tre lags ruter (to belegg) i lavenergi – og passivhus Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET reduserer dagslystilgangen med min. 10 % sammenlignet med tolags ruter (ett belegg) 117 – Utfordrende f ((nesten umulig)) å oppfylle f dagslyskravene i boliger med mye utvendig skjerming (typisk boligblokker med svalganger, utvendig heis og trappeløp, og motstående boligblokker) Vindustype og veggtykkelse påvirker dagslysfaktor Dagslysfaktor ROM 3 x 5 x 2 2,5 5 ett vindu i den kortere veggen veggen, Aglass/Agolv = 20% Veggtykke lse LystransmiLystransmi sjon DFgj 0º skjerming DFgj 20º skjerming DFref 0º skjerming Rgolv Rvegg Rtak DFref 20º skjerming 25cm 81% 3,1 2,5 1,7 1,2 25 25cm 77% 29 2,9 24 2,4 16 1,6 1 15 1,15 25cm 71% 2,7 2,2 1.5 1,1 25cm 64% 2,4 1,9 1,3 1,0 25cm 50% 1,8 1,5 1,0 0,9 35cm 81% 2,8 2,3 1,6 1,15 35cm 77% 2,7 2,1 1,5 1,1 35cm 71% 2,4 2,0 1,4 1,0 35cm 64% 2,2 1,75 1,2 0,9 35cm 50% 1,7 1,35 1,0 0,7 45cm 81% 2,6 2,1 1,5 1,1 45cm 77% 2,5 2,0 1,4 1,05 45cm 71% 2,3 1,8 1,3 0,95 45cm 64% 2,0 1,6 1,1 0,85 45cm 50% 1,5 1,2 0,9 0,65 Dagslysfaktoren reduseres med antall glass og andre tiltak for å redusere U‐ verdien. En viktig faktor i beregning av dagslysfaktoren er glassarealets lystransmisjon. Denne henter vi fra datablad for angitt glasstype. Tonet glass kan ha lystransmisjon helt ned mot 50 %, mens klart glass kan ha lystransmisjon over 80 %. Glassets lystransmisjon vil variere med graden av overskyethet. Til praktiske formål er det vanlig å bruke 80 % lystransmisjon for tolags glass og 70 % lystransmisjon for trelags glass. Tallene gjelder for overskyet vær. Det er derfor viktig at vi etterspør data 0,2 0,5 07 0,7 for lystransmisjonen når vi planlegger bygninger, og spesielt hvis det planlagte bygget ligger på grensen av hva som gir tilstrekkelig dagslys. Det samme gjelder dersom vi planlegger aktiv bruk av dagslys som en av strategiene for å redusere behovet for kunstig belysning. Beregninger viser at dagslysfaktoren påvirkes av veggens tykkelse: jo desto tykkere vegg, desto lavere dagslysfaktor. Hvordan man forenklet kan vurdere dette, er foreløpig ikke utredet. Foreløpig bør vi derfor sørge for at vi er på den sikre siden når det gjelder tilstrekkelig vindusareal i forhold til dagslysforholdene. INNVIRKNING AV FASADEDESIGN PÅ DF Simulert dagslysfaktor i forhold til veggtykkelse og glasstype for rom på 4 m · 4 m · 3 m, vegger Alternativ A Alternativ B Alternativ D med 15 cm mineralull, vindu på 1,5 m · 2,5 m med tolags klart glass og lystransmisjon 80 %. Alternativ A. B. Belysningsstyrke (lux) påAlternativ en horisontal flate 80 Gjennomsnittlig Samme rom, med 40 cm dagslysfaktor DFgj = 2,6 % termisk isolasjon i veggene. Belysningsstyrke utendørs: 10 000 lux. DFgj = 2,0 % D. cmAlternativ over golvet. Samme rom, solbeskyttende glass (for eksempel Suncool 50/25). DFgj = 1,07 % KILDE Barbara Matusiak ved Institutt for byggekunst, form og farge, NTNU: "Dagslys: finnes det et optimalt nivå?", Norsk bygningsfysikkdag 2011 118 Kapittel 4 – Innemiljø Bruk av overlys Strinda administrasjonsbygg Å montere overlys er effektivt for å bedre dagslysforholdene. Dette er gjerne aktuelt i dype bygninger, der vinduer i yttervegg ikke gir tilfredsstillende dagslysforhold alene. Overlys er først og fremst aktuelt i de øvre etasjene av en bygning. Vi kan med fordel bruke det i forbindelse med atrier og gjerne i kombinasjon med vinduer i yttervegg og innervegger i glass. Overlys har ofte fri tilgang på dagslys, siden det er færre skjermende elementer over en bygning enn ved siden av. Overlys fordeler dagslys i rommet bedre. Statnetts administrasjonsbygning på Statsbyggs administrasjonsbygg på Strinda har overlys over det sentralt plasserte atriet. Foto: Rambøll Norge. Strinda har overlyselementer over et åpent, sentralt plassert atrium. Funksjoner som kontorlandskap og kantine forsynes med dagslys fra disse. I tillegg har cellekontorer langs bygningens yttervegger vinduer i fasadene og innervegger i glass. Da får også cellekontorene dagslysbidrag fra overlyset, og via cellekontorer når dagslys også til kjernen av bygget. Helning og orientering er valgt for å utnytte dagslyset best mulig samtidig som man ønsker å unngå direkte solinnstråling. Glassflatene er orientert mot nord med en helning på ca. 30 grader. Innbyrdes avstand og høyde er optimalisert for å hindre skyggevirkninger, opphoping av snø og annet. Overlysene er orientert mot nord for å få maks lys uten fare for overoppheting. Den sentrale delen av bygget blir opplyst via overlyset. Kunstig belysning blir regulert og tilpasset etter dagslysinnstrålingen, noe som senker behovet for kunstig belysning og dermed også energibehovet til belysning. Beregninger viser at arbeidsplassene bak de røde hyllene på bildet kan oppnå over 7 % dagslysfaktor. Åpne kontorløsninger og glass i skillevegger bidrar til økt dagslys og bedre arbeidsforhold for de ansatte. Dette har redusert behovet for energibruk til belysning, og styring av lys via tilstedeværelsessensor og lux-måler styrer behovet for kunstig lys mye mer fornuftig. Prosjektering av passivhus 119 LAVENERGIPROGRAMMET Fasader og solavskjerming Skissene viser forskjellige simuleringer som er utført for utforming av fasader og solavskjerming for det nye kontorbygget for Norsk Institutt for Naturforskning (NINA) i Trondheim, et kontorbygg på passivnivå. Øverst ser vi hvordan dagslys kan bevares når vi har behov for solavskjerming. En reflekterende lyshylle reflekterer lyset innover i lokalet samtidig som en utvendig skjerm beskytter mot direkte solinnstråling/blending. For å oppnå en høyere gjennomsnittlig dagslysfaktor må dagslyset komme lenger inn i rommet. Dette kan vi oppnå via reflektorer sammen med refleksjon i taket. Slik får vi bedre dagslysfordeling selv når solav- skjermingen er nede. Til venstre ser vi beregnet dagslysfaktor for et plan. Skissen viser tydelig økt dagslys ved fasader (rød farge), og blå farge indikerer lavere dagslysfaktor lenger inn. Figuren nederst til høyre viser solbelastning på omgrensende flater. Denne analysen utført med Ecotect viser fordeling av solbelastning og utnyttelse av utstikk som kan bidra til solavskjermingen. Modellen er brukt for å vurdere hvilke fasader som har størst behov for solavskjerming. Ved å bruke vertikale finner kan man ha solskjermingen nede litt kortere perioder fordi slik finner skaper en forsinkelse. NINA, simuleringer 120 Kapittel 4 – Innemiljø Glass som lagrer varme Marché International i Zürich er Sveits' første nullenergi kontorbygg. Det har 50 arbeidsplasser og var ferdigstilt i 2007. Taket er dekket med solceller som i løpet av året produserer nok strøm til å dekke byggets behov. Strømnettet fungerer som batteri ved at bygget leverer overskuddsstrøm om sommeren, og tilsvarende mengde tas ut igjen om vinteren eller når sola ikke skinner. Delvis gjennomsiktige (translucent) materialer er plassert i deler av vindusfeltene. Disse såkalte faseendringsmaterialene (phase change materials, PCM) lagrer varme ved høye temperaturer fordi de smelter, og frigjør denne energien når temperaturen synker til et visst nivå og materialene størkner. De delvis gjennomsiktige materialene fra GlassX gir diffust dagslys og dekkes ikke av persienner ved direkte sollys som Hovedkontoret til Marché International er Sveits' første nullenergi kontorbygg. Foto: Willy Kracher, Zürich de andre vinduene. Beregninger viser at slike materialer bidrar til å holde innetemperaturen jevnere enn uten slike. De tilsvarer omtrent det å bruke tunge materialer, men har den fordelen at de slipper inn en del dagslys. Erfaringene så langt er gode, spesielt for dagslys og solavskjerming. Det store, norske forskningsprosjektet ZEB testet i 2012 et tilsvarende produkt fra GlassX, et vindu med integrert faseendringsmateriale(PCM) og solskjerming. Testløsningen er bygd opp, og forsøkene er nå godt i gang. Målingene er planlagt og utføres som en del av ZEBs "WP-2: Climate adapted; Low energy envelope technologies", hvis hovedformål er å undersøke termiske og optiske egenskaper sammenlignet med konvensjonelle vinduer. Fasaden mot sør har delvis gjennomskinnelige faseendringsmaterialer i deler av vindusfeltene. Foto: Anne G. Lien. De delvis gjennomsiktige faseendringsmaterialene bidrar til å holde jevn innetemperatur. Foto: Anne G. Lien. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Todelt løsning ved passivhus-skole i Østerrike Skolens fasade har todelt vindu hvor den nederste delen er trukket inn og får overheng. Fasaden ligger her i skyggen. Både øst- og vestfasade har denne løsningen. Ved at løsningen er todelt kan den øverste delen skjermes for sola når det er behov, mens den inntrukne delen ikke trenger solskjerming siden den blir skjermet av den øverste delen. Dette sikrer dagslys på arbeidsplassene mot vinduene samtidig som de er skjermet fra direkte sollys. Foto: Anne G. Lien. Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Hva er den viktigste årsaken til at en del passivhus blir for varme om sommeren? 2. Er det stor forskjell på innetemperatur i passivhus, TEK10-hus og 70-tallshus som har vinduslufting og/eller solskjerming og lette konstruksjoner? 3. Hvilke tre steg er de viktigste for å unngå overtemperaturer i passivhus? 4. Hva påvirker risiko for muggvekst? 5. Hvilke forholdsregler bør du ta for å unngå problemer med uttørking av byggfukt? 6. Hva bør dagslysfaktor for et passivhus være? 121 122 Kapittel 5 – Byggeprosessen Byggeprosessen – veien til et fuktsikkert og tett bygg I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Fuktsikring på Marienlyst skole, Drammen, under telt Lavt lekkasjetall, BlowerDoor Dette kapittelet beskriver flere ulike framgangsmåtene for å unngå byggfukt og gir eksempler på bygg hvor de ulike framgangsmåtene har blitt brukt. I den andre delen av kapittelet får du en innføring i hvordan du bør måle tettheten i bygget, og hvordan du skal unngå luftlekkasjer. Begrense fukt i bygg Å sikre bygget mot fukt og luftlekkasjer er viktig i alle bygg, men er spesielt viktig å være oppmerksom på i prosjektering av passivhus. God kvalitetssikring av byggeprosessen er en forutsetning for at resultatet skal bli bra. Det er viktig å sikre bygget mot fukt både i løpet av byggeprosessen og etter at bygget er tatt i bruk. Kravet til lekkasjetall på 0,6 oms per time er noe strengere enn kravet i TEK10, men erfaringen viser at dersom byggeprosjektet har fokus på god håndverksmessig utførelse i tillegg til gode detaljer, vil dette ikke være noe problem å innfri. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET HUSK: • Oppbevar materialer tørt og beskyttet mot nedbør. • Før isolasjon må fuktinnholdet i treverket være så lavt som mulig (godt under 20 vektprosent). • Vindsperre med lav dampmotstand: – Sd ≤ ca. 0,2 m – fordel med en viss evne til kondensopptak • Monter dampsperren umiddelbart etter isolasjon. – ingen oppvarming før dampsperren er på plass og etter isolasjon Matrise for risikovurdering av fukt i passivhus Økt risiko for fukt i passivhus: 1. Kan akkumulere mer fukt. 2. Gir kaldere ytre deler av konstruksjon som i sin tur gir høyere relativ fuktighet. 3. Tregere uttørking av konstruksjonene. ÷ + Redusert risiko for fukt i passivhus: 1. Nye byggemetoder som gir tørt bygg. 2. Nøyere kvalitetssikring av prosjekte ring og bygging. 3. Nye materialer, komponenter og systemer for å bygge fuktsikkert. Redusert risiko for fukt i passivhus: 1. Kontrollert og effektiv ventilasjon. 2. God lufttetthet hindrer fuktinntrengning i konstruksjon. 3. Høye overflatetemperaturer og neglisjerbare kuldebroer eliminerer risikoen for innvendig kondens. + ÷ Tradisjoner som øker risikoen: 1. Oppføring av bygg (utendørs). 2. Liten tradisjon for kvalitetssikring. 3. Mye ustabil arbeidskraft som gjør systematisk opplæring vanskelig. Unngå å bygge fukt inn i konstruksjonen Det er fire prinsipper for å unngå å bygge fukt inn i konstruksjonen. Hvilket prinsipp man velger, avhenger av flere forhold, blant annet ønsket ferdigstillingsgrad og framdriftsplanen for byggeprosjektet. Tidspunkt på året, hvilket klima det er i området, og krav og forventninger til de utførende kan også ha betydning for valg av prinsipp. 123 124 Kapittel 5 – Byggeprosessen Fire prinsipper for å unngå byggfukt: 1. 2. 3. 4. prefabrikkering – og værvarselbygging å bygge vind- og værtett å bygge under telt eller overdekkede stillaser å bruke uorganiske materialer 1. Prefabrikkering Ved prefabrikering er elementene ferdigstilt i en eller annen grad når de ankommer byggeplassen. Som et minimum er vindsperre og utvendig kledning ferdig montert. I noen tilfeller er også vinduene ferdig montert, noe som er en fordel der det er fare for slagregn (horisontal nedbør). Etter at elementene er kommet til byggeplassen, er det nødvendig å montere etasjeskiller for en eller flere etasjer før taket monteres. Dette må skje mens det er oppholdsvær og med mange tømrere tilstede slik at arbeidet kan skje raskest mulig. Utfordringen ved dette prinsippet er at det kan være vanskelig å planlegge framdrift i byggeprosjektet, særlig i områder med mye nedbør. En kombinasjon av prefabrikkering og delvis overdekning er derfor kanskje mer å foretrekke. 2. Å bygge vind- og værtett Å bygge vind- og værtett er den tradisjonelle norske metoden for å sette opp et bygg. Metoden innebærer å sette opp råbygget, for så å tette tak og vegger mot vær og vind. Etter uttørking kan konstruksjonen isoleres og tettes innvendig. Etter at bygget er lukket, tørker man det enten med naturlig lufting eller bruker byggtørker. Dette prinsippet forutsetter at man bygger utenfra og inn. Tørketiden kan være utforutsigbar, og forbruket av elektrisitet til tørking kan bli høyt. 3. Å bygge under telt Å bygge under telt eller annen form for enklere værbeskyttelse (WPS – Weather Protection System) er trolig den beste måten å sikre bygget fra fukt. Bruk av telt eller værbeskyttelse er en forutsetning dersom man benytter konstruksjoner som isoleres fra innsiden og utover. Dette er for eksempel massivtrekonstruksjoner med utvendig isolasjon eller dobbeltvegger med bæring på indre vange. Ved å bygge under telt har man et kontrollert klima. Å lagre materialene inne i teltet gir mulighet for bedre kvalitetssikring enn ved daglig tildekking/avdekking med presenninger. Det er også mindre sannsynlig å få stopp i produksjonen fordi materialene ikke er tørre nok. Dette gir en mer forutsigbar prosess, med færre uforutsette kostnader og opphold på grunn av været. Komforten for håndverkerne, særlig vinterstid, er også et pluss. Prosjektering av passivhus 125 LAVENERGIPROGRAMMET Bruk av telt eller værbeskyttelse er en forutsetning dersom man benytter konstruksjoner som isoleres fra innsiden og utover. Foto: Hilde Kari Nylund Å bygge under telt har en rekke fordeler: Tysk definisjon: • god sikring mot fukt • bedre arbeidsmiljø ved at håndverkerne er beskyttet mot vær og vind • reduserte kostnader til eventuell snørydding • mindre tid til tørking av bygget • færre uforutsette kostnader ... men også noen ulemper: • høye temperaturer i teltet på varme sommerdager –– så husk å sikre gode luftemuligheter • utfordringer knyttet til levering av materialer med kran –– så planlegg logistikken godt og vær bevisst ved valg av telt HUSK: Det er nødvendig å gjennomføre fuktmålinger for å dokumentere at bygget har et forsvarlig fuktnivå før konstruksjonen lukkes. • høyere riggkostnader enn prosjekter uten Bildet viser et dekke av massivtreelementer ved NINA bygget på Gløshaugen i Trondheim lagt utover. Hvordan ville disse sett ut dersom de bare hadde vært tildekket med presenning i et par måneder? Det skal ikke mer enn en liten lekkasje til før man får skader, med påfølgende utskifting, kostnader, forsinkelser… 126 Kapittel 5 CASE – Byggeprosessen Ranheimsveien 149 Elementer i massivtre må beskyttes mot nedbør for å hindre misfarging, krymp osv. Værbeskyttelse (WPS) må planlegges nøye mht. behov for tilgang med kran osv. Ranheimsveien 149 har yttervegger bygd opp av massivtreelementer / isolert bindingsverksvegg med utvendige plater av OSB. Rockwool flexveggsystem ble montert mot OSB. Utvendig lekter/kledning ble hengt opp ved raft, med kun punktinnfesting i veggflaten forøvrig. Når man velger en slik oppbygning, vil man bygge veggen innenfra og ut, noe som medfører at den kritiske tidsperioden hvor man ikke ønsker nedbør, blir lengre. Nedbør er uønsket før veggen er ferdig med utvendig kledning når man benytter dette systemet. Man bør derfor benytte WPS. Flexveggsystemet krever et WPS-system fordi man bygger fra innerste til ytterste sjikt, og store deler av veggen er dermed eksponert for regn og nedbør. Storøya grendesenter i Bærum kommune Storøya grendesenter er bygget under telt. Dette var et av de første prosjektene i Norge som brukte slik værbeskyttelse. Takseksjoner kan flyttes slik at man sikrer tilgang til hele bygget for å kunne heise inn materialer osv. Et eget snekkerteam hadde ansvaret for bygget. De hadde meget gode arbeidsforhold til tross for at arbeidet pågikk midt på vinteren med streng kulde og mye snø. Prosjektering av passivhus 127 LAVENERGIPROGRAMMET Kontorbygg i Trondheim Norsk institutt for naturforskning, NINA, bygger nytt kontorbygg på Gløshaugen i Trondheim. Fordi bygget er et passivhus med tykkere konstruksjoner og dekker av massivtre, er det nødvendig med telt. WPS-systemene kan gi spesielle utfordringer med hensyn til logistikk og montering av store bygningsdeler. Utviklingen av WPS har imidlertid gått fort de siste årene, og det kommer flere og flere gode systemer og løsninger på markedet. Dette har også ført til bedre priser for leie av WPS-systemer. 4. Bruk av uorganiske materialer Mange passivhus i Tyskland blir bygget i mur eller betong og isolert utvendig med plast. Husene bygges vanligvis på byg- geplassen. Ettersom uorganiske materialer tåler fukt, er dette også et prinsipp som kan benyttes for å hindre fukt i konstruksjonen. CASE Det første passivhuset i Darmstadt, bygget i 1991. Foto: Passivhaus Institut 128 Kapittel 5 – Byggeprosessen Hvordan unngå kondens Når bygget er ferdig utvendig og fukten i bygget har et lavt nok nivå til at man kan begynne å isolere konstruksjonene, må man påse at konstruksjonene ikke påføres fukt fra innsiden. For å unngå kondens er det viktig at bygget ikke varmes opp etter at arbeidet med å isolere er påbegynt og før dampsperren er på plass. Om sommeren kan sola bidra til at bygget har høyere temperatur innendørs. Dette vil gi samme effekt. Dampsperren bør derfor monteres umiddelbart etter montering av isolasjonen. De mest kritiske stedene for dampsperren er i overgangene/skjøtene. For å redusere risikoen for kondens på de mest utsatte stedene er kontinuerlig innvendig dampsperresjikt å foretrekke. Der HUSK • Det er viktig med kontinuerlig innvendig dampsjikt. • Dampsperre monteres umiddelbart etter isolasjon. –– NB! Ingen oppvarming etter isolasjon og før dampsperre er på plass. • Hindring av fuktkonveksjon er viktigst, men innvendig dampsjikt må være ti ganger så tett som utvendig vindtettsjikt (diffusjon). • Dampsjiktet må prosjekteres på forhånd og kvalitetssikres på byggeplassen. dette ikke er praktisk mulig, er det viktig med gode overganger og klemming av dampsperreskjøtene. For at håndverkeren skal slippe å ta eventuelle avgjørelser knyttet til dampsperren på byggeplassen, er det viktig at også dampsperresjiktet prosjekteres, og at det foretas nøye kvalitetssikring på byggeplass. Finner man hull/rifter i dampsperren, må denne repareres før lukking. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Oppsummering – fukt i bygg 4. Bruk løsninger med god uttørkingsmulighet. 3. Unngå fukt i konstruksjonene. 