Danske Energikrav
Danske Energikrav HVAD LIGGER TIL GRUND FOR SKÆRPELSERNE FOR NYE BYGNINGERS ENERGIKRAV, HVILKE BETYDNING HAR DISSE FOR BYGNINGEN SAMT HVORDAN BEREGNES BYGNINGERNES ENERGIBEHOV. 7. semester speciale Bygningskonstruktøruddannelsen Michael Rohde Andersen Bo Sørensen VIA University College, Campus Aarhus, 27 Marts 2015 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Titelblad RAPPORT TITEL: Danske Energirammer VEJLEDER: Bo Sørensen FORFATTER: Michael Rohde Andersen DATO/UNDERSKRIFT: 27 marts 2015 STUDIENUMMER: 179783 OPLAG: 2 (Digital) SIDETAL (à 2400 anslag): 30 GENEREL INFORMATION: All rights reserved - ingen del af denne publikation må gengives uden forudgående tilladelse fra forfatteren. BEMÆRK: Denne rapport er udarbejdet som en del af uddannelsen til bygningskonstruktør – alt ansvar vedrørende rådgivning, instruktion eller konklusion fraskrives! SIDE 1 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Abstract This rapport will show the reasons to why there are coming more building regulations towards energy consumption demands, and what influence they have towards newly established buildings. The European objectives, shows the background for the Danish energy agreements. This is all due to the global climate change, which is made by the green gas emissions that are built by energy coming from fossil fuels, which is often used as an energy source. 30 to 40 % of the combined Danish energy consumption is used for heating, ventilation and lighting in buildings. For that reason, the energy agreements form the basis for the energy demands towards new buildings energy consumption. This agreement entails that green gas emissions are cut down by 75 % from 2006 to 2020. These new requirements have a great influence, to how buildings, both today and in the future will be projected, so that all the requirements are sure to be upheld. This is to understand how great an influence these demands have, and how they are measured into the construction plans which is presented as examples to energy demands for constructions today, and tomorrow. These examples show that the building envelope demands a better source of isolation, which entails that the walls get thicker. This will make the constructions net area becoming smaller in size. Furthermore it is shown that the buildings of the future will be integrated with sustainable energy. SIDE 2 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Indholdsfortegnelse Abstract .............................................................................................................................................................2 Billedliste ...........................................................................................................................................................5 1. 2. Indledning med problemformulering ........................................................................................................7 1.1. Baggrundsinformation og præsentation af emne ...........................................................................7 1.2. Begrundelse for emnevalg og fagligt formål ....................................................................................7 1.3. Problemformulerings spørgsmål ......................................................................................................7 1.4. Afgrænsning .................................................................................................................................... 8 1.5. Valg af teoretisk grundlag og kilder ................................................................................................ 8 1.6. Valg af metode og empiri ................................................................................................................ 8 1.7. Rapportens struktur og argumentation .......................................................................................... 8 Baggrunden og betydningen for nye bygningers energikrav ................................................................... 9 2.1. Baggrunden til danske energikrav .................................................................................................. 9 2.1.1. Energiaftalen 22. marts 2012 ..................................................................................................... 11 2.1.2. Delkonklusion............................................................................................................................. 13 2.2. Begrundelsen til de skærpede energikrav ..................................................................................... 13 2.2.1. Fossile brændstoffer .................................................................................................................. 13 2.2.2. Drivhuseffekten.......................................................................................................................... 