Energiberegninger
Rikke Wedege Sørensen
6. sem. ARK 2008
Bygningsreglementet BR08 stiller krav til bygningers energiforbrug og hertil er opstillet forskellige
energirammer. Den normale energiramme skal overholdes ved nybyggeri og ombygninger, men bygherren
kan selv vælge at skærpe rammen og komme ned i en lavenergiklasse. Det kan være fordelagtigt at opfylde
en mindre energiramme, dels fordi det er billigere i brug, men også fordi lavenergiklasse 2 dsynligvis bliver
normalen indenfor få år. Af den årsag tilstræbes Villa Jørgensen at opfylde energirammen for
avenergiklasse 2.
Energirammen:
70 +
2200
79,85 kWh m2 pr.år
=
223,37m2
Klasse 2:
50 +
1600
57,16 kWh m2 pr.år
=
2
223,37m
Klasse 1:
35 +
1100
39,92 kWh m2 pr.år
=
223,37m2
Bygningens varmetab afhænger af klimaskærmens opbygning i både materialer, tykkelser og samlinger.
Alle materialer har en varmeeledningsevne, λ, der fortæller hvor god en varmeleder et givent materiale er.
Denne benyttes til at udregne materialets isolans,R, der udtrykker materialets isoleringsevne afhængigt at
tykkelsen og varmeledningsevnen. Jo større isolans des bedre isoleringsevne.
Sammen med isolanserne fra klimaskærmens enkelte lag udgør den indvendige og udvendige
overfladeisolans klimaskærmens samlede isolans på en bestemt flade. Den indvendige isolans afhænger af
varmestrømmens retning, mens den udvendige overgangsisolans afhænger af fladens placering ift.
terrænniveau (se figur).
Fladen med den pågældende konstruktionsopbygning har også en U-værdi, der er det reciprokke af
isolansen. Dvs. jo større U-værdi, des mindre varmetab.
Men udover konstruktionens forskellige flader udledes også megen varme gennem samlinger, som
eksempelvis muråbninger ved vinduer eller fundamenter. Disse regnes som lineære linietab, der afhænger
af den ydre omkreds af samlingen.
Det er dog ikke kun varmetab, der tages højde for i energiberegningen. Overophedning er uønsket, da
indeklimaet bliver dårligt, og der bliver behov for mekanisk køling, som spiller negativt ind i bygningens
samlede energiforbrug.
Arelaer og U-værdi er udregnet manuelt, og efterfølgende er energiberegningerne blevet foretaget i
beregningsprogrammet BE06 (se screenshots). Programmet tager højde for både varmetab, overophedning
og bygningens overholdelse af de fastsatte energirammer.
U værdier
Nedenfor er de udregnede U-værdier for de forskellige konstruktioner i bygningen. Ved U7 for ruderne er
der en vurderet forøgelse af værdien for at tage højde for vinduesrammen.
U1,kældergulv = 0,07 W m2K
U2,kældervæg _ under2m = 0,14 W m2K
U3,kældervæg _ under0,5m = 0,17 W m2K
U 4,terrændæk = 0,09 W m2K
U5,ydermur = 0,18 W m2K
U6,tag = 0,10 W m2K
=
U7,glas,alm 1,15 W m2K → 1,20 W m2K
U7,glas,superlavenergi
= 0,8 W m2K → 0,85 W m2K
U 8,v int erhaveloft = 0,138 W m2K
U9,kældertrappevæg = 0,037 W m2K
U=
1
Ri + ΣR + Ru
R er isolans, i og u er hhv. den indre og den ydre overgangsisolans (DS418 s. 33), ∑R er materialernes
isolanser.
R=
s
λ
s er tykkelsen af materialet, og λ er varmeledningsevnen.
U-værdi
Sundolit = 0,11
λ
Beton = 1,4 W/mK
Gips = 0,25 W/mK
Isolering = 0,037 W/mK
Klinker = 1,2 W/mK
Lecanødder = 0,076 W/mK
Mursten = 0,70 W/mK
Tegl = 108 W/mK
Træ = 0,13 W/mK
Eksempel, kældergulv
Klinker: λ = 1,2 W/mK
R1
=
0,008m
2
= 0,0066 m K W
1,2 W mK
Beton: λ = 1,4 W/mK
R2
=
0,1m
2
= 0,07 m K W
W
1,4 mK
Sundolit: U værdi = 0,11W/m²K, R =
R3
=
1
2
= 9,09 m K W
W
0,11 m2K
1
U
Lecanødder: λ = 0,076 W/mK
R4
=
U1
0,25m
2
= 3,29 m K W
W
0,076 mK
1
0,07 W m2K
=
2
(0,17 + 0,0066 + 0,07 + 9,09 + 3,29 + 2) m K W
Eksempel, ydermur
Mursten: λ = 0,70 W/mK
R=
R=
1
3
0,108m
2
= 0,15 m K W
W
0,7 mK
Isolering: λ = 0,037 W/mK
R2
=
U5
0,190m
2
= 5,14 m K W
W
0,037 mK
1
0,18 W m2K
=
2
(0,13 + 2 ⋅ 0,15 + 5,14 + 0,04) m K W
Areal
Benyttes til udregning af transmissionstab, der ved en bygning på mere end to etager ikke må overstige 7
W/m2.