1. Sikre en tørr byggeprosess. 2. Fjern fukt med effektiv ventilasjon. 1. Sikre en tørr byggeprosess Å sikre en tørr byggeprosess uten innebygd fukt i bygget er et godt utgangspunkt for å holde konstruksjonen tørr. 3.Unngå fukt i konstruksjonene Ved bruk av dampsperre unngår vi fuktinntrengning i konstruksjonene. 2. Fjern fukt med effektiv ventilasjon Ved å holde fuktnivået i inneluften lavt reduseres risikoen for å tilføre fukt ut i ytterkonstruksjonene. Dersom det skulle være en rift i dampsperren, fungerer det dessuten som en ekstra forsikring. Dette gjelder spesielt våtrom hvor det over tid vil være store mengder vann mens bygget er i bruk. Her vil lavt fuktnivå i inneluften ivaretas gjennom normal bruk av ventilasjonsanlegget. 4. Bruk løsninger med god uttørkingsmulighet Om det likevel skulle komme fukt ut i konstruksjonene, er det en fordel å bruke løsninger med god uttørkingsevne. Dette er for eksempel dampåpne vindsperreprodukter, og da gjerne med en viss evne til å ta opp kondens. 129 130 Kapittel 5 – Byggeprosessen Luftlekkasjer og tetthetsmåling Gode detaljer og nøyaktig utførelse er en forutsetning for å oppnå det relativt strenge kravet til luftlekkasjer i passivhus. lekkasjetallet n50 ≤ 0,6 [m3/m3 h] ved 50 Pa trykkforskjell n50 = målt luftlekkasje volum 1400 1200 1000 Luftlekksje, m³/h NS 3700 stiller strenge krav til lufttetthet: 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Trykkforskjell, Pa Volum = bruksareal x romhøyde Alle mål tas mellom innvendige overflater i ferdig bygning Måling av lekkasjetall Lekkasjetallet dokumenteres gjennom måling. Det er mulig å benytte to målemetoder, standardisert målemetode og forenklet målemetode. Begge metodene krever bruk av utstyr. I tillegg vil du trenge programvare som installeres på en PC for å styre målingene og lagre måleresultatene. Volumet som benyttes i beregningen av lekkasjetallet, er det samme volumet som benyttes i energiberegningene. Standardisert målemetode Ved trykktesting skal det brukes en kunstig vifte som skaper et under- eller overtrykk. Byggets lekkasjetall måles med såkalt blower door-utstyr, og gjøres i henhold til NS-EN 13829 [16]. Med denne typen måleutstyr måles lekkasjetallet med 50 pascal trykkforskjell over klimaskjermen og med både over- og undertrykk slik det anbefales i standarden. LES MER: NS 3031: 2007/ Amd 1:2010 Endringsblad til NS3031 Standardisert målemetode Forenklet målemetode Prosjektering av passivhus Forenklet måleutstyr Det er også kommet forenklet måleutstyr på markedet. Dette er utstyr som egner seg godt til å finne lekkasjepunkter i byggefasen (når lufttettesjiktet er på plass) i og til ferdigkontroll. Dette måleutstyret måler også i henhold til NS-EN 13829, men kun med undertrykk. 131 LAVENERGIPROGRAMMET Valg av metode Forenklet måleutstyr brukes ofte av mindre byggfirmaer og byggelag (på større prosjekter) for både egenkontroll og ferdigkontroll, mens blower door-målinger i henhold til NS-EN 13829 vanligvis brukes av spesialiserte firmaer som "as built"-kontroll (før innflytting). Praktisk gjennomføring av målinger Vi anbefaler å gjennomføre minst to målinger, en gang underveis i byggeprosessen og etter ferdigstillelse. Før du starter å måle, er det viktig å gjøre en del forberedelser. HUSK: På store bygg kan man bruke en manuell metode og byggets eget ventilasjonsanlegg. Dermed kan man måle mye større volumer, men dette krever god kunnskap om luftteknikk og tekniske anlegg. REFERANSE 720.035 Måling av bygningers lufttetthet. Trykkmetoden Før måling 1. Gå over bygget visuelt for å sjekke at det ikke er noen synlige feil og mangler som vil medføre unødvendig høyt lekkasjetall. Tett der det er nødvendig før lekkasjemålingen starter. 2. Deretter er det viktig å lukke alle dører og vinduer. Dette kan virke banalt, men er en typisk nybegynnerfeil. Gi også beskjed til de som jobber på bygget, at nå starter målingene, slik at man unngår trafikk gjennom dører. 3. Gjennomføringer tettes midlertidig med plast eller tape for å unngå at det kommer luft gjennom disse når målingene utføres. Kontroll underveis i byggeperioden Ved å måle underveis i byggeperioden har man mulighet til å utbedre store lekkasjepunkter. Det er hensiktsmessig å måle etter at alle gjennomføringer er ferdige. Vinduer må være satt inn og tettet rundt. Hvis alle gjennomføringer er på plass ved måling, kan man forvente at lekkasjetallet blir lavere ved ferdigstillelse siden dampsperren også bidrar noe i forhold til luftlekkasjer. Allerede ved vindsperrefasen bør lekkasjetallet være under 0,6 h-1 for å være sikker på at lekkasjetallet ved ferdigstillelse fortsatt er under 0,6 h-1. Under ferdigstillelse må det også være fokus på vindtetting, og det er viktig å påse at det ikke oppstår rifter i vindsperren på grunn av uhell med utstyr på byggeplassen. Lekkasjesøk innebærer at det er høyt undertrykk slik at lekkasjepunkter kjennes bedre. Jo kaldere det er ute, desto enklere er det å kjenne lekkasjene. Man kjenner faktisk også eventuelle lekkasjer når det er varmt ute også, men i enkelte tilfeller kan det da være nyttig å bruke røyk. Bruk da røykampuller og ikke fyrstikk! Kontroll etter ferdigstillelse Kravet i NS 3700 gjelder ved ferdigstillelse av bygget. Det er derfor viktig at lekkasjetallet dokumenteres ved måling. Det er da viktig at det utarbeides en egen målerapport. En slik målerapport genereres fra måleprogrammet. Huskeliste før måling • Se etter at alle skjøter og alle gjennomføringer er utført. • Lukk all dører og vinduer. • Tett alle gjennomføringer midlertidig. • Varsle alle på byggeplassen om målingen. 132 Bruk av røyk og overtrykk er en effektiv metode for lokalisering av luftlekkasjer og interne lekkasjer i bygget. NB! Kun godkjente røykprodukter må benyttes. Kapittel 5 – Byggeprosessen Termografering En termografisk undersøkelse i kombinasjon med trykksetting av bygget er en effektiv metode for visuelt å avdekke hvor eventuelle lekkasjer er. Termogrammene viser også områder som er dårligere isolert enn områdene for øvrig. Termografering krever tilstrekkelig differanse mellom ute- og innetemperatur. Det er ofte nødvendig å varme opp bygget over natten. Jo større differanse mellom ute- og innetemperatur, desto bedre blir den termografiske undersøkelsen. En undersøkelse i vinter- eller høsthalvåret er derfor å foretrekke. Bildene er fra en passivhusbarnehage. Foto: Rambøll Norge AS. Prosjektering av passivhus 133 LAVENERGIPROGRAMMET CASE Typiske feil og avvik Mangelfull tetting og fuging av vindsperre Termogrammet viser betydelig trekk ved dørterskelen. Trekkmålingen viser 0,5–1,0 m/sek. langs hele terskelen. Dette forholdet ble straks utbedret dels ved justering av dørblad, justering av dørpumpe og montering av tettelist (Storøya Grendesenter barnehage, 2009). Termogrammet viser betydelig trekk av underkjølt luft fra ”skjørt” over vindu (Storøya Grendesenter barnehage, 2009). Utettheter rundt dørkarm. Mangelfull fuging og tetting av vindsperre (Storøya Grendesenter barnehage, 2009). 134 Kapittel 5 CASE – Byggeprosessen Typiske feil og avvik Trekk gjennom koblingsbokser og trekkerør Koblingsbokser og trekkerør gjennom ytterveggen kan skape luftlekkasjer, også i selve trekkerøret, spesielt gjennomgående føringer til persiennestyringer, antennekabler og telekabler (Ranheimsveien 149, Trondheim, 2010). Hjørner Hjørner ved vinduer og dører er svært utsatt for punktlekkasjer (Storøya Grendesenter barnehage, 2009). Trekk gjennom ventilasjonsanlegget Trekk gjennom ventilasjonsanlegget. Prosjektering av passivhus 135 LAVENERGIPROGRAMMET CASE Typiske feil og avvik Luftlekkasje i glasslist En nøyere kontroll kan avdekke feil og avvik ved blant annet vinduer og dører. Bildet viser en luftlekkasje i glasslisten. Dette er en reklamasjonssak fordi vanntettingen også kan være svekket. Oppstartsmøte før bygging Et oppstartsmøte før bygging der man kort går gjennom de viktigste prinsippene for passivhus og hva man bør være ekstra oppmerksom på, kan være nyttig. På møtet bør de utførende og gjerne sentrale underentreprenører som elektrikere, rørlegger og eventuelt murere delta. På møtet bør man gå gjennom de løsningene som er annerledes enn det de utførende er vant til fra før. Dette kan for eksempel være hvilken veggkonstruksjon som skal benyttes, og om det er noe man bør være oppmerksom på i forhold til denne. Hvordan sette inn vinduene, kan være et annet tema hvor det er viktig å ha fokus på å sikre en god vind- og vanntett utførelse. Det er viktig å sette av tid til å diskutere viktige detaljer, mulige problemer som kan oppstå, og om detaljene er mulige å bygge. Hvis ikke, må det utarbeides nye detaljer slik at man unngår at detaljene løses underveis på byggeplass uten noe form for dokumentasjon. Det er også viktig å ha fokus på høy kvalitet, og da spesielt i forhold til løsninger som har betydning for vind- og fuktsikring. Det kan derfor være nyttig å ha korte møter, for eksempel ved oppstart hver uke, der man minner om viktige detaljer og gir mulighet for spørsmål og kommentarer. Underentreprenørene er svært viktige når det gjelder å oppnå de høye kvalitetskravene i passivhus, og kan derfor med fordel være med på disse møtene. Og sist, men ikke minst – avklar hvem som har ansvaret for hva. Hvem skal for eksempel foreta tetting mot vindsperre og dampsperre? Aktuelle temaer for et oppstartsmøte: Hva innebærer det å bygge passivhus? • uvante løsninger • fukt • luftlekkasjer Gjennomgang av uvante løsninger • veggen inkl. isolasjon • innsetting av vinduer inkl.w tetting Diskuter viktige detaljer • er de byggbare? Vindtetting • vindsperre • overganger • gjennomføringer • produkter Dampsperre 136 Kapittel 5 – Byggeprosessen Underentreprenørene Underentreprenørenes arbeid er svært viktig når det gjelder å oppnå et godt resultat i forhold til luftlekkasjer og god fuktsikring. Det er derfor viktig at disse er gjort kjent med og har fokus på sine ansvarsområder. Gjennomføringer Alle gjennomføringer som skal gjennom vindsperre, må være på plass i vindsperrefasen og ikke ettermonteres etter at dampsperre og isolasjon er montert. Dette krever detaljert prosjektering. Tett inne i trekkerørene For å unngå luftlekkasjer gjennom trekkerørene som går gjennom vindsperre, tettes det inne i disse trekkerørene. Det er spesielt viktig at dette gjøres i hovedtrekkerørene. Unngå perforering av dampsperre i taket Det er viktig å unngå perforering av dampsperren i taket i størst mulig grad, siden det er her det er mest kritisk i forhold til fuktskader. Dette innebærer for eksempel at det ikke må benyttes downlights som perforerer dampsperre. Puss alle lettklinkerflater For mureren er det viktig at alle lettklinkerflater pusses slik at alle luftåpne flater poretettes. Dette gjelder både vegger, grunnmurskroner, vindussmyg og eventuelt piper. Enkelte leverandører leverer produkter som enten er ferdigslemmet eller har så tett porestruktur at dette ikke er nødvendig. Følg derfor leverandørens anvisning. Kvalitetssikring før neste skritt På samme måte som for andre godt gjennomførte byggeprosjekter tar alle et ansvar og gir beskjed om det er arbeid som må utbedres før en fortsetter. Dette gjelder selvsagt også i passivhusprosjekter. Dette gjelder så vel hovedentreprenør som underentreprenør. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Hva er den beste framgangsmåten for å sikre bygget mot fukt i byggeprosessen? 2. Hvordan kan du hindre at bygget ikke påføres fukt fra innsiden? 3. NS 3700 stiller strenge krav til lufttetthet. Hvor lavt må lekkasjetallet være i et passivhus? 4. Hvordan måler du tettheten i et bygg? 5. Kan du nevne noen typiske feil som skaper luftlekkasjer i et bygg? 137 138 Kapittel 6 – Ventilasjon Ventilasjon I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Passivhus må i praksis ha balansert ventilasjon eller avtrekksventilasjon med varmegjenvinning. Foto: Hilde Kari Nylund Passivhusstandarden stiller noe strengere krav til komponentene, men utover dette er det ikke stor forskjell mellom kravene til ventilasjon i et TEK10-hus og et passivhus. Temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinnere må være bedre i passivhus, og kanalnettet må utformes slik at det gir lavere trykktap. Aggregat og kanaler bør plasseres innenfor klimaskjermen. Boligbygg kan ha både sentral og desentral ventilasjonsløsning. Hva som er best, avhenger av en rekke faktorer i hvert enkelt prosjekt. Behovsstyring av ventilasjon kan gjøres enkelt og rimelig i boliger, og gode løsninger for behovsstyring kan spare mye energi i yrkesbygg. Ventilasjon i boliger SPF-FAKTOR SFP-faktoren (Specific Fan Power) er summen av vifteeffekten i kW (tilluft + avtrekk + eventuelle andre vifter) delt på luftmengden i m³. Krav til virkningsgrad på varmegjenvinner og til SFP-faktor for ventilasjonsanlegg betyr i praksis at passivhus må ha mekanisk ventilasjon – enten balansert ventilasjon eller avtrekksventilasjon med varmegjenvinner. Kontrollert ventilasjon er en forutsetning for å sikre godt inneklima i passivhus, siden de har minimalt med tilsiktet lufttilførsel gjennom utettheter. Ifølge standarden NS 3700 må gjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinnere i passivhus være minst 80 % per år. I tillegg krever standarden at SFP‐faktoren for ventilasjonsanlegget ikke er høyere enn 1,5 kW/(m³s). I prinsippet er det derfor liten forskjell på ventilasjonsanlegg i passivhus og i boliger prosjektert etter kravene i teknisk forskrift 2010 (TEK10), bortsett fra strengere komponentkrav for passivhus. Disse kravene betyr at vi i større grad må vektlegge energieffektive produkter og den fysiske utformingen av kanalnettet. Tre aktuelle varmegjenvinnere Varmegjenvinning av ventilasjonsluft er Prosjektering av passivhus noe av det mest effektive vi kan gjøre for å redusere energibruken i boliger uten at det er behov for ekstra byggetekniske tiltak. Med et mekanisk ventilasjonsanlegg ligger forholdene godt til rette for å gjenvinne varmen i luften i et passivhus, og det er selvsagt en fordel å gjenvinne mest mulig. Det finnes en god del ulike varmegjenvinnere på markedet, men ikke alle er like godt egnet til passivhus fordi de ikke tilfredsstiller komponentkravet på 80 %. Tre hovedtyper gjenvinnere er per i dag best egnet for passivhus, og vi går derfor gjennom fordeler og ulemper ved disse typene. Varmegjenvinnere egnet for passivhus Avtrekksluft Avkastluft Tilluft 1. Roterende varmegjenvinnere 2. Motstrømsvarmevekslere Uteluft Avtrekksluft Uteluft Tilluft Avkastluft Avkastluft Avtrekksluft Uteluft 3. Kammergjenvinnere Tilluft 1. Roterende varmegjenvinner Rotoren varmes opp av avtrekksluften, og denne varmen avgis til den kalde innkommende uteluften. Typiske virkningsgrader for roterende gjenvinnere er 70–85 %. De kan brukes både i små, desentrale aggregater og i store, sentrale aggregater. Illustrasjonene er entet fra boken Vannbaserte oppvarmingsog kjølesystemer David Zijdemans, Skarland Press 2012 Avtrekksluft Avkastluft • Uteluft I varme perioder kan vi regulere ønsket tilluftstemperatur ved å regulere rotasjonshastigheten på rotoren. • Avhengig av rotor‐ og materialutforming Tilluft kan gjenvinneren overføre noe fuktighet fra avtrekksluft til tilluft. Roterende gjenvinnere har også noen Roterende gjenvinnere har flere fordeler: ulemper: • De har stabilt høy temperaturvirknings• De kan overføre noe lukt fra avtrekk til grad, selv i de kaldeste periodene av året. tilluft (1–4 % omluft). Derfor kan vi ikke ha • De har i praksis ikke behov for avriming kjøkkenavtrekk over gjenvinneren. eller kondensavløp til sluk. • De små kanalene i rotoren kan være • Med virkningsgrad over 80‐84 % er det mulig å greie seg uten varmebatteri, noe som senker trykktapet i aggregatet. Ved svært lav utetemperatur vil tilluftstemperaturen bli i kaldeste laget. Fornuftig utforming og litt redusert luftmengde vil løse problemet med trekk. Samtidig må vi sikre tilstrekkelig ventilasjon for å opprettholde god luftkvalitet. 139 LAVENERGIPROGRAMMET utsatt for gjengroing og tetting hvis ikke luften filtreres godt nok, eller hvis renhold og vedlikehold er for dårlig. Totalt sett vil roterende gjenvinnere i de fleste tilfeller være et godt valg for passivhus, og særlig i kalde innlandsstrøk fordi virkningsgraden er høy også ved lave temperaturer. Avtrekksluft Avkastluft Tilluft Uteluft Roterende varmegjenvinner 140 Kapittel 6 – Ventilasjon 2. Motstrømsvarmevekslere Motstrømsvarmevekslere fører luftstrømmene fra avtrekk og tilluft parallelt og mot hverandre. Luftstrømmene er fysisk atskilt med metallplater. Virkningsgraden kan komme opp mot 90 %. I snitt over året vil virkningsgraden være betydelig lavere, 75–80 %, når vi tar hensyn til at varmeveksleren må avrimes i kalde perioder. Fordeler med motstrømsvarmevekslere: • De har under normale forhold (temperatur og fukt) meget høy virkningsgrad. • De overfører ikke lukt mellom avtrekk og tilluft. • Konstruksjonen er robust og enkel. Ulemper med motstrømsvarmevekslere: • I kalde perioder med stor fuktproduksjon vil vi få riming. Derfor trenger vi automatikk som avrimer varmeveksleren. Vanligvis skjer dette med et forvarmebatteri Avtrekksluft Tilluft Motstrømsvarmevekslere som forvarmer uteluften, men det finnes også løsninger som reduserer friskluftmengden i perioder. • Avriming med forvarmebatteri reduserer virkningsgraden med 10–20 %. Dette avhenger av klima, og reduksjonen er størst i kalde strøk. • Motstrømsvarmevekslere kan gi for høye tilluftstemperaturer i varme perioder. Det finnes såkalte sommerblokker for slike aggregater som kortslutter varmegjenvinningen. Disse må settes inn og fjernes manuelt, og dette krever at vi har et klart skille mellom oppvarmingssesongen og sommersesongen. Dette er ikke alltid tilfelle, og i flere prosjekter har det vært klager på overoppvarming med denne type aggregater. Alternativt må man ha bypass‐løsninger som fører friskluften utenom varmegjenvinneren når det ikke er behov for å gjenvinne varme. Uteluft Avkastluft Prosjektering av passivhus 3. Kammervarmegjenvinner Kammervarmegjenvinnere består av to separate varmegjenvinnerkassetter og et spjeldhus (se figur). Hver kassett består av mange små kanaler som luften strømmer gjennom. Kanalveggene vil vekselvis avgi varme til tilluften og oppta varme fra avtrekksluften. Vekslingen skjer ved hjelp av et spjeld som skifter stilling etter en viss tid, for eksempel hvert minutt. Spjeldet styres av et koblingsur. Fordeler med kammergjenvinnere: • De har høy temperaturvirkningsgrad. • De trenger ikke avriming. • Høy virkningsgrad gjør at vi kan greie oss uten varmebatteri, men de laveste utetemperaturene kan kreve noen tiltak. • I varme perioder kan vi regulere ønsket tilluftstemperatur ved å regulere rotasjonshastigheten på rotoren. LAVENERGIPROGRAMMET Ulemper med kammergjenvinnere: • De kan overføre noe lukt fra avtrekk til tilluft. • Det er få leverandører og mangelfull dokumentasjon. Ved plassering nær yttervegg er overføringen av avtrekksluft omtrent som for roterende varmegjenvinner (1–6 %, inkludert utvendig kortslutning mellom avkast‐ og inntaksrist). På grunn av vekslingen i luftretning er ikke ising noe stort problem, så sant luftfuktigheten i avtrekksluften er normal. De beste kammervarmegjenvinnerne kan være egnet til passivhus siden enkelte av gjenvinnerne har temperaturvirkningsgrad opp mot 85 %, men de er lite brukt i Norge. Avkastluft Avtrekksluft Uteluft • Noen kammergjenvinnere kan overføre litt fuktighet fra avtrekksluft til tilluft. Tilluft Avkastluft Avtrekksluft Uteluft Tilluft Uteluft Avtrekksluft Tilluft Uteluft Avtrekksluft Avkastluft Tilluft Avkastluft Kammergjenvinnere 141 142 Kapittel 6 – Ventilasjon Forvarming