14 2.2.3. Delkonklusion............................................................................................................................. 16 2.3. Energikravene ................................................................................................................................ 17 Delkonklusion............................................................................................................................. 18 2.3.1. 2.4. Energirammeberegning for nye bygninger .................................................................................... 19 2.4.1. 2.4.1.1. 2.4.2. 2.4.2.1. 2.4.3. Gennemgang af Be10 ................................................................................................................ 19 Delkonklusion ........................................................................................................................36 Energiramme eksempel ............................................................................................................. 37 Om bygningseksemplet ......................................................................................................... 37 Eksempel 1, energiramme 2010 ................................................................................................38 2.4.3.1. Krav .......................................................................................................................................38 2.4.3.2. Beregning ..............................................................................................................................39 2.4.3.3. Delkonklusion ........................................................................................................................45 2.4.4. 2.4.4.1. Eksempel 2, Lavenergibygning 2015......................................................................................... 46 Krav ...................................................................................................................................... 46 SIDE 3 Michael Rohde Andersen 179783 Danske Energikrav 27-03-2015 2.4.4.2. Beregning ............................................................................................................................. 47 2.4.4.3. Delkonklusion ....................................................................................................................... 49 Eksempel 3, energiramme bygningsklasse 2020 ...................................................................... 50 2.4.5. 2.4.5.1. Krav ...................................................................................................................................... 50 2.4.5.2. Beregning ............................................................................................................................. 50 2.4.5.3. Delkonklusion ........................................................................................................................ 53 2.5. 3. VIA University College, Campus Aarhus Energimærkning af nye bygninger ................................................................................................. 53 Konklusion .............................................................................................................................................. 54 Kildeliste .......................................................................................................................................................... 55 Bilag ................................................................................................................................................................ 56 SIDE 4 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Billedliste Figur 1 (Danmarks Meteorologiske Institut, 2015) ___________________________________________ 14 Figur 2 (Danmarks Meteorologiske Institut, 2015) ___________________________________________ 15 Figur 3 (Danmarks Meteorologiske Institut, 2015) ___________________________________________ 16 Figur 4 Be10 __________________________________________________________________________20 Figur 5 (Bygningers energibehov, 2014) ____________________________________________________ 21 Figur 6 Be10 __________________________________________________________________________ 22 Figur 7 (Dansk Standard, 2011 ) __________________________________________________________ 23 Figur 8 Be10 __________________________________________________________________________24 Figur 9 Be10 __________________________________________________________________________24 Figur 10 (Bygningers energibehov, 2014) ___________________________________________________ 25 Figur 11 Be10 __________________________________________________________________________26 Figur 12 Be10 _________________________________________________________________________26 