Loft = 87,28m²
Vinterhave loft = 5,15m²
Fundament kælder = 45,94m²
Fundament jord = 47,46m²
Ydervæg med vinduer = 256,01m²
Ydervæg uden vinduer = 210,19m²
Kælder ned til 2m mod jord = 40,01m²
Kælder ned til 2m mod jord under hus = 19,07m²
Kælder over 2m mod jord = 9,40m²
Kælder over 2m mod jord under hus = 4,48m²
Kælder nedgang uden dør = 4,52m²
Kælderdør øst = 2,08m²
Omkreds af fundamenter
Kælder = 24,20m
Ved jord = 47,46m
Gulvareal
Kælderetagen: 44,97m²
Stueetagen: 92,43m²
Førstesal: 85,97m²
I alt: 223,37m²
Muråbninger i bestemte retninger
Syd = 14,70m²
Nord = 14,32m²
Vest = 8,06m²
Øst = 11,91m²
Muråbning i procent af gulvareal
Denne må helst ikke overstige 20%, men er i dette tilfælde 22%.
Hvis BE06- beregningen viser, at der kommer dage med overophedning, er det en mulighed at udelade
nogle vinduer, da det relative vinduesareal er større end det anbefalede.
Omkreds af muråbninger inkl. sprosser
Syd = 57161mm
Nord = 39924mm
Vest = 40629mm
Øst = 41191mm
Det relative rudeareal ift. karm afh. af retning
Karmen er 50mm.
Syd = 81%
Nord = 87%
Vest = 76%
Øst = 84%
Eksempel, syd
Karmareal med overlap = 57161⋅ 50 =
2858050mm2
Karm overlap = (12 ⋅ 4 + 9) ⋅ 50mm ⋅ 50mm =
142500mm2
2858050mm2 − 142500mm2
= 2,72m2
2
1000
2
2
Glasareal = 14,70m − 2,72m =
11,99m2
11,99m2
Glasareal i % =
= 81,53%
14,70m2
Reelt karmareal =
100
Nedenfor følger screenshots fra BE06-beregningen med kommentarer.
Nederst følger en konklusion.
Generelt
Flader
Linietab
Vinduer (der er benyttet superlavenergiruder, for at overholde energirammen for lavenergiklasse 2).
Ventilation
Internt varmetilskud
Varmt brugsvand
Fjernvarmeveksler
Resultat: nøgletal
Resultat, varmebehov
Resultat, energiramme
Ved brug af superlavenergiruder med en U-værdi på 0,85 W/m2K overholder bygningen lavenergiklasse 2,
hvilket sandsynligvis bliver den normale energiramme indenfor den nærmeste fremtid.
Det er dog også muligt at indsætte ruder med en U-værdi på 1,2 W/m2K, så overholder bygningen den
normale energiramme (se nedenfor).
Konklusion
Bygningen overholder energirammen for lavenergiklasse 2. Det relativt største varmetab er i forbindelse
med vinduerne med den største u-værdi på 0,85 W/m²K, og vinduerne har samtidig det største linietab, da
omkredsen af muråbningerne er stor (set ift. det reelle rudeareal) med både sprosser og mange mindre
vinduer. En øget isolering med tilhørende mindre u-værdier for vægge, fundamenter og lign. Ville kun
mindske varmeudledning meget lidt ift. det samlede årlige energiforbrug. Vinduernes betydning for det
samlede energibehov ses tydeligt ved ændringen af ruderne til almindeligt energiglas med en uværdi på
1,20 W/m²K, hvorefter villaen kun kan overholde den almindelige energiramme.
Hvis man ønskede at reducere forbruget yderligere kunne der installeres mekanisk ventilation med
automatisk varmegenvinding, hvilket ikke er i villaen i denne beregning. Det betyder, at den ventilation
der forekommer, sker gennem åbning af vinduer og døre, hvor den varme luft erstattes af koldt luft, som
derefter skal varmes op. Dette kunne undgås ved et varmegenvindingsanlæg.