av inntaksluft Med passiv forvarming av luft kan også temperaturvirkningsgraden over året bli meget høy. Passiv forvarming av luft kan for eksempel være at man forvarmer uteluften i et atrium eller i en rørslynge som ligger i jorden. Såkalte earth‐tube collectors som varmeveksler friskluften mot varmen i grunnen, er mye brukt i passivhus i Tyskland og Østerrike. Dette kan redusere faren for ising, øke virkningsgraden og gi lavere inntakstemperatur om sommeren. En av utfordringene er kondens og mulig muggvekst i rørene. Denne typen forvarming av inntaksluft er ennå ikke etterprøvd i Norge, og vi bør utrede spørsmål om kondensering og eventuell muggvekst i rørene bedre før vi kan anse denne metoden som en akseptert løsning. Et passivhus bygd av Jadarhus utenfor Stavanger har motstrømsaggregat med balansert ventilasjon og varmegjenvinning. Ventilasjonsanlegget er tilkoblet en jordkollektor som varmer opp kald inntaksluft om vinteren. Denne kollektoren er nesten 100 m lang med 35 mm rør i sløyfer under boligen. Forvarmingen gir bedre styring på temperaturen på luften som sendes inn i boligen, og er med på å senke energiforbruket til ventilasjonsanlegget. Om sommeren senker kollektoren temperaturen på inntaksluften, noe som vil bidra til å holde innetemperaturen på et akseptabelt nivå om sommeren. Prosjektet følges i 2012/2013 opp gjennom målinger for å dokumentere faktiske temperaturer og erfaringer i forhold til kondensering. Resultater fra dette forskningsprosjektet vil trolig være klare høsten 2013. Behovsstyrt ventilasjon Styring av ventilasjonen kan være effektivt for å redusere energibehovet i en bolig, men vi må samtidig påse at dette ikke går på bekostning av inneklima eller gir for høyt fuktinnhold i boligen, slik at det blir fare for muggvekst. Teknisk forskrift (§ 13‐2) angir at en boenhet skal ha ventilasjon som sikrer en gjennomsnittlig tilførsel av frisk luft på minimum 1,2 m³ per m² gulvareal når rommene eller boenheten er i bruk (beboes). Når rommene eller boenheten ikke er i bruk, er kravet 0,7 m³ per m² gulvareal. Dette betyr at vi kan senke luftmengdene i de periodene rommene ikke er i bruk. Denne behovsstyringen kan vi gjøre med moderne styringssystemer og sensorteknologi, men de styringssystemene som finnes på markedet i dag, er ikke særlig fornuftige eller kostnadseffektive for passivhus. En av de enkleste, mest effektive og økonomisk gunstige løsningene for å redusere elbruk og oppvarmingsbehovet er en enkel bryter som setter boligen i ”hvilemodus”. Ved å sette bryteren i ”utestilling” vil all belysning og aktuelle kurser for utstyr (ikke kjøle- og fryseutstyr) kunne slås av, og ventilasjonen kan senkes. En slik bryter bør plasseres lett tilgjengelig ved utgangsdør, slik at den blir brukt når man forlater boligen. Kostnadene ved et slikt system kan være meget moderate og lønnsomme hvis vi får dette inn tidlig i planleggingen av det elektrotekniske anlegget i bygget. Da er det bare et spørsmål om god planlegging av el‐kursene. Optimale kanalføringer reduserer trykkfall SFP avhenger av det totale trykkfallet gjennom aggregat og kanalnett, inkludert ventiler og lydfeller: • trykkfall gjennom aggregat (rotoren og filteret) • trykkfall i ulike bend • trykkfall i kanalnettet • trykkfall i lydfeller • trykkfall i ventiler Vi kan redusere trykkfallet i kanalnettet ved å unngå skarpe bend, innsnevringer og skarpe avgreininger. Tapet i selve kanalstrekket betyr relativt lite. Men i rister, takhetter og ventiler har vi også betydelige trykktap. I aggregatet skyldes trykktap hovedsakelig tap i varmeveksleren og filteret. Prosjektering av passivhus I Norge har vi lang tradisjon for bruk av EU7‐filter på grunn av høye krav til inneklima, og lavere filterklasse vil kunne bidra svært positivt både i forhold til trykkfall internt i aggregatene og ytre mål på aggregatene. Andre markeder benytter stort sett 143 LAVENERGIPROGRAMMET mye lavere filterklasser, og vi ser derfor at mange av de importerte” produktene ”sliter” ved bruk av ”norsk filterkvalitet. Men fortsatt klarer de norske produktene kravene til SFP med god margin. Ventilasjonsleverandører beregner ofte total SFP for en løsning. To ulike ventilasjonssystemer for to ulike toetasjes eneboliger har veldig forskjellig SFP-faktor. SFP = 1,34 kW/m³s SFP= 2,43 kW/m³s Sentral eller desentral ventilasjon i leilighetsbygg? I større leilighetsbygg står vi overfor valget mellom sentrale ventilasjonsaggregater med luftdistribusjon ut til hver enkelt leilighet eller desentrale løsninger med et ventilasjonsanlegg for hver leilighet. Sentrale løsninger er bedre for bygg der det er problematisk å ta luft fra fasaden for hver leilighet. Med sentrale ventilasjonsanlegg plasserer vi vanligvis aggregatene på tak eller i kjeller. Kanaler blir vanligvis ført i vertikale sjakter og distribuert til de enkelte leilighetene gjennom horisontale hovedkanaler. Kjøkkenavtrekk har gjerne separat kanalstrekk. En fordel med sentrale anlegg er at det er mye enklere å bytte filter og gjøre annen service på aggregatet. Ulempen med sentrale anlegg er at de Avkast Luftinntak Bod Bad Kjøkken 3. etg. Bod Bad Kjøkken 2. etg. Bod Bad Kjøkken 3. etg. Stue Soverom Kjøkkenhette Kjeller/bod U. etg. Stue Soverom Kjøkkenhette Bod Bad Kjøkken 1. etg. Avkast Stue Soverom Kjøkkenhette Kjøkkenhette Stue Soverom Aggregat Bod Bad Kjøkken 2. etg. Kjøkkenhette Stue Soverom 1. etg. Kjøkkenhette Luftinntak i fasade, mot bakgård Aggregat Bod Bad Kjøkken Fellesaggregat Luftinntak i fasade, mot bakgård Stue Soverom Aggregat Luftinntak i fasade, mot bakgård Sentralt ventilasjonsanlegg (til venstre), desentralt ventilasjonsløsning (til høyre) 144 Kapittel 6 – Ventilasjon krever relativt lange kanalstrekk med store tverrsnitt som tar mye plass. Det kan også være vanskelig å styre luftmengder og tilluftstemperaturen for hver leilighet. Vi må også sørge for å prosjektere anlegget slik at det overfører lyd eller lukt mellom ulike leiligheter. Desentrale anlegg for hver leilighet har fordelen at de kan styre både luftmengder og tilluftstemperatur for hver leilighet. Ulempen er at de vanligvis må ha friskluft- inntak og avkast på relativt begrensede fasadearealer. Andre problemer kan være å plassere aggregatet i leiligheten, og aggregatet kan gi støy og vibrasjoner. Desentrale løsninger betyr også at man må bytte mange filtre i stedet for færre sentrale filtre. Når vi skal velge ventilasjonsanlegg for leilighetsbygg, må vi vurdere fordeler og ulemper for hvert prosjekt. Både teknisk rom og sjakter i sentrale ventilasjonsanlegg krever mye plass. Foto: Hilde Kari Nylund Sentrale ventilasjonsanlegg Fordeler med sentrale ventilasjonsanlegg er at de: • har ett luftinntak, noe som betyr at det er lettere å gi anlegget en optimal plassering • gir gode muligheter for å få til godt vedlikehold med serviceavtaler • er lett tilgjengelig for vedlikehold, noe som er spesielt gunstig i bygg med utleieleiligheter • kan vedlikeholdes uten at det må koordineres med beboere • gjør det mulig å ventilere fellesareal som trappeoppgang, kjeller og boder fra samme aggregat • kan fjernovervåkes Ulemper med sentrale anlegg er at de: • trenger teknisk rom og sjakter, noe som krever mye plass • kan gi sjenerende støy selv om anlegget tilfredsstiller klasse C i standarden NS 8175 • kan overføre lyd mellom leiligheter • kan overføre lukt mellom leiligheter • krever samlet innregulering av alle leiligheter som dekkes av et anlegg • styrer luftmengder og tilluftstemperatur sentralt Prosjektering av passivhus Flere detaljer ved utførelsen er viktige for sentrale anlegg. En god løsning med felles ventilasjonsanlegg for flere leiligheter har: • gunstig plassert luftinntak i forhold til solbelastning og luftkvalitet (for eksempel på tak eller øverst på yttervegg, lengst borte fra gateplan og bileksos, og vendt mot nord) • plass til tilleggsfiltrering hvis man er usikker på hvilken kvalitet uteluften vil ha i framtiden • ventilasjonskomponenter og kanalisolasjon (godt isolerte frisklufts‐ og tilluftskanaler og alle kanaler i sjakt) som gir minimal uønsket temperaturstigning på tilluften LAVENERGIPROGRAMMET • trykkstyrte luftmengder på både tilluft og avtrekk, slik at brukeratferd ikke påvirker luftfordelingen mellom leilighetene • nok kapasitet til å dekke maksimal samtidig forsering i flere leiligheter • tilgjengelige reguleringsspjeld inn til hver leilighet for innregulering, men også til kontroll og justering av luftmengde senere i driftsfasen • separat avtrekk fra kjøkkenhetta fra hver leilighet • spirokanalsystem med god tetthetsklasse (EUROVENT klasse B eller bedre), lavt trykkfall og tilrettelagt for lettvint inspeksjon og rengjøring • lyddempere ut fra aggregat og kanallydfelle mellom leiligheter Individuelle anlegg i hver leilighet Fordeler med desentrale ventilasjonsanlegg: • De krever mindre sjaktareal enn sentrale anlegg hvis luftinntak i fasade er nok til å dekke luftbehovene. • De trenger ikke felles teknisk rom som tar stor plass. • L uftmengder i hver enkelt leilighet påvirkes ikke av de andre leilighetene. • Luftmengden kan reguleres individuelt. • De overfører verken lukt eller lyd mellom leiligheter. • Innregulering kan gjøres per leilighet. • Individuell styring av tilluftstemperatur. Ulemper med slike anlegg: • Hvis luftinntaket i fasaden ikke dekker luftbehovet, krever slike anlegg lange kanalføringsveier for tilluft. • De krever plass til kanalføringer for luftinntak, tilluftskanaler og avtrekkskanaler og til selve aggregatet inne i hver enkelt leilighet. • Aggregatet kan gi støy og vibrasjoner i leiligheten. • Anleggene er vanskelig tilgjengelig for eksterne firmaer som skal gjøre service. • De kan få kondensering på luftinntakskanaler. 145 146 Kapittel 6 – Ventilasjon Også for desentrale anlegg er en del detaljer viktige for å få et godt resultat. En god løsning med eget ventilasjonsanlegg i hver leilighet har: • luftinntak i fasade som er gunstig plassert i forhold til solbelastning og luftkvalitet, med kort føringsvei fram til ventilasjonsaggregat (Se Byggforskserien Byggdetaljer 552.360) • ventilasjonskomponenter og kanalisolasjon (godt isolerte og korte frisklufts‐ og tilluftskanaler) som gir minimal uønsket temperaturstigning på tilluften • støysvakt aggregat med tilstrekkelig avstand til soverom • lyddempere ut fra aggregat • spirokanaler med god tetthetsklasse (EUROVENT klasse B eller bedre), lavt trykkfall og tilrettelagt for lettvint inspeksjon og rengjøring • en sameieavtale som sikrer jevnlig vedlikehold av anlegget i hver leilighet • behovsstyrt varmegjenvinning, slik at hver beboer kan styre tilluftstemperatur etter eget ønske, for eksempel via et kontrollpanel med settpunkt for tilluft som regulerer roterende varmegjenvinner med trinnløs rotasjonshastighet • lettvint eller automatisk justering mellom sommer‐ og vintersesong (effektiv utkobling av varmegjenvinning) • avkast på tak Enkelt vedlikehold Riktig vedlikehold innebærer at beboerne for eksempel må skifte filter. Dette krever også at anleggene er spesielt robuste og enkle å operere og vedlikeholde. Lange føringsveier øker fare for uønsket temperaturstigning, stort trykkfall (lavere luftmengde) og gjør kanalnettet vanskelig tilgjengelig for renhold. Slik bør du plassere aggregat og kanaler For å få et vellykket ventilasjonsanlegg må vi plassere aggregatet riktig og designe kanalsystemet på en god måte. Vi bør plassere både aggregat og kanalføringer innenfor klimaskjermen. Da får vi mindre varmetap, og inspeksjon og rengjøring blir lettere. Vi får også færre problemer med utettheter rundt kanalgjennomføringer i klimaskjermen. Aggregat og kanaler bør ikke plasseres på kaldt loft, i kald kjeller eller i kryprom. For å få til god plassering må vi ta hensyn til ventilasjons‐ og kanalsystem tidlig i planleggingen av huset. En god idé er å planlegge et sentralt plassert teknisk rom og en gjennomgående teknisk kanal i boligen som kan romme mye av kanalføringene i bygget. Godt integrert planlegging av planløsninger sammen med tekniske føringer i bygget vil kan redusere kanalføringer ned til 1/3 av en konvensjonell bolig. Dette spare betydelige kostnader til installasjonsarbeid, men også betydelige kostnader til bygningstekniske arbeider, for eksempel nedfôring av himlinger i leilighetsbygg. Godt planlagte kanalsystemer kan ha mindre enn 0,1 meter kanal per kvadratmeter oppvarmet gulvflate (0,1 m/m²), mens konvensjonelle anlegg typisk har 0,3 m/m². For passivhus bør vi etterstrebe å komme under 0,2 m/m², og helst ned mot 0,1 m/m². Innenfor klimaskjermen Vi bør plassere ventilasjonsaggregat og kanaler innenfor klimaskjermen fordi: • det senker varmetapet fra kanaler og aggregat • inspeksjon og rengjøring blir lettere • vi får færre problemer med utettheter rundt kanalgjennomføringer i klimaskjermen Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Kanaler og aggregat bør ligge innenfor klimaskjerm. Foto: Hilde Kari Nylund Krav til prosjektering Tilstrekkelig prosjektering av et ventilasjonssystem er en forutsetning for å tilfredsstille kravene til ventilasjon. Prosjektert løsning må blant annet beskrive aggregatet, dimensjoner på kanaler, ventiler og hvor aggregatet og kanalene skal plasseres. Hvis installatør ikke kan montere anlegget slik det er prosjektert, må vedkommende avklare dette med prosjekterende for å sikre at løsningen tilfredsstiller passivhuskravene. Kanaler for tilluft bør varmeisoleres for å ha god kontroll på temperaturen på tilluften. Hvis kanalene ikke isoleres, varmes tilluften opp av romluften. Da kan vi risikere at denne tilluften har blitt ubehagelig varm når den når sin endelige innblåsingsdestinasjon. Avtrekkskanaler som går gjennom kalde rom (for eksempel på kalde loft), må isoleres for å unngå faren for kondens. Gjennomføringer i klimaskjermen må tettes omhyggelig for å unngå luftlekkasjer gjennom klimaskjermen. Slike luftlekkasjer kan medføre at kravene til lekkasjetall ikke oppnås. Det kan også gi betydelig fuktproblemer, spesielt mot loft, dersom det er lekkasjer av fuktig luft opp i kalde konstruksjoner. Viktig ved installasjon • • • • • Sørg for at kanalføring og aggregatplassering er tilstrekkelig prosjektert. Plasser kanaler innenfor klimaskjermen. Varmeisoler kanaler for tilluft i hele lengden, eller legg dem i isolerte husrom. Isoler avtrekkskanaler hvis de går gjennom kalde rom. Tett omhyggelig rundt kanaler som går gjennom klimaskjermen. 147 148 Kapittel 6 – Ventilasjon Ventilasjon i næringsbygg Med god behovsstyring basert på CO2- og temperaturmålinger kan vi spare så mye som 40 kWh/m² år på ventilasjon, luftoppvarming og luftkjøling uten at det går ut over inneklima. MERK Dette delkapittelet er skrevet for deg som har god, generell kompetanse om ventilasjonsprosjektering. Næringsbygg trenger store luftmengder, og derfor utgjør energibruk til ventilasjon en stor del av det totale energiforbruket. Behovsstyring av ventilasjon er veldig viktig for næringsbygg med passivhusstandard. Slik kan vi senke forbruket av energi til ventilasjon mye uten at det går ut over inneklimaet. Sparepotensialet på 30–40 kWh/m² år tar utgangspunkt både i praktiske målin- ger og energisimuleringer. Et godt behovsstyrt ventilasjonsanlegg er i utgangspunktet verken mer kostbart eller mer komplisert enn et mer tradisjonelt VAV-anlegg dersom vi har en klar målsetning og kjører en helhetlig prosess fra prosjektering til innkjøring. Dette krever effektivt samspill mellom de tekniske disiplinene og bevissthet i gjennomføringen. Potensial i forhold til konstant luftvolum (CAV) VAV: Variabel luftmengde etter behov (Variable Air Volume) DCV: Behovskontrollert luftmengde (Demand Controlled Volume) Driftstider og energibruk i prosent av CAV for to typer behovsstyring 75 70 Energy use DCV-IR Energy use CAV 60 Energy use DCV-CO2 Energy use CAV 65 % of CAV kWh/yr Ulike ventilasjonsløsninger 55 50 45 40 35 30 CAV: Konstant luftmengde (Constant Air Volume) 25 6 9 12 15 18 21 24 Top [hours] Figuren viser energibruk for to ulike behovsstyringsstrategier sammenlignet med konstant luftvolum (CAV), for ulike driftstider. Driftstid er den tiden ventilasjonsanlegget går. En undersøkelse gjort i 2002 viser at et klasserom brukes i gjennomsnitt 4 timer per dag, og at belegget er ca. 73 % av maks i gjennomsnitt i brukstiden. Med normal driftstid på 12 timer vil behovsstyrt ventilasjon med infrarød sensor (DCV‐IR, Demand Controlled Ventilation Infrared Sensor) senke energibruken til ventilasjon til 45 % av energibruken med CAV (den øverste kurven på figuren). For samme driftstid vil behovsstyring med kombinert CO2- og temperatursensor (DCV‐CO2) senke energibruken til 35 % av tilsvarende energibruk med CAV (den nederste kurven på figuren). Prosjektering av passivhus Grunnlaget for luftmengdeberegningene er som følger: • CAV: 30 personer ‐ 7 · l/s · person og et tillegg på 1 ℓ/s · m² på grunn av emisjoner fra materialer • DCV‐IR: 30 personer ‐ 7 ℓ/s · person og et tillegg på 1 ℓ/s · m². Minimum luftmengder når klasserommet ikke er i bruk. Dimensjonerende luftmengder når klasserommet er i bruk. LAVENERGIPROGRAMMET • DCV‐CO2: Faktisk antall personer. Ventilasjonsraten er derfor økt og regulert for å holde CO2-konsentrasjonen på et stabilt nivå på 900 ppm. Minimum luftskifte på 1 ℓ/s · m² når CO2‐nivået er mindre enn 700 ppm. Bare vifteenergi og sentralvarme er tatt med i beregningen. Redusert behov for lokal varme kommer i tillegg. Luftmengder og behovsstyring Ifølge teknisk forskrift (TEK10) og energiberegningsstandarden NS 3031 kan energiberegninger gjøres med 20 % redusert luftmengde i forhold til VAV-ventilasjon når du har et behovsstyrt anlegg. Ytterligere reduksjon er realistisk, men krever en vurdering. Dessuten mangler forskriften og standarden en definisjon av hva som er en tilstrekkelig vurdering og krav til dokumentasjon og verktøy for å dokumentere redusert energibehov (se s. 22 i NS 3031 Minimumsluftmengde ved kontrollberegning mot TEK). Luftmengder i passivhus Byggkategori Primærareal [%] Barnehage 70 Skolebygg 70 Kontorbygg Universitets- og høgskolebygg 65 70 Persontetthet primærareal [m²/per] Tilstedeværelse primærareal [%] 5 60 5 60 2,5 60 4 70 Luftmengde materialer [m³/hm²] 3,6 3,6 3,6 3,6 Sykehus 75 5 70 7,2 Hoteller 60 6 50 4,3 Sykehjem Idrettsbygg Forretningsbygg Kulturbygg Lett industri, verksteder 75 80 70 70 70 5 5 4 4 4 70 60 75 60 60 Eksempel på luftmengde i kontorbygg Luftmengder for primærareal med personer tilstede: 25,2 / 5 + 3,6 = 8,64 m³/hm² Gjennomsnittlig luftmengde for primærareal: 8,64 · 0,6 + 3,6 · 0,4 = 6,62 m³/hm² (60 % av 12 timer driftstid) Kontorbygg snitt driftstid: 6,62 · 0,6 + 3,6 · 0,4= 5,4 m³/hm² 4,3 3,6 7,2 3,6 3,6 149 150 Kapittel 6 – Ventilasjon Luftmengdene oppgitt for passivhus forutsetter behovsstyring og er basert på konservative betraktninger for å vurdere gjennomsnittlig luftmengde og behovet for energi til ventilasjon. Verdiene gitt i tabellen er beregnet med følgende forutsetninger: • Bruksarealet i bygget deles opp i primære oppholdsrom som kontorer, møterom, klasserom, sengerom og sekundære arealer som korridorer, kommunikasjonsarealer, printerrom, toalettarealer og annet. • Byggene har normalemitterende materialer, som i henhold til veiledningen til TEK10 gir behov for 1,0 l/sm² (3,6 m³/hm²). For noen byggkategorier er luftmengder for materialer høyere for å ta hensyn til prosesser eller forurensninger som opptrer hyppig i denne byggkategorien. • Overstrømningsløsning fra primærarealer til sekundærarealer. Det betyr at sekundær• arealer bare tilføres friskluft tilsvarende materialbelastningen (som i eksempelet er 3,6 m³/hm²). Resten er overstrømning fra primærarealer. • Mindre rom med få personer har tilstedeværelsesstyring av luftmengdene. • Større rom med flere personer har CO2‐styrte luftmengder (settpunkt 800 ppm). • Gjennomsnittlig personbelastning i primærarealene når det er personer i rommet (primærarealene), og luftmengde på 7 l/s per person (25,2 m³/h) når personene er tilstede i rommet. • Prosentvis tilstedeværelse angis i prosent av normert driftstid. Utenfor denne tiden antas det at luftmengden reduseres til luftmengde bestemt ut fra materialer (og eventuelt andre prosesser). Minste tillatte gjennomsnittlig luftmengdebehov brukt ved energiberegninger (Kilde: tabell A.2 i NS 3701) Byggkategori Barnehage Kontorbygg Skolebygg Universitets- og høgskolebygg Snitt luftmengde i driftstid [m³/hm²] Snitt luftmengde utenfor driftstid [m³/hm²] 6,0 1,0 6,0 8,0 7,0 1,0 1,0 1,0 Sykehus 9,0 3,0 Hoteller 5,0 1,0 Sykehjem Idrettsbygg Forretningsbygg Kulturbygg Lett industri, verksteder 7,0 6,0 11,0 6,0 6,0 3,0 1,0 1,5 0,6 1,0 Gjennomsnittlige luftmengder i driftstiden: De oppgitte luftmengdene forutsetter behovsstyrt ventilasjon som gir riktig luftmengde i forhold til behov. Maksimal luftmengde i enkeltrom i de ulike byggkategoriene kan være mye høyere. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET To typer samtidighet Vi har to typer samtidighet: maksimal samtidighet og brukssamtidighet. Når vi dimensjonerer ventilasjonsanlegget, skal vi bruke maksimal samtidighet. Den avhenger av type brukere og antall brukere. Først når vi har mange like brukere, kan vi dimensjonere ned anlegget. Den gule kurven illustrerer rom (for eksempel kontorer) som brukes uavhengig av hverandre 60 % av driftstiden. Med 10 slike rom koblet til et ventilasjonsanlegg blir maksimal samtidighet ca. 85 %. Har du hundre slike rom, blir maksimal samtidighet 70 %. –– Den avhenger av type brukere og antall. –– Verdien ligger normalt mellom 70–100 %. • Brukssamtidighet bruker vi i energiberegninger. –– Typiske verdier for kontorbygg er 20–60 % i driftstiden. –– Luftmengder: 40–60 % (CAV). 100 % 90 % Samtidighetsfaktor for kanalsegment Samtidighet til dimensjonering og beregning • Maksimal samtidighet bruker vi til dimensjonering. Hvis vi temperaturstyrer ventilasjonsmengden bør vi dimensjonere for 100 % samtidighet (i varme perioder blir det gjerne varmt i alle rom). Brukssamtidighet er gjennomsnittlig antatt bruk i driftstiden. Denne skal vi bruke ved energiberegning, forutsatt at anlegget har presis behovsstyring. Typisk brukssamtidighet for kontorer er 30‐50 %. Når vi beregner luftmengde, kommer grunnventilasjonen i tillegg. 80 % 70 % 80 % 60 % 40 % 20 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% 1 10 100 Antall forserbare avtrekkspunkter betjent av kanalsegmentet TEK10/NS 3031 premierer behovsstyring: • Energioptimal behovsstyring. • Anslå realistisk gjennomsnittlig luftmengde. • Bruk SFP-verdien ved gjennomsnittlig luftmengde. Behovsstyring er en forutsetning for å nå passivhusnivå. Dimensjoner konservativt, gjør en realistisk energiberegning. 151 152 Kapittel 6 – Ventilasjon Behovsstyring og SFP Spesifikk vifteeffekt, SFP (Specific Fan Power), er summen av vifteeffekten i kW (tilluft + avtrekk + eventuelle andre vifter) delt på luftmengde i m³/s. SFP = Ptv + Pfv Qstørst => Totaltrykkøkning Totalvirkningsgrad (ligning 6.1) Når vi beregner SFP, bruker vi største luftmengde av tilluft og avtrekk. SFP kan også uttrykkes som total trykkoppbygging over viftene (tilluft + avtrekk) delt på viftesystemets totale virkningsgrad ηtot. Den er gitt ved: ηtot = ηtrafo · ηfrekvensomformer · ηmotor · ηvifte Optimalt vifte‐ og motorvalg, gunstig utformede vifteutløp og gjennomtenkt komponentvalg langs den kanalveien som har høyest trykkfall, vil ofte senke energibehovet til viftedrift betydelig. Som (ligning 6.2) regel lønner det seg også å optimalisere plassering av teknisk rom og sjakter og øke aggregatstørrelsen. I tillegg gir energieffektive anlegg generelt mindre støy enn tradisjonelle anlegg. Slik finner du største luftmengde Mange ventilasjonsaggregater har nå innebyggede dyser som måler luftmengden ved hvert vifteinnløp. Når vi skal kontrollere SFP, er det hensiktsmessig å bruke disse målte/loggede luftmengdene. Legg merke til at hvis du har en roterende gjenvinner og normal vifteplassering (se figur), så vil luftmengden over avtrekksviften inneholde 5 % renblåsingsluft. Den brukes til å blåse rotoren ren og kommer ikke bygget til gode. Denne renblåsingsluften må vi trekke fra før vi beregner SFP. Helst bør luftmengdene tilført hver oppholdssone (netto luftmengde) brukes. Hvis vi bruker aktive tilluftsventiler med målt luftmengde i hver ventil, har vi kontroll på netto luftmengde. Den bør vi bruke ved SFP‐måling. Har vi tradisjonell styring, bør vi bruke luftmengden målt Prosjektering av passivhus over sonespjeld. Hvis vi bruker hovedluftmengder fra aggregat, må vi stille krav til lekkasje og kontrollere utførelse og resultat i forhold til dette kravet fordi SFPmålingen ikke lenger avslører mangelfull 153 LAVENERGIPROGRAMMET utførelse i slike tilfeller. Vi bør trekke fra antatt lekkasje før vi beregner SFP. Hvordan SFP skal måles/kontrolleres i et gitt anlegg, bør defineres i kontrakten med entreprenør. Ca. 5 % renblåsingsluft over avkastvifte SFP, luftmengde og energibruk SFPe = N ∑i=1 (∑Pi ∆ti ) N ∑i=1 (qv,i ∆ti ) 1 Fraction of max SFP 0,9 0,8 0,7 0,6 = N ∑i=1 (SFPe,i qv,i ∆ti ) N ∑i=1 (qv,i ∆ti ) (ligning 6.3) Poor Normal Good Ideal 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 r² 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 r ², Fraction of maximum flow rate Årlig gjennomsnittlig SFP‐verdi får vi ved å summere alle (i=1‐N) driftssituasjoner i deres respektive tidsintervall. Kurvene viser hvordan SFP vil variere med luftmengden ved forskjellige typer styring. Normal representerer trykkstyring, hvor man opprettholder konstant trykk i hoved- kanal i driftssituasjoner. Ideal representerer spjeldstyring, hvor man kun bygger opp tilstrekkelig trykk for å tilfredsstille alle luftmengdebehov. Ved spjeldstyring får man ingen struping langs kritisk vei, som er den kanalveien som dimensjonerer trykkoppbyggingsbehovet til viftene. KILDE AIVC TECHNICAL NOTE 65 154 Kapittel 6 – Ventilasjon SFP, luftmengde og energibruk SFP = P= ∑P V ¨ k¨V² ∆p · V ¨V ¹ ̅ ³ η Δp = k1 + k2 · V ² ηtot (ligning 6.4) (ligning 6.5) (ligning 6.6) Blir mindre ved lave luftmengder! SFP er effektbehov (P) dividert med luftmengde (V med prikk over) slik ligningene viser. I verste fall er SFP konstant ved varierende luftmengde. I beste fall (teoretisk) kan SFP‐verdien variere med kvadratet av luftmengden. Dette skyldes at effektbehov (P) er produktet av trykkøkning over viften og luftmengden dividert på virkningsgrad. Trykk varierer med kvadratet av luftmengden hvis vi har turbulent strømning, men ved tradisjonell trykkstyring holder man deler av trykket konstant (k1). Energibruk til vifter m³/h Luftmengde x m² 1h 3600s x SFP kW m³/s x Driftstid h yr = Energibruk kWh m² yr (ligning 6.7) Energibruk til vifter kan vi beregne ut fra luftmengde, SFP-verdi og driftstid. Energibruk for CAV-anlegg Vifteenergi 10 m³/h m² x 1h 3600s x 2 kW m³/s x 3000 h yr = 17 kWh m² yr Lokal varme 10 m³/h m² x 1 3 x 3 ℃ x 1000 h yr Vi kan beregne vifteenergibehov for et CAV‐anlegg og økt behov for lokal varme for et ventilasjonsanlegg som overventilerer = 10 kWh m² yr med undertemperert luft som vist i eksempelet. Her har vi neglisjert energibehov til sentral varme og sentral kjøling. Prosjektering av passivhus 155 LAVENERGIPROGRAMMET Tradisjonell trykkstyring ∆p controller VSD fan VAV Static pressure tube VAV VAV Vi kan vise dette med et eksempel. Et anlegg har gjennomsnittlig luftmengde på 60 % av dimensjonerende luftmengde. SFP ved dimensjonerende luftmengde er 2 kW/m³/s. Et slikt anlegg med trykkstyring vil følge normalkurven for sammenhengen mellom SFP og luftmengde. Hvis trykksensoren er uheldig plassert eller unøyaktig, kan vi tenke oss at anlegget leverer 80 % av luftmengden selv om behovet er 60 %. Tilhørende SFP‐verdi blir da 1,6. Med gunstig plassert og nøyaktig sensor, leverer anlegget i tråd med behovet, altså 60 %. SFP‐verdien blir da 1,2. Ved optimal styring blir SFP 0,8, ifølge den blå kurven i figuren. 1 0,9 Fraction of max SFP Figuren her viser en prinsippskisse av tradisjonell trykkstyring. Hvis ventilasjonsbehovet i et rom eller en sone går ned, struper anlegget VAV‐spjeldet til rommet/ sonen. Det øker trykket i kanalen foran spjeldet. Denne trykkøkningen skal registreres av en trykksensor som gir beskjed om at viftepådraget skal reduseres inntil trykket kommer ned til ønsket nivå. Ved tradisjonell trykkstyring holder anlegget altså deler av trykket konstant uansett luftmengdebehov. Dette trykket måles med trykksensor i kanalen og er satt så høyt at man sikrer nok luft fram til alle ventiler. Når behovet går ned, bygger man i praksis opp et unødvendig høyt trykk, som igjen strupes bort av VAV‐spjeld lenger ut i anlegget sett fra viften. Ventilasjonsanlegget vil det meste av driftstiden gasse og bremse samtidig, og dermed bruke unødvendig mye vifteenergi. Dessuten er følsomheten til og plasseringen av sensoren viktig. En dårlig plassert eller unøyaktig trykksensor klarer ikke å fange opp trykkendringer som skyldes endret behov i en sone/rom. En konsekvens av dette er at lavere luftmengdebehov i en sone ikke gir tilsvarende luftmengdeendring over aggregatet, men heller gir en omfordeling i anlegget. 0,8 0,7 0,6 Poor Normal Good Ideal 0,5 0,1 0 SFP = 2 x 0,6 SFP = 2 x 0,4 0,4 0,3 0,2 SFP = 2 x 0,8 r² 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 r ², Fraction of maximum flow rate 156 Kapittel 6 – Ventilasjon SFP og energibruk ved 60 % av dimensjonerende luftmengde Energibehov med CAV Til vifter (i følge ligning 6.7) 10 m³/h m² x 1h 3600s x 2 kW m³/s x 3000 h yr = 17 kWh m² yr Lokal varme: 10 m³/h m² 1 x 3 x 3 ℃ x 1000 h yr kWh = 10 m² yr Energibehovet med CAV blir dermed ca. 27 kWh/m²år. Med konstant trykkstyring, unøyaktig eller dårlig plassert sensor slik at anlegget leverer 80 % (som beskrevet i teksten): Energibehov til vifter 8 m³/h m² x 1h 3600s x 1,6 kW m³/s x 3000 h yr = 8-11 kWh m² yr Lokal varme: 8 m³/h m² x 1 3 x 3 ℃ x 1000 h yr = 6-8 kWh m² yr Behovsstyring med tradisjonell trykkstyring kan altså redusere energibehovet fra ca. 27 kWh/m²år ned til 14–19 kWh/m²år. Erfaringer med trykkstyring KILDER: Klæboe og Hermann. 2011 Mingsheng liu et al. 2007 Maripuu. 2009 Grini. 2010 Mange behovsstyrte ventilasjonsanlegg fungerer ikke i henhold til intensjonen eller trenger lang og kostbar inntuningstid for å få tilfredsstillende funksjon (ett til to år). Disse problematiske anleggene er gjerne basert på tradisjonell trykkstyring. Undersøkelser viser systematisk høyere vifteenergibruk med trykkstyring enn styring mot optimalisert trykk (SPR) og aktiv tilluftsventil. En utfordring er å finne gunstig plassering av trykksensor. Den optimale plasseringen endrer seg i forhold til bruken, så vi kan ikke regne oss fram til et punkt hvor sensoren skal stå. Det vi vet, er at sensoren bør plasseres langt ut i anlegget slik at vi kan styre viften mot et så lavt trykk som mulig. Fordelen med trykkstyrte anlegg er at de har stabile trykkforhold i kanal rundt sensor, slik at man der kan ha egne grener med tradisjonell CAV‐ventilasjon, for eksempel en egen streng som dekker lager og andre rom hvor luftmengden ikke skal variere. LAVENERGIPROGRAMMET Prosjektering av passivhus Styring mot optimalisert trykk (SPR) SPR = Static Pressure Reset. Prinsipiell skisse av spjeldstyring eller et anlegg som justerer trykksettpunktet i forhold til behov. Hvis alle VAV-ene har ønsket luftmengde (i forhold til målt behov) og ingen spjeld har maksimal åpningsgrad, reduserer viften pådraget inntil et VAV-spjeld får maksimal åpningsgrad. Ved styring mot optimalisert trykk (SPR) Et anlegg som justerer trykksettpunktet, vil i tillegg ha en trykksensor i hovedkanalen. skjer dette over to trinn. Med utgangspunkt i at ingen spjeld har maksimal åpningsgrad, reduseres trykksettpunktet. Så reduseres viftepådraget som følge av redusert trykksettpunkt, noe som gjør at alle VAV‐spjeldene åpner litt. Spjeldstyring SPR controller VSD Signal cables fan VAV Critical path max position VAV VAV Behov, luftmengde og spjeldvinkel registreres for alle VAV-ene. Hvis alle VAV-ene har ønsket luftmengde (i forhold til målt behov) og ingen spjeld har maksimal åpningsgrad, så reduserer viften pådraget inntil et VAVspjeld får maksimal åpningsgrad. Maksimal åpningsgrad er gjerne 75–80 % av helt åpent spjeld for å sikre at VAV‐spjeldet har tilstrekkelig autoritet. Erfaringene med anlegg som styrer etter optimalisert trykk, er relativt gode. Ulempen er høyere investeringskostnader og i noen tilfeller høyere kompleksitet. I verste fall kan det gi pendling i anlegget. 157 Kapittel 6 – Ventilasjon Erfaringer med optimalisert trykk (SPR) • gode etter inntuning • vanskelige VAV-spjeld (lite luft) kobles av • energieffektive anlegg • mange VAV-spjeld per optimizer med hyppige endringer kan gi pendling • dyrest • økt kompleksitet Digital behovsstyrt ventilasjon Digitalt behovsstyrt ventilasjon (DBV) er et rent mengderegulert system utviklet primært for cellekontorer og andre lokaler som brukes av et kjent antall personer. Alle spjeld innreguleres i to posisjoner avhengig av om rommet er i bruk eller ikke (min. og maks posisjon). Ved registrert tilstedeværelse gir Con A beskjed til spjeld om å gå til maksposisjon og beskjed til Con B om behov for maks luftmengde. Con B summerer opp luftmengdene og sender riktig luftmengde ut på strengen. Digital behovsstyrt ventilasjon er et rent mengderegulert system, primært utviklet for cellekontorer. Con B fan Flow measurement Local bus Con B Main bus 158 Flow measurement Con A Local bus Con B Flow measurement Con A Con A Local bus Con B Flow measurement Con A Con A Con A Prosjektering av passivhus 159 LAVENERGIPROGRAMMET Dette er fra et prosjekt hvor vi tilfeldigvis fant at luftmengden til rommene var altfor lav selv om riktig luftmengde ble sluppet på grenen. Denne lekkasjen var årsaken. Ulempen med digital behovsstyrt ventilasjon er at vi ikke får noen tilbakemelding om levert luftmengde til rommet. Vi trenger løsninger som: • kompenserer for feil og varsler om feil som kanallekkasjen vist på bildet • dokumenterer reell leveranse, slik at vi sikrer at arbeidsgivers ansvar for luftkvalitet er ivaretatt • enkelt kan endre luftmengde • kan levere forskjellige minimumsnivåer, avhengig av om man er innenfor eller utenfor ordinær arbeidstid (det kan ikke digital behovsstyrt ventilasjon men denne løsningen kan være et alternativ til CAV) Digital behovsstyrt ventilasjon er først og fremst utviklet for cellekontor. Foto: Hilde Kari Nylund Aktiv tilluftsventil En aktiv tilluftsventil som vist på bildet er et kombinert VAVspjeld og tilluftsventil. Den er enkel å montere og kontrollere fra romnivå. Luftmengde Åpningsgrad Romtemperatur Kanaltemperatur Bevegelse IR-Link – fjernavlesing 160 Kapittel 6 – Ventilasjon VSAD er aktiv tilluftsventil. fan VSD BMS Signal cables/ Internet/bus Figuren viser prinsippskisse av spjeldstyring med aktiv tilluftsventil (VSAD). Behov, luftmengde og spjeldvinkel registreres for alle VSAD-ene. Hvis alle VSAD-ene har ønsket luftmengde i forhold til registrert behov og ingen spjeld har maksimal åpningsgrad, så reduserer viften pådraget inntil en VSAD får maksimal åpningsgrad. Dette sikrer tilnærmet optimal behovsstyring i forhold til vifteenergibruk. Erfaringer viser at aktive tilluftsventiler er gode og energieffektive, de er presise også ved lave luftmengder. Støyproblemer VSAD VSAD VSAD VSAD VSAD VSAD er ikke målt eller registrert. Mye av automatikken er prefabrikkert, slik at vi får få koblingsfeil. De aktive tilluftsventilene styrer i forhold til tilstedeværelse og temperatur og kan styre lys, radiatorpådrag og mer. Ventilene kan kommunisere via internett. De er brukt i rehabiliteringsprosjekter med greit resultat – og de er ikke nødvendigvis dyrere enn trykkstyring. Behovsstyring med optimal styring/ spjeldstyring kan redusere energibehovet fra ca. 27 kWh/m² (CAV) til ca. 10 kWh/m² (se eksempelet). SFP og energibruk ved r = 0,6 CAV m³/h 10 1h x m² 3600s m³/h 10 1 x m² 3 x 2 kW m³/s x 3000 h x 3 ℃ x 1000 yr h yr = 17 = 10 kWh m² yr kWh m² yr Ideell styring 6 m³/h m² 6 x m³/h m² 1h 3600s x 1 3 x 0,8 kW m³/s x 3000 x 3 ℃ x 1000 h yr h yr = 6 = 4 kWh m² yr kWh m² yr Prosjektering av passivhus Krav til CO2-sensorer Ved CO2‐styring av luftmengder er CO2‐ sensoren sjefen. Studier viser at kvaliteten på CO2‐sensorer varierer mye. LAVENERGIPROGRAMMET • levetid og kalibreringsprosedyre Sensorens målenøyaktighet kan kontrolleres etter å ha kjørt ventilasjonsanlegget en periode om natten. De bør da innstille seg på samme verdi i nærheten av uteluftnivå. For stort avvik kan gi grunnlag for klage på for stor måleusikkerhet og kreve utbedring, utskiftning eller erstatning. Videre bør anlegget styre etter økningen i forhold til utenivå fordi CO2‐nivået ute varierer noe. Det betyr at vi må ha en egen utesenor. Formålet med CO2‐styring er å sikre tilfredsstillende luftkvalitet, for eksempel i henhold til en klimaklasse etter NS 15251. Da må vi trekke fra måleusikkerheten før vi bestemmer CO2‐settpunktet. Ønsker vi inneklimaklasse 1 i henhold til NS 15251, kan vi akseptere 350 ppm over utenivået. For å være sikker på at vi tilfredsstiller dette, må vi styre mot 275 ppm over utenivået hvis vi har en sensor med maksimal måleusikkerhet på + ‐ 75 ppm. Bedre kontroll gir mindre avvik mellom teori og praksis. Plasser ansvar for ventilasjonsfunksjon og sørg for skikkelig sluttkontroll som er tilpasset behovsstyrt ventilasjon. Gjenta kontrollen etter et år (eller en driftsperiode). Kontroller krav til SFP. Det er derfor viktig å stille krav til sensoren når det gjelder: • måleusikkerhet, for eksempel + ‐ 75 ppm –– Hvis sensoren må kalibreres jevnlig så er dette en betydelig kostnad som bør vektlegges ved investering. Sluttkontroll • Funksjonskontroll på romnivå. • Funksjonskontroll på soner. • Funksjonskontroll på aggregater. • SFP skal måles og dokumenteres. Pass på at det skjer for riktig driftsstatus. På ettårsbefaringen: Gjenta disse trinnene. Sørg for at du på forhånd har avtalt gjensidig kompensasjonsordningen hvis det oppstår avvik fra krav, for eksempel relatert til energikostnad. 161 Kapittel 6 – Ventilasjon Slik sikrer du bedre behovsstyring Mye er gjort hvis du plasserer ansvar og stiller etterkontrollerbare og definerte krav til SFP. Kapasiteten kontrolleres ved dimensjonerende luftmengde, mens energieffektiviteten kontrolleres ved definert redusert luftmengde. Endrer man luftmengde på romnivå, skal hovedluftmengden endre seg tilsvarende. Ved energioptimal behovsstyring vil alltid et VAV-spjeld stå i maksimal åpen posisjon. Du finner mer informasjon om behovsstyring på prosjektweben til forskningsprosjektet Reduceventilation. Se: www.sintef.no/Projectweb/reduceventilation/ 1 0,9 Fraction of max SFP 162 0,8 0,7 0,6 Poor Normal Good Ideal Kontroll av kapasitet Kontroll av energieffektivitet 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 r² 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 r ², Fraction of maximum flow rate Samsvar romendring og totalluftmengde Alltid et åpent VAV-spjeld! Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Hva er forskjellen på krav til ventilasjon i passivhus og TEK10-hus? 2. Hva slags varmegjenvinner er det sikreste valget for kalde innlandsstrøk? 3. Hvordan kan du enkelt og billig behovsstyre ventilasjon i boliger? 4. Hva er SFP-faktorer og hva påvirker dem? 5. Når bør du velge sentrale ventilasjonsanlegg? 