Figur 13 Be10 _________________________________________________________________________ 27 Figur 14 Be10 _________________________________________________________________________28 Figur 15 Be10 _________________________________________________________________________29 Figur 16 Be10 _________________________________________________________________________30 Figur 17 Be10 _________________________________________________________________________30 Figur 18 Be10 _________________________________________________________________________ 31 Figur 19 Be10 _________________________________________________________________________ 32 Figur 20 Be10 _________________________________________________________________________ 32 Figur 21 Be10 _________________________________________________________________________ 33 Figur 22 Be10 _________________________________________________________________________ 34 Figur 23 Be10 _________________________________________________________________________ 34 Figur 24 Be10 _________________________________________________________________________ 35 Figur 25 Be10 _________________________________________________________________________36 Figur 26 Revit model ___________________________________________________________________38 Figur 27 Be10 _________________________________________________________________________39 Figur 28 Be10 ________________________________________________________________________ 40 Figur 29 Be10 _________________________________________________________________________ 41 Figur 30 Be10 _________________________________________________________________________42 Figur 31 Be10 _________________________________________________________________________42 Figur 32 Be10 _________________________________________________________________________ 43 Figur 33 Be10 _________________________________________________________________________ 43 Figur 34 Be10 _________________________________________________________________________ 43 Figur 35 Be10 _________________________________________________________________________ 43 Figur 36 Be10 ________________________________________________________________________ 44 Figur 37 Be10 ________________________________________________________________________ 44 Figur 38 Be10 ________________________________________________________________________ 44 Figur 39 Be10 _________________________________________________________________________45 Figur 40 Be10 ________________________________________________________________________ 47 Figur 41 Be10 ________________________________________________________________________ 47 Figur 42 Be10 ________________________________________________________________________ 48 Figur 43 Be10 ________________________________________________________________________ 49 Figur 44 Be10 _________________________________________________________________________ 51 SIDE 5 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 45 Be10 _________________________________________________________________________ 51 Figur 47 Be10 _________________________________________________________________________ 52 Figur 46 Be10 _________________________________________________________________________ 52 SIDE 6 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 1. Indledning med problemformulering 1.1. BAGGRUNDSINFORMATION OG PRÆSENTATION AF EMNE Jeg læser til bygningskonstruktør, som er en professionsbachelor, og er i gang med mit 7. og sidste semester på VIA University College i Aarhus foråret 2015. Denne rapport er mit afsluttende speciale, hvor jeg vil ind og se nærmere på baggrunden af danske energikrav for nye bygninger, og hvad de har af betydning. 1.2. BEGRUNDELSE FOR EMNEVALG OG FAGLIGT FORMÅL Danmark har en række energikrav, som skal medvirke til energibesparelser i den danske bygningsmasse. Dette har til formål at gavne miljøet, samfundet, virksomheds og privatøkonomien. Det kan være svært at gennemskue hvor energikravene kommer fra, hvordan det kan gavne miljøet og hvilken betydning det har for nye bygninger. Ved renoveringer af danske bygninger er der en mindste u-værdi til de forskellige bygningsdele. Det gør det nemt og overskueligt at forholde sig til. Dette er ikke tilfældet ved nye bygninger, da der skal tages højde for hele bygningens samlede energibehov, som skal overholde en aktuel energiramme. Den danske energiramme bliver forbedret fra den nuværende 2010 energiramme til lavenergibygninger 2015 og bygningsklasse 2020. Noget som alt sammen går ud på at mindske bygningens samlede energiforbrug af tilført energi. Her bliver det hurtigt uoverskueligt for, hvordan dette udregnes, og hvad det vil betyde for bygningen. 