6. Hvorfor bør du plassere ventilasjonsaggregat og kanaler innenfor klimaskjermen? 7. Hva bestemmer energibruk til vifter? 8. Hvorfor bruker tradisjonelle trykkstyrte anlegg ofte unødvendig mye vifteenergi? 9. Hvordan fungerer styring mot optimalisert trykk? 10.Hva slags bygg er digital behovsstyrt ventilasjon egnet for? 11.Hvordan fungerer en aktiv tilluftsventil? 12.Hvilke krav bør du stille til CO2-sensorer? 163 164 Kapittel 7 – Energikilder Energikilder I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Vakuumsolfanger Foto: Hilde Kari Nylund Kravet til andelen energi som stammer fra fornybare energikilder, påvirker byggherrens/boligeierens valg. I områder med tilknytningsplikt for fjernvarme er valget ofte gitt. Andre steder kan både sol, bioenergi og flere typer varmepumpeløsninger være aktuelle løsninger. Ren elektrisk energiforsyning vil ikke tilfredsstille kravet i passivhusstandarden for boliger. Passivhusstandarden for yrkesbygg har de samme kravene til energiforsyning som TEK10. Valg av energikilde Økonomi og eventuell tilknytningsplikt til fjernvarme styrer hva slags energikilder og varmeanlegg vi velger. I områder med tilknytningsplikt må vi normalt tilrettelegge for å koble til fjernvarme til romoppvarming, ventilasjonsvarme og varmt tappevann, selv om behovet for romoppvarming er minimalt. I enkelte prosjekter har utbygger fått fritak for fjernvarme fordi kostnadene ikke kan forsvares i forhold til det faktiske varmebehovet. Generelt kan vi velge de samme energikildene til næringsbygg og boliger. Normalt velger vi den energikilden som gir størst uttelling i forhold til dekningsgrad og økonomi. Dette betyr for eksempel at vi kan velge energikilden ut fra hvilket behov den dekker. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Energikildenes egnethet Tappevann Solfanger Biobrensel Romoppvarming Tappevann og romoppvarming ( ) Lufttil-luft-varmepumpe Luft-til-vann-varmepumpe Vann-til-vann-varmepumpe Fjernvarme Varmepumpe og solfanger Solfanger og biobrensel Tabellen viser forenklet hvilke energikilder og kombinasjoner av energikilder som er egnet til å dekke behov for tappevann, romoppvarming eller begge deler. For eksempel vil en solfanger være best egnet til å dekke tappevann alene, men den kan også være egnet til å dekke både behov for tappevann og romoppvarming i et passivhus. Et annet eksempel er luft-til-luft-varmepumpe. Den dekker bare romoppvarmingsbehov. Det tredje eksempelet er kombinasjonen av solfanger og biobrensel, som er ( ) svært godt egnet til å dekke både behov for tappevann og romoppvarming. (Derfor vises denne kombinasjonen med to haker i tabellen.) (√). Oversikten er primært rettet mot boliger, og den vil variere med boligens størrelse og beliggenhet. Siden tappevann normalt utgjør en mindre andel av det totale oppvarmingsbehovet i større næringsbygg enn i boliger, kan varmekildenes egnethet være litt annerledes for næringsbygg. Unntaket er selvsagt svømmehaller og idrettshaller med stort tappevannsbehov. 165 166 Kapittel 7 – Energikilder Elektrisk oppvarming Direktevirkende elektrisk oppvarming betyr ofte lave investeringer og robuste løsninger, men krav til fornybarandel i passivhusstandardene betyr at elektrisitet ikke kan være eneste varmekilde. Fordeler med elektrisk oppvarming: • rimelig å installere • enkel regulering • lavt vedlikeholdsbehov Ulemper • regnes ikke som fornybar energi • bare el som kilde oppfyller ikke kravet til fornybar energi i NS 3700/3701 • lite fleksibel løsning Elektrisk oppvarming i form av panelovner, varmekabler eller varmebatterier er ofte robuste, og investeringskostnadene er lave. Panelovner er også enkle å regulere, mens innstøpte varmekabler er noe mer unøyaktige og trege å regulere. Litt dårligere regulerbarhet på varmekabler er sjelden noe stort problem i våtrom, der brukerne gjerne vil ha en jevn varme døgnet rundt. Den store ulempen med elektrisk oppvarming er at vi låser oss til én energikilde for oppvarming. Dette trenger ikke være noe stort problem så lenge vi har en annen energikilde vi kan bruke, for eksempel en vedovn eller biopelletskamin. Energibehov til tappevannsoppvarming er tradisjonelt blitt dekket med elektriske beredere. Disse er enkle og utprøvde og er også relativt enkle å regulere nøyaktig. Men tappevannsbehovet i norske boliger er ofte høyt og er den største energiposten i passivhus. Derfor bør vi vurdere å dekke tappevannsoppvarming med andre energikilder enn elektrisitet der det er praktisk og økonomisk mulig. Bare elektrisitet som energikilde i et passivhus betyr at kravene til fornybar energi ikke er tilfredsstilt, og huset kan derfor ikke defineres som et passivhus etter NS 3700. Elektrisk romoppvarming i passivhus er akseptabelt hvis minst 50 % av energibruken til tappevannet dekkes med en fornybar energikilde. Prosjektering av passivhus 167 LAVENERGIPROGRAMMET Biobrensel Varmekilder basert på biobrensel kan dekke både oppvarmingsbehov og tappevann i passivhus, men kan være krevende i forhold til lønnsomhet og avgitt effekt. Det finnes en rekke ulike oppvarmingsløsninger som bruker biobrensel: • Sentrale kjelsystemer som bruker ved, biopellets eller flis, og distribuerer varme via et vannbåret system. Systemene kan også dekke deler av tappevannsbehovet. • Lokale kaminer, ovner eller peisinnsatser som bruker ved eller biopellets. For eneboliger og mindre boligprosjekter (under 8–10 boligenheter) med passivhusstandard er det vanskelig å få økonomisk lønnsomhet i et sentralt biobrenselanlegg. Slike anlegg kan også være vanskelige å regulere nøyaktig. Dårlig regulering kan gi lav virkningsgrad og i verste fall overoppvarming. I større boligprosjekter kan det være aktuelt med en sentral, helautomatisk biopelletskjel som dekker behov for tappevanns‐ og romoppvarming. Slike anlegg må planlegges og dimensjoneres nøye, og de krever egen lagringsplass for brensel. De fleste vedovner passer dårlig i passivhus fordi de avgir for mye varme i forhold til varmebehovet, men det utvikles nå ovner med lav avgitt effekt tilpasset passivhus. Biopelletskamin er en egnet løsning, siden de kan reguleres ned til en effekt på under 2 kW. Disse har også ofte termostatstyring, slik at de slår seg av og på etter varmebehovet. Biopelletskaminer har også fordelen at de kan ha et lager av biopellets som automatisk blir matet inn i kaminene. Vedovner med varmekappe kobles til en akkumulatortank der varmen fra ovnen både kan benyttes til tappevann og romoppvarming. I kombinasjon med et solfangeranlegg vil et slikt anlegg fungere optimalt med vedovn som varmekilde vinterstid, mens solfangerne dekker store deler av varmebehovet til tappevann i de varmeste periodene. Vedovn med vannkappe er optimalt sammen med solfangere. Foto: Hilde Kari Nylund 168 Kapittel 7 – Energikilder Solenergi Solvarme er godt egnet til passivhus og brukes særlig til å varme opp tappevann. Solfangere kan dekke både tappevann og romvarme, men gir minst varme når samlet behov er størst. Foto: Hilde Kari Nylund I prinsippet kan vi utnytte solenergi i bygninger på tre måter: 1.passiv soloppvarming, det vil si soltilskudd som kommer inn gjennom vinduer 2.solfangere som varmer opp vann som brukes til rom‐ eller tappevannsoppvarming 3.solceller som omdanner solstråling til elektrisk energi Solfangere brukes stort sett til tappevannsoppvarming, men det finnes også kombisystemer som dekker både tappevann og romoppvarming. Vannbårne solfangere kan ta opp i området 70–90 % av den innkommende solstrålingen. Solfangere kan i nordisk klima dekke ca. 50 % av varmebehovet til tappevann, men dette kan variere fra 40–70 % avhengig solfangertype og antall kvadratmeter solfanger. En normal bolig vil trenge 3–10 m² solfangerareal bare for å dekke tappevannsoppvarming. Kombisystemer som både dekker romoppvarming og tappevann, kan dekke 10–30 % av romoppvarmingsbehovet og ca. 50 % av tappevannsbehovet. Leverer lite om vinteren Utfordringen med solfangere i lavenergiboliger og passivhus er at når romoppvarmingsbehovet er størst – i de kaldeste periodene – har vi lite tilgang på solenergi. Om sommeren er det motsatt, og tilgangen på solenergi er størst når vi ikke har romoppvarmingsbehov. Kombisystemer som primært dekker tappevannsbehovet og sekundært dekker vannbåren gulvvarme i bad og våtrom, kan være aktuelle løsninger. Solfangere bør optimalt være orientert mot sør (+/‐ 20°) og ha en helning på 30–60° (vinkel i forhold til horisontalplanet). Montering på sørvendte saltak over 30° er derfor vanlig plassering av solfangere. Solceller kan på sin side bare omdanne 10–20 % av den innkommende solenergien og trenger derfor relativt store flater for å dekke en betydelig andel av elektrisitetsbehovet til en bolig. Solceller er også foreløpig relativt dyre. Videreutvikling av solcel- Prosjektering av passivhus ler med høyere virkningsgrad og lavere kostnad kan gjøre solceller til en viktig del av energiforsyningen i framtidens boliger. Andelen egenprodusert, miljøvennlig energi vil bli stadig større i framtidens boliger. Siden solfangere ikke kan dekke hele 169 LAVENERGIPROGRAMMET det termiske energibehovet, må den ha en tilsatsvarme i de kaldeste månedene av året. Særlig kombinasjonen sol‐bio er en meget miljøvennlig løsning som kan gi tilnærmet null klimagassutslipp. Det finnes allerede i dag kommersielt tilgjengelige sol-bio-systemer med ferdig automatikk. REFERANSE Du kan lese mer om solfangersystemer til passivhus i Prosjektrapport 22 fra SINTEF Byggforsk, 2008: (Andresen, I. Planlegging av solvarmesystemer for lavenergi‐ og passivhus. En introduksjon) Solfangere Foto: Laila Borge, Naturvernforbundet Pelletskjel på Eidsvåg Foto: Sebastian von Hofacker Passivhusleilighetene ved Løvåshagen i Bergen har vakuumsolfangere på taket som dekker deler av tappevannsbehovet og noe av varmen på bad. • Det er to solfangere per leilighet, koblet direkte til varmtvannstanken i hver enkelt leilighet. • Spesialutviklet varmtvannsbereder/ akkumulatortank. • Solenergien går primært til tappevann (50 %), men også baderomsvarme (15–20 %). • Anlegget må ha radiatorer på taket for å kvitte seg med overskuddsvarme om sommeren. Prinsippskisse av vakuumsolfanger: Solvarme absorberes av svart belegg på indre glassvegg Varme ledes til kobbersylinder av varmereflektor Varmeoverføring Varm damp stiger opp inne i kobbersylinderen Kondensert væske samles i bunnen av kobbersylinderen 170 Kapittel 7 – Energikilder Varmepumper Luft-til-luft-varmepumper passer dårlig i passivhus, mens varmepumper som dekker både oppvarming og tappevann via vannbårne systemer kan være godt egnet. Bergvarmeløsninger kan dekke både tappevann og oppvarming i passivboliger, men kostnader til borehull og installasjon er høye. Foto: Hilde Kari Nylund Varmepumper finnes i en rekke utførelser og systemer, og i mange kostnadsnivåer. Vi deler vanligvis inn varmepumper etter hvor de tar varme fra (omgivelsesvarme), men også etter hvordan de avgir varmen til boligen. Varmepumper kan deles inn i fem hovedsystemer, avhengig av hvor de henter varmen, og hvordan de avgir den: • • • • • • luft-til-luft-varmepumpe avtrekksvarmepumpe luft-til-vann-varmepumpe berg-/vann-/jord-til-vann‐varmepumpe gråvannsvarmepumpe kompaktaggregater/integrerte løsninger Utfordringen for ordinære varmepumpesystemer i forhold til passivhus er det Prosjektering av passivhus lave og veldig varierende varmebehovet. Derfor er det viktig at vi velger og designer varmepumpesystemet spesiell til det lave varmebehovet, og at vi legger spesielt vekt på å dekke tappevannsbehovet, som ofte er dominerende i slike boliger. Luft-til-luft-varmepumper Luft-til-luft-varmepumper tar varme fra uteluften og avgir den direkte til inneluften. Slike varmepumper har blitt mye rimeligere de siste årene, og de kan være lønnsomme i eksisterende boliger med høyt oppvarmingsbehov. Ulempen med denne typen varmepumper er at ytelsen (varmefaktoren) avtar ved lave temperaturer, og den er liten når temperaturen nærmer seg ‐20 °C. Boliger med uft-til-luft-varmepumpe trenger derfor en annen energikilde for å dekke oppvarmingsbehovet i de kaldeste periodene. En annen ulempe er at disse varmepumpene er punktvarmekilder, og de trenger derfor en relativt åpen planløsning for å dekke en betydelig del av romvarmebehovet. Luft-til-luft-varmepumper passer relativt dårlig i passivhus, siden de yter minst når varmebehovet er størst. Dessuten vil de ikke kunne dekke kravet til fornybar energi i NS 3700. Varmepumpen må i så fall kombineres med en annen fornybar energikilde. Solfangere har også dårligst ytelse når det er kaldt. Derfor trenger boligen en annen fornybar energikilde som må dekke store deler av oppvarmingsbehovet vinterstid. Fordeler og ulemper med luft-til-luft-varmepumper Fordeler • • • • akseptabel pris (ingen distribusjonskostnad) relativt enkel montering høy kapasitet stort utvalg Ulemper • avgir noe støy innendørs og utendørs • dårligst ytelse når behovet er størst • punktvarmekilde LAVENERGIPROGRAMMET 171 172 Kapittel 7 – Energikilder Luft-til-vann-varmepumper Denne typen varmepumper tar varme fra uteluften og varmer opp varmtvann. Varmtvannet kan brukes både til å dekke tappevannsbehov og romoppvarmingsbehov. Som for luft-til-luft- varmepumper er ulempen at ytelsen reduseres ved lave utetemperaturer. Men for steder med relativt milde vintre vil luft-til-luft-varmepumper fungere godt. Denne typen varmepumper er brukt som varmeforsyning i flere passivhusprosjekter. Varmepumpen må kombineres med vannbåren romvarme (radiatorer eller gulvvarme). Luft-til-vann-varmepumper Fordeler • dekker store deler av oppvarmingsbehovet til tappevann og romoppvarming • tilfredsstiller kravet til fornybar energi i NS 3700 • gir ikke støy innendørs Ulemper • gir noe støy utendørs • dårligst ytelse når behovet er størst • fortsatt kostbare i forhold til lavt oppvarmingsbehov Solfanger og varmepumpe. ISOBO aktiv (Jadarhus) har både solfangere og luft-tilvann-varmepumpe. Anlegget har også en rørslynge gravd ned i bakken rundt huset for å forvarme tilluften. Dette er også omtalt i kapittel 6 om boligventilasjon. Prosjektering av passivhus 173 LAVENERGIPROGRAMMET Eksempel med luftinntakskulvert Strinda administrasjonsbygg har en luftinntakskulvert som betjener kontorbyggets ventilasjonsaggregater. Kulverten er utformet slik at inntaksluften får lav lufthastighet. Da blir trykktapet lavt, og luften får relativt lang oppholdstid slik at bakkens termiske masse kan forvarme inntaksluften. Ventilasjonsaggregatene har felles avkastkanal som er hengt opp i kulvertens tak og ført ut i toppen av luftinntakstårnet. Avkastluften ledes deretter inn på en reversibel luft-tilvann-varmepumpe, slik at varmepumpen jobber med litt høyere temperatur enn utetemperaturen. Anlegget har temperaturfølere som måler forskjellen mellom uteluft og kulvertluft. Foreløpige registreringer for april–mai 2012 tyder på et gjennomsnittlig bidrag på omlag +2 ℃. (Dette er basert på manuelle registreringer før automatisk logging er satt i drift.) Varmesentralen til bygget består av en reversibel luft-til-vann-varmepumpe med elektrokjel som spisslast. Sentralen leverer varme til forvarming av tappevann, gulvvarme, radiatorer og ventilasjonsvarmebatterier. Luft-til-vann‐varmepumpen er koblet i serie med elektrokjelen via en dobbelsirkulasjonstank, som gir en egen uavhengig krets mot varmepumpe, samt akkumulering. Den reversible luft-til-vann‐varmepumpen skal i kjøledrift levere kjøling til byggets ventilasjonsaggregater. Kjølebehovet er dimensjonerende for varmepumpen. Nedgravd betongkulvert med lengde 25 m og tverrsnitt på 2 x 3 m (bredde x høyde). Luftinntakstårn med luftinntaket vendt mot nord. Under: Prinsipiell oppdeling av varmesentralen ved Strinda administrasjonsbygg Gulvvarme 35/30 °C Elektrokjel. Spisslast Innenfor bygget Utenfor bygget Reversibel luft/ vann VP Avkastluft Varmt tappevann 55/20 °C Radiatorer 55/45 °C Ventilasjonsvarme 55/30 °C Kjølebatterier ventilasjon 174 Kapittel 7 – Energikilder Berg-, jord- og vann-til-vann-varmepumper Disse typene varmepumper tar varmen fra berg (borehull), grunnvann (borehull), jord (kollektorsløyfer i jorda) eller fra sjøvann eller elver. Varmepumpene kan levere varme både til tappevann og vannbåren romvarme (radiatorer eller gulvvarme). Alle disse løsningene krever betydelige investeringer i varmeopptakssystemet i form av kollektorrør, boring og lignende, og er derfor også de mest kostbare varmepumpeløsningene. Fordi temperatur på varmekilden er relativt stabil, kan varmefaktoren (effektfaktor, COP) være relativt høy, det vil si 2,5–3,5. Den vil også være stabil over året. Men høyt investeringsbehov og lite varmebehov i passivhus betyr at grunnvarmepumper som regel ikke er lønnsomt for eneboliger. Slike systemer kan være mer aktuelt for prosjekter med mange kompakte boenheter (blokker) eller for flere eneboliger som går sammen om et felles varmeopptakssystem. For eksempel kan flere boenheter dekke sitt varmebehov med ett borehull. Fordeler med berg-, jord- og vann-til-vann-varmepumper: • • • • tar liten plass utendørs og gir ikke støy har normalt høy driftssikkerhet høy varmefaktor (ytelse) høy kapasitet Ulemper • høye installasjonskostnader (borehull, sløyfe til vann eller graving) Prosjektering av passivhus 175 LAVENERGIPROGRAMMET Gråvannsvarmepumper Gråvannsvarmepumper gjenvinner varme fra avløpsvannet (alt avløpsvann bortsett fra toalett). I stedet for at denne varmen sendes ut til det kommunale avløpssystemet, sørger gråvannsvarmepumper for å gjenvinne den og sende den tilbake til boenhetene i form av varmt vann. Gråvannsvarmeanlegg fungerer altså som varmegjenvinningsanlegg, på samme måte som ventilasjonsluftvarmepumper. Varmekilden – gråvannet – har høy temperatur, og dermed får varmepumpen høy effektfaktor (varmefaktor). Mulighetene for å spare energi med slike anlegg er store. Gråvannsvarmepumper for varmtvannsberedning er en aktuell og interessant løsning for leilighetskompleks og boligblokker med passivhusstandard. Investeringskostnadene vil imidlertid bli nokså høye fordi varmeopptakssystemet trenger separat avløpssystem for gråvann, oppsamlingsbasseng, pumper og så videre. I tillegg vil antageligvis vedlikeholdskostnadene for gråvannsvarmepumper være nokså høye. Blant annet trenger slike anlegg kontinuerlig rengjøring av gråvannsbasseng og rensing av filter og varmevekslere. Varmtvannet kan enten brukes til tappevannsoppvarming, romoppvarming eller begge deler. Denne typen varmepumper er primært brukt i svømmehaller og badeland og er fortsatt lite brukt i boliger. Gråvannsvarmepumper gjenvinner varme fra avløpsvannet (ikke toalett). 176 Kapittel 7 – Energikilder Andre gjenvinnere av gråvannsvarme Spesielt i boliger er energibruk til tappevann den dominerende energiposten, og derfor er det interessant å gjenvinne energien fra brukt tappevann (gråvann). Vi har et fåtall produkter på det norske markedet som varmegjenvinner gråvannet fra boliger. Én løsning plasserer gjenvinneren i en nedsenket brønn i kjeller eller lignende og kobler avløpsvannet fra kjøkken, bad og vaskerom til berederen. Ifølge leverandøren kan opptil 40 % av energien i gråvannet gjenvinnes. Systemet krever jevnlig vedlikehold (renhold) for å sikre et godt resultat. Et annet, mye enklere system gjenvinner varmen fra gråvann mens man dusjer. Det vil si at varmen fra det brukte dusj- vannet gjenvinnes og tilbakeføres til nytt dusjvann. Denne dusjvarmegjenvinneren plasseres under dusjkabinettet der de aktuelle vannrørene kobles på. Løsningen er ganske begrenset og gjenvinner bare deler av gråvannet – men en del som er viktig i forhold til å senke total energibruk. Dette systemet er heller ikke godt dokumentert, men det er interessant. Det finnes også andre systemer som gjenvinner energien fra gråvann ved enkle varmeoverføringsprinsipper som systemet til venstre viser. Så langt har vi få erfaringer med produktet, både i forhold til hvordan drift og vedlikehold fungerer, og hva slags virkningsgrad systemet gir. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Fjernvarme Fjernvarme basert på miljøvennlig energi kan dekke både tappevann og romoppvarming i passivhus, men det forutsetter forenklede og kostnadseffektive vannbårne varmeanlegg. De fleste store fjernvarmeverk i Norge er basert på å brenne avfall for å produsere varme, men de har også en rekke andre energikilder som brukes som spisslast når anleggene ikke har nok tilgang på avfall. Både olje, elektrisitet, gass og biobrensel er vanlige spisslastkilder. Hvor miljøvennlig fjernvarme er, varierer en del mellom ulike leverandører. De fleste har et mål om å dekke betydelig mer enn 50 % med fornybar energi (avfall regnes da ofte som fornybar). Varme fra fjernvarmeledningen overføres til det vannbaserte varmesystemet i et bygget via en varmeveksler. I områder med konsesjonsplikt kan kommunene kreve at man kobler seg til fjernvarmenettet for å bruke fjernvarme til romoppvarming, ventilasjonsvarme og tappevann. Vi har sett flere eksempler på boligprosjekter i Norge hvor det tilsynelatende har vært konflikt mellom lavenergiboliger og bruk av fjernvarme til romoppvarming. Utbyggere har ment at det har vært for kostbart å satse både på lavenergitiltak og et relativt kostbart vannbåret oppvarmingssystem. Men det foregår arbeid og utvikling på dette området for å få fram mer kostnadseffektive vannbårne systemer som er tilpasset det lave varmebehovet i passivhus. 177 178 Kapittel 7 – Energikilder Kompaktaggregater Kompaktaggregater som dekker ventilasjon, tappevann og eventuelt romoppvarming er vanlige i Østerrike og Tyskland, men så langt lite brukt i Norge. Såkalte kompaktaggregater har balansert ventilasjon med varmegjenvinning, lufttil-vann-varmepumpe basert på avtrekksluft (etter varmegjenvinner) eller uteluft og varmtvannsproduksjon. Varmtvannet kan dekke tappevannsbehovet, men også brukes til romoppvarming (gulvvarme i våtrom eller radiatorer). Siden varmemengden i avtrekksluften etter varmegjenvinneren (vanligvis motstrømsvarmeveksler) er begrenset, er avgitt effekt fra varmepumpen til varmtvannsproduksjon også ganske lav, typisk i området 1,0–1,8 kW i sentraleuropeisk klima. Men siden kompaktaggregatet kontinuerlig avgir effekt til en lagringstank på 250–300 l, kan det dekke en stor andel av varmebehovet (tappevann og rom) i et passivhus, typisk 75–90 %. Årsvarmefaktoren for avtrekksvarmepumpa ligger i Bergvarmepumpe Foto: Laila Borge, Naturvernforbundet Prinsippskisse av hus med balansert ventilasjon og luft til vann-varmepumpe basert på avtrekksluft (NIBE F470) området 2,0–2,5 i sentraleuropeisk klima. Vi kan også koble solfangere på denne typen system for å kunne dekke en enda større del av varmebehovet med fornybar energi. I praksis vil avtrekksvarmepumpen og solfangeren konkurrere om å levere varme i stor deler av året, mens begge deler har dårligst effekt i de kaldeste periodene av året når varmebehovet er størst. Dessverre er det foreløpig lite eller ingen erfaring med hvor mye varme slike kompaktenheter kan produsere i kaldt norsk eller nordisk klima. Kompaktaggregater kombinerer balansert ventilasjon, varmegjenvinning og varmepumpe på avtrekksluft i samme aggregat. De kan dekke deler av tappevanns- og romoppvarmingsbehov. Slike løsninger er mye brukt i Østerrike og Tyskland, men foreløpig lite brukt i Norge. Prosjektering av passivhus 179 LAVENERGIPROGRAMMET Distribusjonssystemer for romvarme Vannbåren varme i passivhus distribueres via gulvvarme, radiatorer eller viftekonvektorer. Varme produsert av de fleste energikildene definert som fornybare energikilder må distribueres med vannbåren varme. Unntaket er luft-til-luft- varmepumpe der varmen distribueres direkte fra varmepumpen som en punktkilde. Men denne energikilden klarer ikke å dekke passivhusstandardens krav til fornybar energi alene. Vannbåren romoppvarming kan vi distribuere enten med radiatorer eller vannbåren gulvvarme i en eller annen form. Tradisjonell gulvvarme fordelt over store deler av gulvet er ikke nødvendig i passivhus og trolig heller ikke heldig i forhold til komfort. Fordi effektbehovet til romoppvarming er svært lavt i passivhus, kan det være vanskelig å regulere gulvvarme siden det fort kan bli for varmt. Dette gjelder selv om vi velger et lett gulvvarmesystem som har rask responstid i forhold til regulering. Passivhus trenger ikke gulvvarme for å sikre behagelige gulvtemperaturer, siden gulvene i passivhus er svært godt isolert. Derfor er de behagelig varme så lenge vi har valgt materialer med lav varmetransportkoeffisient (det vil si ikke flis, laminat eller gulv rett på betongen). Vi kan derfor vurdere gulvvarme bare i enkelte deler av boligen hvor brukere krever slik varme, som på bad og i entreen. Andre deler av boligen kan vi forsyne via en eller flere radiatorer eller viftekonvektorer. Vannbåren varme i passivhus Velg gulvvarme i de rommene hvor brukerne forventer det (bad, entré). I andre rom kan du velge radiatorer, forenklet gulvvarme (for eksempel bare i randsoner) eller viftekonvektorer. Varmeløsning i Løvåshagen Prosjektet Løvåshagen i Bergen ferdigstilte i 2008 52 lavenergi‐ og 28 passivhusleiligheter. Passivhusleilighetene har en type forenklet vannbåret varmesystem med gulvvarme i bad og en enkel radiator i entreen/stua. Det gir svært korte rørføringer, minimalt med varmetap og lavere kostnader til rør. Løsningen har et ettrørssystem med bypass slik at varmtvannet kan kjøres utenom radiatoren. Både tappevann, radiator og baderomsgulv har samme temperaturnivå (tur-retur 60–40). Distribusjonsrørene i baderomsgulvene har et rør‐i-rør-system for å oppnå tilstrekkelig lave overflatetemperaturer og unngå skolding. Ifølge spørreundersøkelser blant beboere i enkelte leiligheter med passivhusstandard har ikke beboerne rapportert problemer med innetemperaturen på vinteren. REFERANSE Prosjektrapport 90 Systematisering av erfaringer med passivhus SINTEF Byggforsk Ettrørssystem med bypass-løsning slik at varmtvannet kan kjøres utenfor radiator. Tappevann, radiator og baderomsgulv har samme temperaturnivå. Rør-i-rør-system i baderomsgulv sikrer mot skolding. Leilighetene har en enkel radiator (800–1000 W) i entré mot åpen stue- og kjøkkenløsning. 180 Kapittel 7 – Energikilder Gulvvarme og viftekonvektor I Rudshagen borettslag i Oslo har OBOS bygget 17 eneboliger med passivhusstandard som bruker luft-til-vannvarmepumper som energikilde. Boligene er på 2 etasjer, fordelt på 118 m². De har gulvvarme på begge bad (et i hver etasje) og i inngangspartiet. Dessuten har første etasje en sentralt plassert viftekonvektor. Den sørger for å spre varmen godt i første etasje, som har en åpen romløsning. Normale oppdriftskrefter vil også fordele noe varme opp via trapp til andre etasje. Varmebehov ut over hva viftekonvektoren eventuelt ikke klarer å dekke på de Eneboligene i Rudshagen borettslag har luft-til-vann-varmepumpe, vannbåren gulvvarme på bad og i entré og viftekonvektor i første etasje. En av de 17 eneboligene har solfangere i stedet for varmepumpe, og de to løsningene skal evalueres detaljert. absolutt kaldeste dagene, vil dekkes med elektriske panelovner eller lignende. Foreløpig er ikke denne varmeløsningen evaluert gjennom brukerundersøkelser, men dette vil bli gjennomført i Lavenergiprogrammets forskningsprosjekt EBLE som startet i 2012. I tillegg pågår en detaljert evaluering av et hus med solfangere og et hus med varmepumpeløsning for å øke kunnskapen om disse to energisystemene. Resultatene av denne evalueringen vil trolig bli klare i 2013. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Kan du dekke varmebehov i et passivhus med bare elektrisitet? 2. Hva slags biobrenselløsninger er egnet for passivhus? 3. Hvor stor andel av energibehovet i passivhus kan solfangerløsninger dekke? 4. Hva slags typer varmepumper egner seg for passivhus? 5. Er gulvvarme aktuelt i passivhus? 181 182 Kapittel 8 – Drift Drift I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Driften av bygget er en av faktorene som er med på å påvirke om et bygg når målene om lavt energiforbruk. I dette kapittelet skal vi se nærmere på tiltak som sikrer at energibruken i bygget ikke overstiger det som er prosjektert. Når vi her sammenligner beregnet energibruk med kravene i NS 3700 / NS 3701, har vi brukt standardiserte data for bl.a. driftstider, energi til lys og utstyr, et gitt temperaturnivå og et gitt ventilasjonsnivå. Dette har vi gjort for å ha mulighet til direkte å sammenligne ulike bygg innen samme kategori. I tillegg gir det oss muligheten til å se forventet energibehov opp mot gitte krav. Beregnet energibehov kan dermed sies å være det forventede energinivået for et bygg som driftes optimalt (etter gitte kriterier). Prosjektering av passivhus 183 LAVENERGIPROGRAMMET Målt energibruk vs. beregnet energibruk 90 Bolig Målt energibruk (kWh/m²/år) 80 Yrkesbygg 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Forventet energibruk (kWh/m²/år) Xrgia har på oppdrag fra Energi Norge utarbeidet en rapport hvor de sammenligner forventet og målt energibruk i lavenergi- og passivhus. Firmaet hentet inn data fra 64 prosjekter i Norge, Sverige, Tyskland, Østerrike og Sveits. For de fleste byggene inneholder rapporten kun informasjon om forventet og målt energibruk, uten at målingene er korrigert for variasjoner i ute- eller innetemperatur. Dette har betydning for informasjonen, men like fullt viser undersøkelsene interessante funn. Datagrunnlaget viser stor spredning i sammenhengen mellom forventet og målt 140 Målt energibruk (kWh/m²/år) energibruk. I gjennomsnitt er målt energibruk i byggene høyere enn forventet. Informasjonskildene nevner fem årsaker til avvik i energibruken: • feil i bygningskroppen • feil prosjektering • feil i tekniske anlegg • høyere innetemperatur enn beregnet • feil design av bygget • feil bruk av bygget I tillegg er trolig høyere forbruk av varmt tappevann i boliger en mulig årsak. Lavenergiboliger Grimstad energibruk til oppvarming Skole Trondheim totalt energibruk GRID Arendal totalt energibruk Lavenergi småhus energibruk til oppvarming Lavenergi skole totalt energibruk Lavenergi kontorbygg totalt energibruk 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 Illustrasjonen viser forventet og målt energibruk til oppvarming i boliger og yrkesbygg. Dataene er hentet fra 64 prosjekter i 5 land. 80 100 120 Forventet energibruk (kWh/m²/år) 140 REFERANSE Energibruk i lavenergiog passivbygg En sammenligning av forventet og målt energibruk. Rapport utarbeidet av Xregia i 2011 184 Kapittel 8 – Drift Årsaker til avvik mellom beregnet og målt energibruk Hvordan forklarer vi så avvikene mellom beregnet og målt energibruk? De største avvikene finner vi der dataene kommer fra installasjoner som er brukerstyrte, eller fra systemer som trenger god innregulering: • innetemperaturer • forbruk av varmt tappevann (særlig i boliger) • ventilasjonsmengder • solavskjerming • type belysning og utstyr • driftstider • regulering av de ulike inputverdiene • ytelse av ulike tekniske produkter –– gjenvinning, ventilasjonsmengder, solavskjerming, varmepumpe, solfanger –– avhenger typisk av bl.a. vedlikehold i tillegg til "ovet ytelse • klima For konstruksjoner som tak, vegger, gulv og vinduer er de byggetekniske verdiene, for eksempel u-verdier, normalt på det nivået som er lagt til grunn for beregningene. Dette forutsetter naturligvis at løsningene er tatt i bruk og montert slik de skal. Det samme gjelder selve ventilasjonsanlegget, inkludert aggregater og kanaler, selv om det her kan forekomme avvik mellom prosjektert og faktisk løsning. Det er derfor viktig at prosjekteringsunderlaget er komplett, og at den som monterer ventilasjonsanlegget følger anvisningene. I tillegg er det viktig at anlegget reguleres tilstrekkelig, og at dette arbeidet dokumenteres gjennom en innreguleringsprotokoll. I tillegg til at brukerne påvirker energibruk i stor grad, kan også klimaet gi avvik mellom beregnet og målt energibruk. For å unngå avvik er det viktig å bruke så nøyaktige klimadata som mulig som grunnlag for energiberegningene. I tillegg må du huske å korrigere det årlig målte energibruket mot gjennomsnittstemperatur. Hvordan sikre optimal drift av bygget? 1. Formålsfordelt måling av ulike energibærere Formålsfordelt måling av ulike energiposter er nødvendig for å kunne avdekke de ulike energipostene i et bygg. Dette gjøres ved å ha egne kurser for de ulike postene. Dersom det er lagt opp til detaljert styring av en eller flere energiposter, slik som for eksempel belysning, er det tilrådelig å ha muligheten til å følge opp dette spesielt. 2. Sentral driftskontroll For å kunne overvåke om systemene fungerer som planlagt, er det nødvendig å benytte sentral driftskontroll. Et webbasert SD-anlegg gir brukerne mulighet til å følge med på energibruken. 3. Energioppfølgingssystem (EOS) Et energioppfølgingssystem (EOS) vil kunne avdekke avvik mellom energibruk for bygget i drift og beregnet energibruk EOS gir en mer detaljert oversikt over energibruk enn et system som bare overvåker totalt energibruk per år. 4. Soneinndeling Soneinndeling av bygget gir gode muligheter for styring av bygget avhengig av klima, belegg, bruksmønster o.l. 5. Innkjøring og testing God innkjøring og testing av både komponenter og systemer er viktig før bygget er klart for ferdigbefaring og bruk. 6. Ferdigbefaring Under ferdigbefaring er det viktig å ha fokus på energiytelse for de ulike installasjonene for å sikre at disse fungerer som forutsatt ved oppstart. Erfaringer viser at det ofte er betydelige problemer knyttet til akkurat installasjoner det første året, noe som gjerne fører til høyt energiforbruk. Det kan være lurt å sjekke visuelt at de tekniske anleggene som er montert, er i henhold til det som er prosjektert. Samtidig er det også fornuftig å gjennomgå de ulike systembildene i SD-anlegget for å sjekke at de inneholder det de skal, at settpunkter er riktig innstilt osv. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 185 Energiledelse Et energioppfølgingssystem (EOS) er et viktig verktøy for energiledelse. Det gjør det enklere å oppdage feil ved og sikre optimal drift av tekniske installasjoner. Med energioppfølging mener vi en systematisk registrering av energibruken i bygget over en periode. Energioppfølging går ut på: • å registrere totalbruken av energi til en bygning over kortere perioder (for eksempel en time, et døgn, en uke) • å analysere energibruken i forhold til et parameter i måleperioden (vanligvis utetemperatur) • å sammenlikne energibruken med en forventet verdi for bygningen En ET-kurve (energi-temperaturkurve) for en bygning viser sammenhengen mellom faktisk energibehov og gjennomsnittlig utetemperatur i en aktuell tidsperiode. For et passivhus med begrenset oppvarmingsbehov i forhold til totalt energibehov vil en slik kurve ha mindre betydning enn for bygg med store temperaturavhengige energiposter. Det er derfor svært viktig med måling og oppfølging av formålsdelte temperaturuavhengige energiposter i tillegg. Driftspersonale med interesse for og kompetanse i energiledelse Framtidens bygg krever driftspersonale med god energikompetanse. EOS er et verktøy som lar driftsansvarlig kontrollere og avdekke mulige avvik. For å utnytte systemet godt er det viktig å ha en driftsansvarlig som både har kompetanse og interesse for energi i bygg. I Drammen kommune er alle de 75 byggene kommunen eier, styrt av en håndfull godt kompetente driftspersoner som har god kjennskap til byggene, de datastyrte SD-anleggene og de tekniske installasjonene. Hvis man ikke har eget kompetent driftspersonale i bygget, bør man inngå en serviceavtale for de tekniske anleggene. Avtalen bør inneholde følgende sjekkpunkter: • utskifting av filter på ventilasjonsanlegget • kontroll med at brennere i kjeler er riktig innjustert • kalibrering av følere • jevnlig ettersyn av varmepumper og kjølemaskiner, foretatt av kuldeleverandør, for å sikre energieffektiv drift og unngå driftsstans i de tekniske anleggene i byggene 186 Kapittel 8 – Drift "Verdens mest energivennlige" hotell på Lerkendal har utvist stor kreativitet for å få ned energibruken: • heiser koblet til dynamo for å produsere elektrisitet • inndeling av soner der romoppvarming, ventilasjon og belysning styres av hotellets bookingsystem • ingen minibar eller varmekabler • sparedusjer med tidsstyring • automatisk solskjerming • automatisk lysstyring • bonuspoeng når gjester bruker lite energi Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Hva er de viktigste årsakene til avvik mellom beregnet og målt energibruk? 2. Hvordan kan du som prosjekterende bidra til mest mulig energieffektiv drift av bygget? 187 188 Kapittel 9 – Økonomi Økonomi I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM: Lønnsomheten knyttet til passivhus er bestemt av flere forhold, og særlig rente, levetid, energipris og fremtidige energibesparelser. Noen av disse forutsetningene velger byggherre selv i det enkelte tilfelle, men når vi sammenligner passivhus med andre løsninger på generelt grunnlag, for eksempel TEK10-løsninger, er det viktig å benytte mest mulig sammenlignbare forutsetninger. For å kunne sammenligne kostnadene for passivhus med kostnadene for andre løsninger må alle andre forskjeller mellom byggene enn dem som er spesifikt knyttet til passivhuskonseptet, holdes utenfor. I dette kapittelet ser vi på hvilke erfaringer som er gjort til nå, og presenterer et forslag til kalkylemodeller som kan benyttes for å beregne økonomi og lønnsomhet. I tillegg til rente, energipris og levetid vil passivhusenes popularitet i markedet påvirke lønnsomheten ved at prisene øker eller synker. 189 LAVENERGIPROGRAMMET Prosjektering av passivhus Erfaringer fra Enovas tilskuddsordninger Enova har siden 2010 gitt tilskudd til oppføring av bygg med lavenergiog passivhus-utførelse. De som søker om tilskudd, må blant annet oppgi merkostnadene sammenlignet med oppføring av samme bygg etter gjeldende TEK. Disse tallene er lagt inn i en database. Merkostnader ved bygging av passivhus (kr / m²) Antall prosjekter ENOVA erfaringstall Boliger Yrkesbygg 10 12 1 540 882 Nivå Forskriftsnivå 2007 (kr / m²) Lavenerginivå 2012 (kr / m²) Passivhusnivå 2017 (kr / m²) Passivhus + nivå 2022 (kr / m²) Nybygg Boliger 0 Rehabilitering Yrkesbygg Boliger 0 750 Yrkesbygg 500 600 400 1000 600 1500 1000 1800 1080 1200 800 1500 900 Eksempel: Nye Hokksund ungdomsskole i Øvre Eiker kommune (Buskerud) Prosjektkostnad TEK07: 30 784 kr / m² Prosjektkostnad passivhus: 32 696 kr / m² Merkostnad passivhus: 1 946 kr / m² (6,2 %) Merkostnad passivhus med støtte: 1 563 kr / m² (5,0 %) Kostnadsnivået varierer fra bygg til bygg og er avhengige av design, utforming, valg av løsninger m.m. Tallene i Enovas database varierer betydelig. Når søknaden leveres inn, er ikke bygget ferdig prosjektert. Valg av løsninger, erfaring fra tidligere lavenergiprosjekter og produktiviteten til utbygger påvirker også kostnadsanslagene. Dette er sannsynligvis årsaken til de store variasjonene. Det er også grunn til å tro at kostnadene som oppgis i en søknad til Enova, ofte er tilpasset støtteordningen. REFERANSE Prosjektrapport 40 Energieffektivisering i bygninger – mye miljø for pengene! Tor Helge Dokka, Marit Thyholt, Michael Klinski, Anders Kirkhus, Guro Hauge. SINTEF Byggforsk. 2009 190 Kapittel 9 – Økonomi Merkostnader ved bygging av passivhus LES MER: http://dibk.no/Global/ Energi/Rapport%20 kostnadsoptimalitet. pdf Marienlyst skole i Drammen 5 %* *Merkostnader ved å bygge passivhus sammenlignet med TEK07 Kilde: Arkitekt Bengt G. Michalsen Merkostnadene ved å bygge passivhus sammenlignet med et TEK10-bygg varierer fra bygningskategori til bygningskategori og fra prosjekt til prosjekt. Det finnes per i dag ingen standard for hvordan man skal beregne merkostnader, og hva man skal bruke som referanseverdier. I en rapport utarbeidet av Multiconsult og SINTEF er det anslått merkostnader for passivhusprosjekter sammenlignet med TEK10. For en enebolig er merkostnaden beregnet til kr 790 per m². Et leilighetsbygg med passivhusstandard er beregnet til en merkostnad på kr 430 per m². For et kontorbygg på 3 600 m² er merkostnaden beregnet til kr 610 per m². Større konkurranse på markedet og utvikling av nye produkter og løsninger Nye Hokksund ungdomsskole 6,2 %* tilpasset passivhus og andre lavenergibygg kan bidra til at prisene på enkelttiltak går ned. Blant annet har det kommet nye tetteprodukter som gjør det enklere å oppnå lave lekkasjetall nå enn før. Disse produktene koster noe mer i innkjøp, men bidrar til å redusere antall arbeidstimer. Et annet eksempel er behovsstyrt ventilasjon i yrkesbygg. Her har det kommet flere og bedre løsninger på markedet, og slike løsninger er nå mer utbredt enn før. Samtidig vil et passivhus kreve et høyere forbruk av materialer generelt. Enkelte materialer må holde høyere kvalitet og har dermed en høyere kostnad. Vinduer med bedre U-verdi er ett eksempel. Investeringskostnaden er derfor noe høyere når man bygger passivhus enn et TEK10-hus. Storøya barnehage på Fornebu 4%* I forskningsprosjektet EBLE (Evaluering av boliger med lavt energibehov) vil forskerne blant annet undersøke merkostnader knyttet til bygging av passivhus sammenlignet med TEK10-bygg. Les mer om forskningsprosjektet på www.lavenergiprogrammet.no Prosjektering av passivhus 191 LAVENERGIPROGRAMMET Byggetekniske kostnader knyttet til passivhus vs. TEK10? I 2011 gjennomførte Treteknisk institutt et prosjekt hvor de sammenlignet byggetekniske kostnader for tre ulike småhus som er oppført i henhold til TEK10 og med passivhusutførelse. Kostnadsoverslagene omfatter ikke eventuelle merkostnader knyttet til kravene om fornybar energi og prosjektering. Erfaringer fra prosjektet: • Økte kostnader til materialer –– varierer avhengig av hvilke løsninger som brukes –– I-profiler og Iso3 er for eksempel dyrere enn dobbeltvegger • Økt tidsforbruk til bygging –– varierer avhengig av hvilke løsninger som brukes –– I-profil og Iso3 er for eksempel raskere å bygge enn dobbeltvegger • Totale merkostnader til oppføring av småhus (kun byggeteknisk) –– inkl. påslag, mva. på timepriser: 900–1 100 kr/m², som tilsvarer 13–16 % i forhold til TEK10 (byggetekniske inkl. ventilasjon) –– ev. økte kostnader til fornybar energi kommer i tillegg Grunnlagsdataene er levert av et norsk boligbyggerfirma. Tallene inkluderer kostnader knyttet til materialer og tidsbruk for oppføring av de tre modellene. For hver boligmodell er det utført beregninger med to ulike veggutførelser. I rapporten fra prosjektet er både totalkostnaden (inkludert normale påslag på materialene, mva. og reelle timepriser) samt nettokostnader oppgitt. Kalkulasjonene viser at de totale merkostnadene for oppføring av de tre småhusene varierer mellom ca. 900 og 1 100 kr/m². Dette utgjør for disse husene en merkostnad på 13–16 % av totalkostnadene for oppføring av boligene (kun byggetekniske løsninger inkludert ventilasjon over grunnmur). REFERANSE ENTRE – energieffektive trekonstruksjoner. Delrapport 2 – Yttervegger i tre som kan tilfredsstille passivhuskrav. Norsk treteknisk institutt. Juli 2011 192 Kapittel 9 – Økonomi Kostnader knyttet til kravet om fornybar energi Kravet om at 50 % av netto energibruk til oppvarming av varmtvann skal komme fra fornybare energikilder, kan medføre økte kostnader ved bygging av passivhus. Merkostnaden er imidlertid avhengig av hvilken løsning du velger, og hva du sammenligner med. * § 14-7. Energiforsyning Det er ikke bare til passivhus det stilles krav til bruk av fornybare energikilder. Per i dag stiller teknisk forskrift krav til at minimum 40 % av energibruk til oppvarming i en bolig skal komme fra fornybare energikilder*. Dersom du kan dokumentere at en løsning med fornybar energi ikke er lønnsom, frafaller dette kravet. I så fall må boligen ha pipe og et ildsted. Merkostnadene knyttet til fornybar energi kan variere fra 30 000 til 160 000 kroner dersom du sammenligner et passivhus og et TEK10-hus uten pipe og ildsted. Den rimeligste løsningen er solfangere som dekker rundt 50 % av tappevannet, mens den dyreste løsningen er luft-tilvann-varmepumpe som dekker store deler av tappevannet og romoppvarmingen. For en bolig på 160 m² utgjør dette en tilleggskostnad på 200–1 000 kr/m². Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 193 Beregning av lønnsomhet De viktigste forutsetningene for beregninger av lønnsomhet knyttet til merinvesteringen i et passivhus er: merinvesteringens størrelse sparte energikostnader og andre driftskostnader teknisk/økonomisk levetid rente/avkastningskrav Den enkelte byggherre kan selv velge hvilke forutsetninger som benyttes, men det kan være hensiktsmessig å gjennomføre flere beregninger med ulike kombinasjoner av underlagstallene for å få et godt beslutningsgrunnlag. Når prosjekter skal sammenlignes, bør det benyttes så like forutsetninger som mulig. Dette gjelder særlig (fremtidige) energipriser, rente og levetid. I tilfeller der Enova-støtte inkluderes i beregningene, bør dette tydelig framgå, slik at det ikke oppstår misforståelser om beregningsforutsetningene. Til sammenligningsformål er det viktig at beregningsreglene i NS 3031 følges, og at romoppvarming og tappevann inkluderes. I tillegg til de forhold som er nevnt over, vil etterspørselen etter bestemte boligtyper kunne påvirke lønnsomheten. Hvis passivhus blir svært etterspurte, vil dette kunne slå ut i høyere annenhåndsverdi og økt lønnsomhet (for opprinnelig eier), mens skepsis og negative holdninger vil kunne gi motsatt effekt. Før du starter å regne på lønnsomheten i prosjektet, bør du bestemme følgende: • Hvor langt tidsperspektiv har byggherren for prosjektet? • Hva er forventet rente for merkostnadene for denne tidsperioden? • Hva er forventet energipris for den valgte tidsperioden? • Hvor mye energi vil eieren spare? –– redusert energibehov til oppvarming på grunn av passive tiltak –– redusert energibehov på grunn av energiforsyningssystemet • Hva er kostnadene for å bygge et hus med passivhusnivå inkludert eventuelle støtteordninger? (3) Bygning med inntil 500 m² oppvarmet BRA skal prosjekteres og utføres slik at minimum 40 % av netto varmebehov kan dekkes med annen energiforsyning enn direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler hos sluttbruker. 194 Kapittel 9 – Økonomi Eksempel på lønnsomhetsberegninger I dette eksempelet tar vi utgangspunkt i et småhus på 175 m² over to etasjer. Eksempelet er forenklet og viser to alternative løsninger for å dekke kravet til fornybar energi. Alternativ 1: Luft-til-vann-varmepumpe som dekker store deler av tappevannet og romoppvarmingen. Alternativ 2: Solfanger som dekker 50 % av tappevannet Romoppvarming Tappevann Totalt TEK10 Passiv 30 kWh/m² 30 kWh/m² 53,3 kWh/m² 83,33 kWh/m² 18,8 kWh/m² Denne tabellen viser oppvarmingsbehovene for utførelse iht. TEK10 og NS 3700. Dette danner grunnlaget for å beregne besparelsene. Passive tiltak og solfanger tappevann Romoppvarming 53,3 kWh/m² Totalt 83,33 kWh/m² Tappevann Besparelse 30 kWh/m² 49 kWh/m² Passive tiltak og varmepumpe luft vann, COP 2,4 / 3 18,8 kWh/m² 30 kWh/m² 18 kWh / m² 65 kWh / m² Denne tabellen viser oppvarmingsbehovet etter at energisystemet er vurdert. Her ser vi at solenergi dekker 49 kWh/m². Omlag 34 kWh/m² av dette kan tilskrives de passive tiltakene i bygget, mens 15 kWh/m² dekkes av solfangeren. Tilsvarende er den totale besparelsen for alternativet med varmepumpe 65 kWh/m², der de samme 34 kWh/m² skyldes de passive tiltakene, mens de resterende 31 kWh/m² kan tilskrives varmepumpen. Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 195 Utregning for alternativ 1 (varmepumpe) Tilleggskostnader •Byggeteknisk: kr 175 000 •Luft-til-vann-varmepumpe, vannb.: kr 100 000 •Totalt uten tilskudd: kr 275 000 •Totalt med tilskudd: kr 197 000 Energibesparelser •6 000 kWh/år •5 000 kWh/år •11 000 kWh/år Månedlige kostnader inkl. tilskudd –r = 4 %, 1 kr/kWh - 3 kr/md. –r = 4 %, 1,2 kr/kWh - 182 kr/md. –r = 7 %, 1 kr/kWh + 223 kr/md. –r = 7 %, 1,2 kr/kWh + 44 kr/md. med 25 års kalk.periode I utregningen er det antatt 1 000 kr/m² for byggetekniske tiltak, dvs. totalt kr 175 000. Totale kostnader knyttet til varmepumpen og distribusjonssystemet er antatt til kr 100 000 når varmepumpen og det vannbårne distribusjonssystemet er inkludert og kostnader til pipe og ildsted fra TEK10-huset trukket fra. De totale tilleggskostnadene uten tilskudd er da kr 275 000. Når vi inkluderer et tilskudd fra Enova på 450 kr/m², vil de totale merkostnadene være i underkant av kr 200 000. Energibesparelsene som kan tilskrives byggetekniske passive løsninger, er 6 000 kWh/år, mens 5 000 kWh/år kan tilskrives varmepumpen. Det er beregnet månedlige kostnader for ulike kombinasjoner med to ulike renter og energipriser. Det er beregnet en nedbetalingstid på 25 år. I de månedlige kostnadene er rentefradrag inkludert, men vedlikeholdskostnader knyttet til varmeanlegget utover det som er vanlig i en TEK10bolig, er ikke inkludert. Som med beregningsresultatet oppgitt i den gule boksen viser dette eksempelet at ved lave renter vil tiltakene til et passivhus være lønnsomme med de gitte forutsetningene, mens det spesielt ved høy rente og lave energipriser vil gi en betydelig merkostnad per måned. Det presiseres at kostnadene knyttet til varmeanleggene kun er et overslag, og at de vil kunne variere betydelig både i forhold til produkt og geografi. Eksempelet er ment som en illustrasjon på hvordan en lønnsomhetsvurdering kan gjennomføres. Eksempel på lønnsomhetsberegning, alternativ 2 (varmepumpe) Tilleggskostnader • Byggeteknisk: kr 175 000 • Solfanger, tappevann: kr 25 000 • Totalt uten tilskudd: kr 200 000 • Totalt med tilskudd: kr 123 000 Energibesparelser • 6 000 kWh/år • 2 600 kWh/år • 8 600 kWh/år Månedlige kostnader inkl. tilskudd –r = 4 %, 1 kr/kWh – 152 kr/md. –r = 4 %, 1,2 kr/kWh – 294 kr per md. –r = 7 %, 1 kr/kWh – 11 kr per md. –r = 7 %, 1,2 kr/kWh – 153 kr /md. med 25 års kalk.periode På samme måte som for varmepumpeeksempelet er det beregnet en merkostnad på 1 000 kr/m² for byggetekniske tiltak, dvs. totalt kr 175 000. I de totale kostnadene til installasjon av solfanger er det medregnet en merkostnad på kr 25 000 når kostnadene til pipe og ildsted fra TEK10-huset vi sammenligner med, er trukket fra. Totale tilleggskostnader uten tilskudd er da kr 200 000. Når vi inkluderer et tilskudd fra Enova på 450 kr/m², vil de totale merkostnadene være i underkant av kr 125 000. Energibesparelsene som kan tilskrives byggetekniske passive løsninger, er de samme som i forrige eksempel, dvs. 6 000 kWh/år. Solfangeren er planlagt å dekke halvparten av tappevannet, dvs. 15 kWh/m², eller 2 600 kWh/år totalt. Det er beregnet månedlige kostnader for ulike kombinasjoner med to ulike renter og energipriser. Det er beregnet en nedbetalingstid på 25 år. I de månedlige kostnadene er rentefradrag inkludert, mens vedlikeholdskostnader knyttet til varmeanlegget utover det som er vanlig i en TEK10-bolig, ikke er inkludert. Som med beregningsresultatet oppgitt i den gule boksen viser eksempelet at med de forutsetninger som er lagt til grunn for beregningene, vil passivhustiltakene inkludert solfanger være lønnsomme. Vi presiserer at også her er eventuelle vedlikeholdskostnader utover en TEK10-løsning ikke inkludert i beregningene. 196 Kapittel 9 – Økonomi Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på disse spørsmålene: 1. Hva gir merkostnader ved bygging av et passivhus? 2. Hva bør du tenke på når du regner på lønnsomheten i et passivhusprosjekt? Prosjektering av passivhus LAVENERGIPROGRAMMET 197 198 Kapittel 10 – Eksempler Eksempler på norske passivhus Passivhus på Løvset i Melhus kommune Foto: Norgeshus Prosjektering av passivhus 199 LAVENERGIPROGRAMMET Bolig Løvset, Melhus Dette prosjektet har en litt spesiell historie. For å kunne selge konseptet passivhus til kunder bestemte utbygger og entreprenør seg for å bygge huset uten å ha en kjøper. Norgeshus planla boligen på oppdrag fra Gauldal Bygg. Etter at huset var ferdig, holdt utbygger flere visninger, og folk kunne til og med bo der for å oppleve bygget og kvaliteten. Dette gjorde at huset ble meget attraktivt, og det ble raskt solgt på det åpne markedet. Boligen har en hovedleilighet og en bileilighet og er det første passivhuset Gauldal Bygg har bygget. Entreprenøren utviklet løsningene i samarbeid med Norgeshus. De har lagt vekt på enkle byggemetoder for å sikre god kvalitet og har valgt tradisjonelle løsninger som: • gulv på grunn med ca. 300 mm isolasjon i dekker • yttervegger i tre med bruk av ISO3stendere • takkonstruksjon av fagverksdragere med kompakttak • balansert ventilasjonssystem med varmegjenvinning Rådgivere fra Enovas rådgiverteam for passivhus deltok i planleggingsfasen. Underveis ble materialvalg, tetthet og detaljer vektlagt. Entreprenør og rådgivere har sammen vurdert detaljer og tetteløsninger og gjennomførte et kurs på byggeplassen. Beregninger viser at ventilasjonsanlegget er meget energieffektivt, med SFP på 1,5 eller bedre. Boligen har gulvvarme på de fleste gulvene. Utbygger ville ikke ta ut dette av hensyn til eventuelle komfortproblemer, men det er per i dag usikkert om gulvvarmen egentlig har vært i bruk. Bygget har også en vedovn og ca. 3 m² med solfangere. Tettheten til boligen er målt i to lekkasjemålinger, og i tillegg har entreprenøren selv gjort trykktesting. Alle tester viser at lekkasjetallet var under 0,6. Entreprenøren har brukt erfaringene fra dette prosjektet, og bygger nå to andre passivhusprosjekter i Midt‐Norge. Bygget har blitt nominert til og fått flere priser. Passivhuset Løvseth Bolig, Melhus Arkitekt: Norgeshus Entreprenør: Gauldal Bygg Areal (oppvarmet BRA): 199 m² Validert mot NS 3700 Byggekostnad: ca. kr 5,5 mill Merkostnad passivhus: ca. kr 500.000 (ca. 9 %) Energikilde: Borehullsvarmepumpe og solfangere. Strøm som spisslast/reservelast. Borehull brukes til frikjøling via kjølebatteri i ventilasjonsaggregat Energidistribusjon: Gulvvarme og radiatorer 200 Kapittel 10 – Eksempler Omsorgsboliger i Ranheimsveien 149, Trondheim Prosjektet Ranheimsveien 149 ble ikke opprinnelig planlagt som et passivhus, men byggherre Trondheim kommune bestemte seg etter hvert for å ha høyere ambisjoner med hensyn til energibruk. Etter at totalentreprisen var gjennomført og kontrakten med entreprenør var signert, ble bygget optimalisert for å tilfredsstille passivhuskrav. Første design av bygget klarte ikke å møte kravene, blant annet på grunn av for store glassareal og stort volum i andre etasje. Rådgiverteamet i Rambøll anbefalte å senke dette volumet og lage et kaldt loft, noe som ga et mer kompakt bygg. Noe glassareal ble også fjernet fra det første designet. En annen utfordring med designet var at byggets plassering reduserte tilskuddet av passiv solenergi. Vestfasaden har flere vinduer, men får skygge på grunn av takutstikk og balkonger. I tillegg er deler trukket inn, og bygget har mange kuldebroer. Formen er heller ikke spesielt kompakt. Så for å møte kravene i passivhusstandarden, måtte man kompensere disse utfordringene med bedre verdier enn minstekravene for flere komponenter. Bygget har opp til 450 mm isolasjon i vegg, 500 mm i tak og 300 mm mot grunnen. I tillegg er luftlekkasjetallet veldig lavt – 0,3 – og SFP-verdien ligger rett under 1,5. Hovedbæresystemet er massivtre og utvendige vegger med bindingsverk og Rockwool flexvegg. Entreprenøren oppførte bygget under telt for å sikre fuktsikker bygging. Gjennom hele prosessen hadde de god kontroll på fukt og gjennomførte lekkasjemålinger. Flexveggen bygges fra innside til utside, noe som gir større fare for fukt i konstruksjonen. Entreprenøren har hatt god erfaring med WPS (Weather Protection System) og brukte i tillegg det samme snekkerteamet som bygde passivhusbarnehagen ved Storøya Grendesenter i Bærum. Å bygge flexvegger var nytt for entreprenøren, og det har vært til dels utfordrende – spesielt ved utvendige hjørner. Foto: Rambøll Norge AS Prosjektering av passivhus For å tette rundt vinduene brukte håndverkerne svellebånd som skulle sikre tetting uten tilleggsfuge. Det viste seg at dette krever mye nøyaktighet, og noe avvik oppsto slik at svellebåndet ikke ble helt tett. Dette ga problemer med lufttetting, og dermed behov for tilleggsfuging. Like fullt målte man lekkasjetall på 0,4. Skillevegger og dekke av massivtre har bidratt til et bra innemiljø, både som opple- 201 LAVENERGIPROGRAMMET velse og i forhold til temperatur. De første resultater fra målinger viser at energibruken er tilnærmet lik beregnet behov. Energimerke for bygget er grønn A. Bygget har fjernvarme og ca. 10 m² solfangere. Totalt produserer solfangerne ca. 4000 kWh/år til varmtvann og romoppvarming. Merkostnaden på grunn av passivhusutførelse for dette prosjektet ligger på rundt 1250 kr/m². Bofellesskap Ranheimsveien 149 Arkitekt: Vis a Vis Entreprenør: HENT AS Areal (oppvarmet BRA): ca. 752 m² Prosjektert etter NS 3700 Oppvarmingsbehov: 17,4 kWh/m²år Energimerke: Grønn A Beregnet levert energibehov: 36,9 kWh/m²år Byggekostnad: ca. 40 mill Merkostnad passivhus: ca 1 mill kr (1250 kr/m² 2,5 %) Energikilde: Fjernvarme og solfangere. 