1.3. PROBLEMFORMULERINGS SPØRGSMÅL Som beskrevet ovenfor kan det være svært at gennemskue, hvor energikravene kommer fra, hvordan det kan gavne miljøet, og hvilken betydning det har for nye bygninger. Hertil kan det også virke ugennemskueligt at beregne om nye bygninger overholder de aktuelle energirammer, hvilket leder os til relevansen af følgende problemstilling. Hvad ligger til grund for skærpelserne for nye bygningers energikrav, hvilke betydning har disse for bygningen samt hvordan beregnes bygningernes energibehov. Hvad ligger til grund for de danske energikrav og hvor kommer de fra? Hvilken betydning har de danske energikrav for klimaet? Hvordan beregnes energikravene i bygninger så kravene opfyldes? Hvilken betydning får de danske energikrav for nye bygninger? Hvordan sørger man for en godkendt energimærkning til nye bygninger? SIDE 7 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 1.4. AFGRÆNSNING Rapportens forskellige energirammeberegninger tager udgangspunkt i samme bygning, så opstilling til energirammeberegninger ligger så tæt op af hinanden som muligt. Klimaskærmens u-værdier er taget ud fra den isolerende del, så minimums værdien overholdes, da det ikke er færdigprojekteret, dvs. bygningsdelens u-værdi kun kan blive bedre. Vinduernes U-værdi i Be10 beregningen er taget fra et enkelt vindues energimærkningscertifikat. Herved kan U-værdien godt forekomme lidt upræcis. Be 10 energirammeberegningen afgrænses til beregning af klimaskærmen og solceller. Der forholdes kun til nye bygningers energirammekrav. 1.5. VALG AF TEORETISK GRUNDLAG OG KILDER Jeg vil benytte mig af energistyrelsens hjemmeside til min baggrundsviden omkring energiaftaler. Derudover vil bygningsreglementet blive brugt. I tilknytning til dette vil jeg også komme ind omkring SBi-anvisninger og Dansk Standard. Til energirammeberegninger bruges Be10, hertil vil der ved udregninger af de fleste bygningsdeles u-værdi vil Rockwools energiberegner benyttes. 1.6. VALG AF METODE OG EMPIRI Rapporten tager udgangspunkt i sekundær kvantitative data i form af målinger og grafer, der ligger til grund for love og regler. Sekundær data er valgt, da der her igennem ønskes en forståelse af allerede eksisterende materiale. Som primær data er programmet Be10 benyttet til udregning af bygningens energibehov. Disse data er kvantitative data. 1.7. RAPPORTENS STRUKTUR OG ARGUMENTATION Rapporten struktur er opbygget i 3 overordnede dele. 1) Den første består af en indledning med problemformulering, hvor der er begrundelse for emnevalg med fagligt formål, samt en afgrænsning. 2) Den anden del består af hovedafsnittet. Her er der teori og analyse af problemformuleringens spørgsmål, som baggrund for delkonklusionerne. Ud fra sekundær data oplyses, hvor energikravene kommer fra. Derefter bliver der oplyst, om hvad der ligger til grund for klimaforandringen. Til sidst er der en dybere gennemgang af, hvordan energikravene beregnes, så energikrav bliver opfyldt. Afslutningsvis præsenteres og analyseres primær data ud fra tre eksempler. 3) Tredje del består udelukkende af en konklusion, som består af en opsummering af rapportens hovedemner og deres delkonklusion. SIDE 8 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2. Baggrunden og betydningen for nye bygningers energikrav I Danmark opholder vi os i bygninger 90 procent af tiden, noget som forudsætter, at vi bruger 30 til 40 procent af vores samlede energiforbrug til opvarmning, ventilation og lys i bygninger (Klima-, Energi - og Bygningsministeriet , 2015). Danmark er et samfund, som gerne vil gå forrest i kampen om at fremme reduktionen af drivhusgasudledningen, så vi får en grøn og bæredygtigt verden. Vi har en visionær klimaog energipolitik, derfor har regeringen besluttet, at der skal laves energiberegning for nybyggede huse, noget som har været et krav i bygningsreglementet siden 1. januar 2006. Bygningsreglementet administreres af Energistyrelsen, som står for størstedelen af reguleringen af byggeriet i Danmark. Vores mål i den danske regering er, at hele landets energiforsyning skal være dækket af vedvarende energi i 2050 (Energi Styrelsen). Vedvarende energi anses for at være CO2neutral, hvilket betyder, at der ikke udledes CO2 ved brug af denne energi (Energi Styrelsen, 2015). Regeringen har udarbejdet en rapport, som hedder: Energistrategi 2050 –fra kul, olie og gas til grøn energi. Her står, at verdens befolkningen vokser til op imod 9 mia. i 2050, og derved vil energiforbruget på verdensplan vokse med 34 procent. Derfor vil Danmark, selvom det er et lille land, vise et godt eksempel, ved at have nogle af det skarpeste krav i verden til nye bygningers energiforbrug, for at kunne opfylde forventninger om vedvarende energi i 2050. En af de store udfordring er de allerede eksisterende bygningers energiforbrug og deres dårlige energieffektivitet. Nedrivningen af de ældre bygninger er begrænset, og det årlige nybyggeri af den danske bygningsmasse ligger under 1 procent (Strategi for energirenovering af bygninger, 2014). Som før beskrevet bruges 30 – 40 procent af vores samlede energiforbrug til opvarmning, lys og ventilation i bygninger og har stor betydning for Danmarks energiforbrug. Derfor er dette et relevant emne at sætte fokus på, da de nye energirammer kan være med til at nedsætte det store energiforbrug, der går til opvarmning, lys og ventilation og herved kan have stor betydning for at nå målet om, at hele Danmark skal være dækket af vedvarende energi i 2050. 2.1. BAGGRUNDEN TIL DANSKE ENERGIKRAV I følgende afsnit vil der i korte træk blive beskrevet, hvad de europæiske politiske energimålsætninger er og ligger til grund for. Dette er relevant, da Danmark er en del af EU og herved også skal leve på disse målsætninger. For at opfylde disse målsætninger har Danmark lavet den danske energiaftale som strækker sig over det samlede energiforbrug. Da SIDE 9 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 driften til bygningers energiforbrug til opvarmning, ventilation og lys er høj, har dette stor indflydelse på, om den danske energiaftales målsætninger kan opfyldes. De europæiske politiske energimålsætninger samt den danske energiaftale ligger derfor til grund for skærpelserne i bygningsreglementet kapitel 7 energiforbrug, og derved energirammerne for nye bygninger. Danmark har en lang række klima- og energipolitiske aftaler (Energi Styrelsen), som ligger til grund for de danske energikrav i bygningsreglementet. Folketinget har ved lov (nr. 1516 af 27. december 2009) vedtaget et tiårige energispareprogram, som trådte i kraft den 1. marts 2010. De energipolitiske målsætninger koordineres tæt op af den europæiske klimaog energipolitik, som strækker sig tilbage til den 8.-9. marts 2007, som var EU’s første fælles energistrategi, som efterfølgende er blevet udviklet mere. Der er 3 overordnede målsætninger til den europæiske handlingsplan, som derved udpensler flere kriterier. Dette er beskrevet inde på ENS (Energi Styrelsen, 2015) under EU’s klima- og energipolitik. De overordnede målsætninger bag handlingsplanen er: At modvirke globale klimaforandringer som konsekvens af udledningen af drivhusgasser At sikre EU's forsyning af energiforsyning At styrke konkurrencen på EU's indre marked for energi (Energi Styrelsen, 2015) For at nå disse målsætninger står der i handlingsplanen, at EU-landene i fællesskab skal: Binde sig til at reducere udledningen af klimaskadelige drivhusgasser med 20 pct. inden 2020 Nedbringe energiforbruget med 20 pct. inden 2020 Indfase 20 pct. vedvarende energi i EU's samlede energimiks inden 2020 Fremme energiteknologiske gennembrud Tale med en røst i forhold til eksterne energileverandør-lande Fremme prioriterede el- og gasinfrastrukturprojekter Opbygge et overvågningscenter for forsyningssikkerhed Sikre effektiv adskillelse mellem kommercielle selskaber og kontrollen med energinettene Oprette et agentur for samarbejde mellem nationale energitilsyn i relation til grænseoverskridende el- og gashandel Styrke de nationale energitilsyns beføjelser i relation til energiselskaberne SIDE 10 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Sikre bedre integration af EU’s energipolitik i andre politikker, f.eks. handel og landbrug (Energi Styrelsen, 2015) 2.1.1. Energiaftalen 22. marts 2012 På baggrund af EU’s klima- og energipakke samt vores handlingsplan fra 2010, indgik den danske regering d. 22. marts 2012 en historisk bred energipolitisk aftale med Venstre, Dansk Folkeparti, Det Konservative Folkeparti og Enhedslisten som opfylder begge vedvarende energimål og er et led i den længevarige målsætning. Denne aftale strækker sig fra perioden 2012 – 2020. Energiaftalens hovedpunkter i korte træk er: Øget energieffektivitet, mindre energispild For at kunne opnå målsætningen om, at hele Danmarks energiforsyning skal være dækket af vedvarende energi i 2050, forudsætter det en øget energieffektivitet. Efter aftalen vil det endelige energiforbrug (ekskl. forbruget til transport) i 2020 være reduceret med 7 procent i forhold til 2010. Dette gøres ved, at energispareindsatsen hos energiselskaberne øges til det dobbelte fra 2015, og den eksisterende bygningsmasse skal have udarbejdet en samlet strategi for renovering. Mere vedvarende energi Aftalen skal sikre en markant udbygning inde for vindkraft, som skal svare til 1,5 mio. husholdningers årlige forbrug. Det vil svare til, at vindkraft i 2020 kommer til at dække ca. halvdelen af elforbruget, hvor det i 2012 svarede til en fjerdedel. Det betyder, at der frem mod 2020 skal ske en stigning på 1.500 megawatt (MW) i form af havvindmøller, som skal etableres 1.800 MW. Afregningen af vindmøller skal aftrappes ved høje elpriser for at hindre overkompensation. Hertil skal der over 4 år afsættes et tilskud på i alt 100 mio. kr. til at fremme anvendelsen af nye vedvarende energi teknologier til elproduktion som f.eks. sol, samt 25 mio. kr. til bølgekraft. Der skal afsættes en pulje på 35 mio. kr. til at fremme nye vedvarende energi teknologier i form af geotermi1 og store varmepumper2. Der skal fra 2013 være udfasning i form af lov om, at der skal indføres forbud mod installation af olie- naturgasfyr i nye bygninger (indført i bygningsreglementet kapitel 8.5.1.1 stk. 1 Viden omkring varmen i jordens indre, så man f.eks. kan pumpe varmt vand. ”Anlæg der ved at cirkulere skiftevis fordampet og kondenseret væske med en pumpe kan ændre en lavere temperatur til en højere, idet anlægget virker modsat et køleskab” (den danske ordbog). 