202 Kapittel 10 – Eksempler Teknobyen studentboliger I august 2011 flyttet studentene inn i Norges største bokollektiv med et gedigent felleskjøkken, en flott storstue og andre fellesarealer for i alt 116 beboere. Bygget er i seks etasjer pluss kjeller og har 92 hybelleiligheter. Teknobyen studentboliger er et av ENOVAs forbildeprosjekter og er bygd med høye energikrav. Det kvalifiserte til støtteprogrammet for passivhus og innfrir kravene i NS 3700. Passivhusstandarden ble oppnådd gjennom strenge isolasjonskrav for yttervegger, tak, gulv, vinduer og dører. Prosjekteringen la også vekt på å få bygget tett og på god virkningsgrad for varmegjenvinning. Ventilasjonen i fellesarealer har VAV-regulering med CO²‐sensorer. Ved siden av de høye energikravene for selve bygget har bygget separate målere for varmtvann på hyblene og varmeovner som slår seg ned til frostsikring når vinduer åpnes. Fellesrom, korridorer og kjøkken har bevegelsessensorer for lys. Hvitevarer og lysarmaturer er energieffektive, og utelysene har fotoceller. Teknobyen studentboliger ligger innenfor konsesjonsområdet for fjernvarme, og fjernvarme er valgt til både varmt tappevann og ventilasjon. Romoppvarmingen er basert på elektriske panelovner. Prosjektet fikk dispensasjon fra vannbåren romoppvarming fordi beregnet oppvarmingsbehov er svært lavt. Bygget har egne søppelavsug for restavfall og resirkuleringsstasjoner rett utenfor. Teknobyen studentboliger er gjennomført som et Europan 9-prosjekt hvor byggherren Studentsamskipnaden i Trondheim (SiT) har samarbeidet med Europan Norge, Trondheim kommune og Husbanken. I Europan 9 bidrar 22 europeiske nasjoner til å fremme idékonkurranse for unge arkitekter og planleggere med målsetting om å realisere nyskapende prosjekter. Teknobyen studentboliger ble også nominert til Statens byggeskikkpris for 2012. Bygget ble opprinnelig ikke tegnet og designet som et passivhus. Det ligger langs en sterkt trafikkert vei, og dette har Foto: M.C.Herzog www.visualis-arkitektur.no Prosjektering av passivhus skapt en del utfordringer med hensyn til veistøy. Det er valgt en del tradisjonelle løsninger som bæresystem i stål og betong og vegger i bindingsverk. Arkitektene hadde ikke tenkt på konsekvenser av fasadeutformingen, så mange og små vinduer gjorde det krevende for prosjektet å få til lave U-verdier. Under hele bygget er det en parkeringskjeller som er bygd som delvis oppvarmet. Dette har gitt en del utfordringer med kuldebroer og overganger mellom vegger, 203 LAVENERGIPROGRAMMET dekker og andre konstruksjonselementer. Ytterveggene er bygd som en dobbel stenderverksvegg i tre med isolasjon. Stenderverk er delvis adskilt på grunn av støyisolasjon. Totalt tykkelse er ca. 350 mm. Taket er bygd som et kompakt tak, delvis skråtak med luftet kledning. Entreprenøren brukte ikke WPS. Prosjektet var utfordrende, men partene klarte å oppfylle passivhuskravene etter NS 3700. SIT bygger nå kun prosjekter etter passivhusstandard. Teknobyen studentboliger Studentboliger i 6 etasjer + kjeller, 92 hybelleiligheter Byggherre: Studentsamskipnaden i Trondheim Arkitekt: MEK arkitechts Spania Norsk arkitekt: Link Arkitektur Entreprenør: NCC i samarbeid med Rambøll og Link Areal (oppvarmet BRA): 5057 m² Prosjektert etter NS 3700 /Sintef prosjektrapport 42 Oppvarmingsbehov: kWh/m² år Beregnet levert energibehov: kWh/m²år Energikilde: Fjernvarme til tappevann og ventilasjon, elektriske panelovner til romoppvarming Foto: M.C.Herzog www.visualis-arkitektur.no Kapittel 10 – Eksempler Brattås barnehage Denne barnehagen på Nøtterøy viser at passivhus ikke trenger å være en firkantet kasse! Bygningsformen ga noen utfordringer med kuldebroer, men med strengt fokus på detaljløsningene klarte de prosjekterende å tilfredsstille passivhusstandardens krav til kuldebroer på 0,03 W/m²K. Tetthetsmålinger etter at bygget var ferdig, viste lekkasjetall på 0,47 h‐1 etter ferdigstillelse. Solfangere er montert sørvendt og skråstilt på stativ på taket. De produserer varmtvann både til tappevann og oppvarming. Borehullene har veldig god grunnvannsstrømning slik at det er mulig å hente ut mye varme, og de gir også gode betingelser for frikjøling til kjølebatteri i ventilasjonsaggregat. Varmebatterier og radiatorer er dimensjonert for lav vanntem- peratur, nærmere bestemt med turtemperatur på 40 °C. Da gulvvarmeanlegget i 1. etasje ble prosjektert, vurderte man soneoppdelingen nøye for å hindre unødig energibruk. Også dette prosjektet gjennomførte håndverkerkurs i byggeperioden, blant annet med grundig gjennomgang av riktige metoder for å tape og montere vindsperre og dampsperre. Prosjektet valgte tilluftsventiler som gir mulighet for å behovsstyre luftmengder strengt, samtidig som de opprettholder spredningsmønsteret på tilluften. Avdelingene har relativt store vindusflater, noe som gir mye dagslys og godt utsyn. Store vindusflater krever lav g‐verdi og utvendige persienner på soleksponerte fasader. Foto: Brattås barnehage, Nøtterøy. 204 Prosjektering av passivhus 205 LAVENERGIPROGRAMMET Brattås barnehage Arkitekt: Ole J. Wetlesen Entreprenør: Våle Bygg AS Areal (oppvarmet BRA): 1384 m² Validert mot SINTEF Byggforsks Prosjektrapport 42 Beregnet netto energibehov: 56,6 kWh/m²år Beregnet levert energibehov: 36,9 kWh/m²år Byggekostnad: kr 45 087 oppvarmet BRA Merkostnad passivhus: kr 7 152 oppvarmet BRA (15,8 %) Energikilde: Borehullsvarmepumpe og solfangere. Borehull brukes til frikjøling til kjølebatteri i ventilasjonsaggregat. Energidistribusjon: Gulvvarme og radiatorer 206 Kapittel 10 – Eksempler Vidhaugen barnehage Vidhaugen barnehage i Malvik er prosjektert som et passivhus. Tomt og plassering gjorde dette til en krevende oppgave. Deler av bygget ligger under grunn, og deler av kjelleren er mot det fri. I tillegg gjør tomteutformingen det vanskelig å utnytte passiv solenergi til oppvarming. Derfor trengte man kompenserende tiltak for å klare kravet til maksimalt oppvarmingsbehov. Bygget er en stålkonstruksjon. Det har betong i deler som støtter mot eller er under grunnen. Taket består av TRP- stålplater. Energikildene er varmepumpe og solfangeranlegg, og bygget kvalifiserer til energimerke lysegrønn A. Underetasjen er bygd med delvis fullt isolert kjeller og delvis åpen kjeller som parkeringsareal. Dette har skapt utfordringer med hensyn til isolasjon, detaljer, kuldebroer og flere andre problemstillinger som kom opp under detaljprosjekteringen av bygget. Vi vet lite om gode konstruksjonsløsninger mot grunn i forhold til kuldebroer. Rambøll har gjort beregninger som viser at bygget kan klare normalisert kuldebroverdi på maks. 0,03, men at konstruksjoner mot grunn er kritiske. Detaljene viser hvordan dekker og vegger er bygd opp. I veggen er det brukt Rockwool flexveggsystem, noe som reduserer isolasjonstykkelse og gir lave U‐verdier. Fordelene med dette systemet er at man kan lage mer kompakte løsninger og slankere vegger samt få gode U‐verdier. I dette systemet er OSB-plate i veggen selve vindsperren. Her er alle skjøter limt og tapet, slik at man får bygget så tett som mulig. For å sikre en god og fuktsikker utførelse har entreprenøren bygget under telt. Store nedbørsmengder våren 2012 i Midt-Norge ville nok skapt store utfordringer med framdrift for tradisjonell bygging. WPS-system var lagt inn i tilbudsgrunnlaget, slik at alle entreprenører ga tilbud på dette. Bruken av TRP-plater i tillegg til en kompakt takløsning gir veldig gode U-verdier. Det gjør det imidlertid utfordrende å tette dampsperren, spesielt i overgangene mellom tak og vegg. I tillegg byr vinduene på utfordringer. Man valgte runde vinduer og takvinduer, og det gir litt dårligere U-verdier. Bygget ble ferdigstilt sommeren 2012. Illustrasjon: Rojo arkitekter Prosjektering av passivhus 207 LAVENERGIPROGRAMMET Vidhaugen barnehage Arkitekt: Rojo arkitekter Entreprenør: Teknobygg Entreprenør Areal (oppvarmet BRA): ca. 1300 m² Prosjektert etter SINTEF prosjektrapport 42 Oppvarmingsbehov: kWh/m²år Foto: Rambøll Norge AS / Rojo Arkitekter AS Energimerke: lysegrønn A Beregnet levert energibehov: kWh/m²år Byggekostnad: kr 46 mill. 15 mm glattkant panel hvitlasert 48 mm på fôring Dampsperre 148 mm bindingsverk / mineralull 18 mm OSB 250 mm Rockwool Flex Systemvegg 28x98 lekting med Flex Systemskrue tre (avstand dimensjoneres av leverandør) 36x48 mm utlekting Utvendig kledning kjemeveg furu 21x148 panel med 19x73 mm underligger Merkostnad passivhus: ca. kr 1,5 mill. Energikilde: varmepumpe, solfanger og strøm 15 mm glattkant spaltepanel (4 mm) hvitlasert 48 mm på fôring Dampsperre 148 mm bindingsverk / mineralull 18 mm OSB 250 mm Rockwool Flex Systemvegg 28x98 lekting med Flex Systemskrue tre (avstand dimensjoneres av leverandør) 36x48 mm utlekting Utvendig kledning kjemeveg furu 21x148 panel med 19x73 mm underligger Kilde: SINTEF Byggforsk DS 100 mm XP S legges ned med intervall som kuldebrobryter 48x98 mm imp Vinkelstål for opplegg av svill c/c dimensjoneres av RiB Vinyl 80 mm betong dampsperre 350 mm EPS Vindsperre 265 hulldekke 208 Kapittel 10 – Eksempler Grøtte skole, Orkdal Grøtte skole var det første passivhuset for både entreprenør Skanska og byggherre Orkdal kommune, noe som gjorde prosjektet ekstra utfordrende. Byggherren valgte passivhus etter en helhetsvurdering og en politisk beslutning om å bygge mer energieffektivt. Prosjektet består av et eksisterende bygg som skulle bygges om noe, og et nybygg som skulle være passivhus. Bygget ble utført med hovedbæresystem i stål, betong i deler av bygget og isolerte yttervegger med Iso3-stender. For å få til en rasjonell byggeplass og unngå WPSsystemer valgte entreprenøren en del prefabrikerte løsninger som takelementer og veggelementer. Ved å blåse inn mineralull i disse elementene senere unngikk prosjektet en del HMS-utfordringer på byggeplassen. Termografiske undersøkelser har bekreftet at dette er en god løsning. Klasserommene i bygget har dagslysstyring som demper lysnivået i rommet når det slippes inn mer lys inn i rommet via vindu, samt bevegelsessensorer i gangene. I prosjektet brukte man store ressurser på å få beregnet og kontrollert kuldebroregnskapet. Det viser at maksimal normalisert kuldebroverdi på 0,03 er ivaretatt. I tillegg er bygget utformet med mindre takutstikk som skal hindre at sola i sommerhalvåret bidrar til for mye overoppheting. Entreprenøren har brukt store ressurser på å sikre at klasserommene har tilfredsstillende temperaturer og inneklima. Bygget skal forsynes av en varme- Prosjektering av passivhus pumpe med grunnvannsbrønn, og dette gir energimerke grønn A. Prosjektet ble overlevert byggherre i desember 2011. Både entreprenøren og byggherre opplever at dette ble et bra prosjekt. Totalentreprenør Skanska har etter dette 209 LAVENERGIPROGRAMMET prosjektet fått flere nye passivhusprosjekter og bruker mye av kunnskapen i andre oppdrag. Prosjektet er gjennomført som en totalentreprise av Skanska AS og arkitekt Eggen Arkitekter. Grøtte skole Arkitekt: Eggen arkitekter Entreprenør: Skanska entreprenør Byggherre: Orkdal kommune Areal (oppvarmet BRA): ca. 4500 m² Validert mot SINTEF prosjektrapport 42 Energimerke: grønn A Byggekostnad: ca. kr 75 mill. Merkostnad passivhus: ca. kr 4,5 mill. Energikilde: Væske til vannvarmepumpe (grunnvannsbrønn) Foto: Skanska 210 Kapittel 10 – Eksempler Papirbredden II, Drammen Papirbredden II er et nytt kontor- og undervisningsbygg sentralt i Drammen. Bygget ligger ved siden av og viderefører Papirbredden I, hvor blant annet Høgskolen i Buskerud og Drammensbiblioteket har sitt tilholdssted. Papirbredden II har 23 000 m² fordelt på to separate bygg. Papirbredden prosjekteres etter FutureBuilts kvalitetskriterier med passivhus og energiklasse A, klimaeffektive byggematerialer og med god tilrettelegging for sykkelparkering og moderat parkeringsdekning. Papirbredden II er utformet som to frittstående bygninger med felles kjeller som inneholder parkering, tekniske rom, arkiv, sykkelrom og garderobefasiliteter. Hus 1 er planlagt for kontor, undervisning og servering og inneholder felles vestibyle og kantine/kjøkken for begge bygg. Hus 2 skal ha kontor og undervisning med Vitensenter, Newton‐rom og auditorium for 300 personer. LPO har vært engasjert av Papirbredden Eiendom for å utvikle konsept, skisseprosjekt og gjennomføre program og funksjonsbeskrivelse. Prosjektet er en del av en prosjektkonkurranse som ble avholdt i 2005, hvor LPO gikk av med seieren med prosjektet ”Drammen United”. Papirbredden II er prosjektert og oppført i henhold til SINTEF prosjektrapport 42 Kriterier for lavenergi og passivhus ‐ yrkesbygg 2009. Netto energibehov er beregnet til 70 kWh/m²år, og levert energi til 58 kWh/m²år (passivhusevaluering). Passive energitiltak knyttet til formen på bygningskroppen har vært viktig i prosjekteringen. Vegger, gulv og tak har gode isolasjonstykkelser (U-verdier på 0,15/ 0,13/ 0,15 W/m²K), og vinduene har U‐verdi 0,8 W/m²K. Normalisert kuldebroverdi er redusert til 0,03 W/m²K. Gjennom hele byggeprosessen har entreprenøren vektlagt løsninger og metoder for å sikre tett bygg og har også holdt kurs for utførende. Tetthetsmåling vil bli utført når bygget er ferdig. Luftbehandlingsanlegget leveres med meget gode varmegjenvinnere (83 % årsmidlere temperaturvirkningsgrad, ÅMT). Bygget har SD‐anlegg for å styre og følge opp energibruk. Oppholdsarealene har sensorer for dagslys og tilstedeværelse. Energiforsyningen kombinerer fjernvarme og varme fra geoenergibrønner i Papirbredden I. Prosjektet har valgt miljøriktige kjølemedier i varmepumper. Kondensatorvarme fra kjølemaskin (kjøling til server- og datarom) sendes ned i energibrønnene. Papirbredden II Foto: Lene Kjærsheim / Futurebuilt Prosjektering av passivhus 211 LAVENERGIPROGRAMMET Papirbredden II, Drammen Arkitekt: LPO Arkitekter Byggherre: Papirbredden eiendom/Entra Entreprenør: NCC i samarbeid med Rambøll, Henning Larsen og flere Areal: ca. 10.000 m² (Bygg 1) Papirbredden II Foto: Lene Kjærsheim / Futurebuilt Prosjektert etter SINTEF Prosjektrapport 42 og Futurebuilts kriterier Beregnet netto energibehov: 70 kWh/m²år Beregnet levert energibehov: 58 kWh/m²år Energimerke: A Byggekostnad: ikke oppgitt Merkostnad passivhus: ikke oppgitt Energikilde: Fjernvarme og geovarme fra brønnpark i Papirbredden I Energidistribusjon: ikke oppgitt 212 Kapittel 10 – Eksempler Strinda administrasjonsbygg Statnett SF sitt nye kontorbygg i Trondheim ble utviklet som passivhus fra begynnelsen. Rambøll Norge AS har vært arkitekter og rådgivende ingeniører. Oppgaven var å utvikle et passivhus med energimerke A. Byggets form er enkel, med noen få spesielle detaljer. Prosjekteringen la vekt på enkle, robuste løsninger som gir et energieffektivt bygg som er funksjonelt for brukerne. Beregnet oppvarmingsbehov er ca. 13 kWh/m², og energimerket er en gul A. Bygget har en luft-til-vann-varmepumpe til tappevanns- og romoppvarming, og elektrisitet dekker resten av varmebehovet. Bygget har også en kulvert mellom luftinntak og ventilasjonsanlegg. Kulverten varmer opp luften, og beregninger og målinger viser at luften øker 3 °C. Ventila- sjonssystemet har lokal tilluft ved kontorene og et felles avtrekk i atrium, noe som gir minimale SFP-verdier. I byggeperioden etablerte entreprenøren duk på utsiden av stillas, som samtidig gikk litt over tak for å beskytte gesims og vegger mot vær og vind. Entreprenøren vurderte å bruke WPS (Weather Protection System), men bestemte at dette ikke var rasjonelt i forhold til byggemetode. Fasaden er montert på utsiden av bæresystem og dekker. Dette gir veldig gode løsninger i forhold til kuldebroer. For å gi godt lys i byggets midtre sone etablerte man store overlys orientert mot nord. Det gir godt lys og lite varmetilskudd. Prosjektet utnytter dagslys via store overlys og glass i fasade. Vinduene har U‐verdi 0,7 i vegg og 0,9 i tak. Veggene er Prosjektering av passivhus isolert med bindingsverk på 300 mm, tak har 500 mm isolasjon og under grunnen er isolasjonen 300 mm. Kuldebroene er minimale fordi konstruksjonene er trukket lenger inn i bygget. U‐verdiene ved glasstaket har vært utfordrende fordi U‐verdi for glass i helning ikke blir fullt så gode. I tillegg er det store arealer med aluminiumskarmer, noe som reduserer U‐verdiene. Dette er noe vi skal passe nøye på når vi prosjekterer glasstak. 213 LAVENERGIPROGRAMMET Brukerne av bygget er svært godt fornøyd. De vurderer inneklimaet som godt, men enkelte synes temperaturen er litt lav. Dette jobber man med, blant annet ved innregulering. Det er planlagt mye oppfølging, kontroll og energimålinger framover. Bygget ble tatt i bruk i 2012 og viser lavt energiforbruk. Lekkasjetall ble målt til 0,5. Godt design og god planlegging har resultert i lave merkostnader, ca. 3 % i forhold til TEK10-nivå. Strinda administrasjonsbygg Arkitekt: Rambøll Norge Entreprenør: NCC sammen med Rambøll Arkitektur og RI Areal (oppvarmet BRA): 2025 m² Validert mot SINTEF prosjektrapport 42 Netto energibehov: 68,8 kWh/m²år Beregnet oppvarmingsbehov: 13 kWh/m²år Energimerke: Gul A Byggekostnad: kr. kr 42 milli. Merkostnad passivhus: Antatt ca. 1 mill. Energikilde: Elektrisitet og luft-tilvann-varmepumpe 214 Register Stikkordregister A anblåsing 56, 57, 76, 94 B barnehage 8, 9, 35, 36, 204, 206 belysning 39, 115 bindingsverk delt 76 gjennomgående 75 biobrensel 167 blokk 10, 26, 42 BREEAM NOR 11 byggfukt 104, 110, 124 bygningsenergidirektivet 12, 20 I I-profil 64, 72, 191 infiltrasjonsvarmetap 18, 23, 36 inneklima 96 internlast, 36 isolasjonstykkelse 108 C CO2-sensor 161 CO2-utslipp 20 K kjølebehov 38 klimasoner 32 kompaktaggregater 178 kompakthet 25 kondens 60, 68, 77, 83, 104, 123, 128, 139, 147 kontrollberegning 21, 41, 149 konveksjonssperre 51, 56 kuldebro 89 kuldebroatlas 93 kuldebroverdi 28, 32, 47, 79, 85, 89, 90–93 D dagslys 113 dagslysfaktor 115 dampmotstand 108 dampsperre inntrukket 62 damptett plate 58 alternative 110 dokumentasjonskrav 29, 43 L lekkasjeprøving 29 lekkasjetall 23, 28, 32, 40, 55, 59, 75, 107, 122, 130, 190 levert energi 9, 17, 19, 42 luftgjennomgangstall, 59 luftlekkasje 105, 130 luftmengde 21, 35 148, 150 lufttetthet, 55 lønnsomhetsberegning 194 E effektbehov 23, 24, 39, 154 elektrisk oppvarming 166 energiberegning 16 energibudsjett 19 energiforsyning 27 energimerking 42 energipost 19 M markisolasjon 79 merkostnader 190 miljøklassifisering 11 minstekrav til komponenter 28, 40 muggvekst 106 F fjernvarme 177 formfaktor 30 fugebånd 88 fuktsikkerhet 78 fuktsikring 104 G gjennomblåsing 56 gjennomgående bindingsverk 75 gråvannsgjenvinner 175 gulvvarme 168, 172, 174, 178 H hulrom 47, 50, 76, 81 N nesten nullenergi-bygg 11,12 netto energibehov 11, 17, 19, 32, 42 nødvendig isolasjonstykkelse 64, 72 O omleggsskjøt 62, 67, 70 omsorgsbolig 200 oppvarmingsbehov 26 oppvarmingseffekt 9 overlys 118 P passivhuskonsept 9, 97, 188 primærenergi 9, 17, 20 R radiator 160, 169, 172, 179 radonsikring 80 radonsperre 78, 80 romoppvarming 9, 19, 31, 165, 172, 177, 192 Prosjektering av passivhus S Sd-verdi 60, 71, 106 SFP-faktor 28, 40, 138, 143 SIMIEN 41, 99 småhus 32 solavskjerming 97, 114, 119, 184 solenergi 84, 113, 168 solfanger 14, 27, 165, 172, 192 solskjerm 14, 96, 100, 119 soltilskudd 8, 18, 24, 37, 103, 168 solinnstråling 18, 25, 77, 118 studentbolig 202 T tak 64 kompakte tak 69 sperretak 67 dampåpne undertak 61, 66, 67, 108 undertak 61, 64, 66, 67, 104, 111 luftede 66 W-takstol 66, 68 A-takstol 66 TEK-sjekk energi 41 Teknisk Godkjenning 53, 60 termisk komfort 38, 97 termisk masse 101, 103 termografering 132 tettematerial 88 tettesjikt 55, 58, 75, 131 tetthetskrav 9 tetthetsmåling 130 transmisjonsvarmetap 46 U u-verdi 48, 81, 82 vegg 23, 71 vindu 23, 28, 31, 40, 81, 99 tak 28, 31, 65 gulv 28, 31, 79, 99 u-verdig og nødvendig isolasjonstykkelse 64, 72 uttørking 60, 69, 76, 97, 105, 110, 123, 124, 129 V varmebalanse 22 varmebatteri 23, 139, 166, 173 varmebehov 23, 167, 171, 177 varmegjenvinner 23, 28, 68, 138, 146, 176 varmekapasitet 21, 99 varmekonveksjon 21, 46, 47, 50, 58, 99, 105, 112 varmeledningstall 49, 64, 72 varmemotstand 47, 54, 70, 89 LAVENERGIPROGRAMMET varmeoverføring 47, 53, 82, 176 varmeoverskudd 96, 103 varmepumpe 170 varmestråling 47, 53 varmetap 18 varmetapstall 18 varmetilførsel 76, 103 varmetilskudd 18, 36, 103 varmetransmisjon 18 varmetransportkoeffisient 18, 22, 179 varmepumpe luft-til-luft-varmepumpe 27, 165, 170, 171 luft-til-vann-varmepumpe 165, 170, 172, 180, 192 vann-til-vann-varmepumpe 165, 174 bergvarmepumpe 178 jordvarmepumpe 170 gråvannsvarmepumpe 170, 175 ventilasjon avtrekksventilasjon 138 balansert ventilasjon 14, 23, 68, 97, 105, 138, 142, 178 behovsstyrt ventilasjon 142, 148, 158, 190 desentral ventilasjon 138, 143 forvarming av inntaksluft 142 sentral ventilasjon 143 varmegjenvinner 23, 28, 68, 138, 176 ventilasjonsanlegg 24, 28, 40, 68, 129, 131, 138, 144 ventilasjonsvarme 9, 18, 23, 37, 46, 164, 173 ventilasjonsvarmetap 18, 23, 37, 46 konstant luftmengde (CAV) 148, 154, 160 varierende luftmengde (VAV) 148, 155, 157, 162 samtidighet 151 trykkstyring 153, 156 aktiv tilluftsventil 156, 159, 160 viftekonvektor 179 vindsperre 50, 56, 60, 76, 110, 123, 124, 131, 136 vinduer 81, 88, 100, 114, 118 vindusplassering 85, 86 lufttetting rundt vinduer 88 passivhusvindu 32, 81 U-verdi trelags vinduer 83 vinduslufting 97, 100, 103 virkningsgrad 19, 20, 27, 32, 40, 138, 140, 167 varmegjenvinner 23, 28, 68, 138, 140, 176 energivare 19, 20 solfanger 27, 165 Y yrkesbygg 9, 13, 18, 28, 35, 70, 189 yttervegger under terreng anbefalinger 78 zero energy building 20 215
© Copyright 2024