2 SIDE 11 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 6) og fra 2016 i områder med fjernvarme eller naturgas som alternativ, må der ikke længere installeres oliefyr i eksisterende bygninger. Smarte elnet Der skal udarbejdes en samlet smart grid3 strategi i Danmark og sørges for, at der bliver indgået aftale om udrulning af fjernaflæste timeelmålere med net selskaberne. Bedre rammer for biogas Omfattet aftalen skal der udføres en ambitiøs udbygning med biogas. Dette gøres i form af, at støtten til biogas anvendt til kraftvarme øges merkant samt støtte til anvendelse af biogas i naturgasnettet til proces og transport. Anlægsstøtten forøges fra 20 - 30 procent, og der skal etableres en task-force, der understøtter konkrete projekter. El og biomasse i transportsektoren Der skal laves en strategi til energieffektivisering af køretøjer, så der kan ske en omstilling af fossile brændsler til el og biomasse. Der skal støttes med 70 mio. kr. til ladestandere til elbiler, infrastruktur til brint og gas. I 2020 skal der sikres 10 procent iblanding af biobrændstoffer. Forskning, udvikling og demonstration (FUD) Aftalen omfatter, at der stadig skal være et højt niveau i udvikling for FUD i energiteknologi, der viser erhverv- og vækstpotentiale samt støtte på 9,5 mio. kr. til Samsø som fossiluafhængig ø. Finansiering af energiaftalen Aftalen fastslår, at der bliver sikret fuld finansiering af alle nye initiativer. Energispareområdet finansieres over selskabernes tariffer, og støtten til udbygning af den vedvarende energiforsyning finansieres over PSO (public service obligation) ordninger og dermed over energiregningen. Hertil indføres der en forsyningssikkerhedsafgift på rumvarme, til at dække flere statslige omkostninger som tab af afgiftsindtægter som f.eks. lavere forbrug af fossile brændsler. En del af forsyningssikkerhedsafgiften lempes pga. fastholdelse af konkurrenceevnen af erhvervslivet. Der gennemføres flere effektiviseringer i den danske energisektor, som samlet billiggør indsatsen med 1,8 mia. kr. i 2020 (klima, energi- og bygningsministeriets hjemmeside). Hele energiaftalen kan findes på ens.dk, 3 Et elnet, der bruger digitale kommunikationsteknologi til at registrere og reagere på lokale ændringer i brug. Smart grid er et centralt element i EU energistrategi. SIDE 12 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.1.2. Delkonklusion Energiaftalerne er med til at danne baggrund for vores energikrav til bygninger, da bygninger udgør en stor del af vores samlede energiforbrug. For at kunne nå forventningerne til energiaftalen, skal der sørges for energibesparelser ved nye bygninger. Vedvarende energi kommer til at dække 50 % af den danske husholdning, derved nedsænkes udledningen af drivhusgasserne, hvilket er et af de tre overordnede europæiske målsætninger. Energiaftalen strækker sig meget bredt, hvor energieffektiviseringen er et centralt emne og skal medvirker til at begrænse energiforbruget f.eks. nye bygninger. Den øgede energieffektivitet forudsætter også økonomiske fordele for bl.a. nye bygninger, både når energibehovet bliver sænket, det giver sig selv at energiregningen mindskes, men også når husholdningen bliver dækket af vedvarende energi, som med aftrappende priser bliver billigere, frem for de stigende energipriser ved brug af de fossile brændsler til energi. Ud fra dette kan man allerede sige, at nybyggeri bliver mere kompliceret i form af, at der skal sørges for mindre energibehov i form mere detaljeret klimaskærme, som er bedre isoleret. Det gør, at nye bygninger bliver mere avanceret. 2.2. BEGRUNDELSEN TIL DE SKÆRPEDE ENERGIKRAV To af de tre overordnede målsætning fra den europæiske handlingsplan omhandler at modvirke den globale klimaforandring som konsekvens af udledningen af drivhusgasser, og at sikre forsyning af energiforsyning. Denne globale udfordring ligger bl.a. til baggrund for de fossile brændsler, vi har brugt og stadig bruger til at producere energi og derved frigiver store mængder CO2, som er hovedårsagen til den øgede drivhuseffekt. For at få en bedre baggrundsforståelse for, hvorfor drivhuseffekten og den globale opvarmning er et vigtigt element i energipolitikken og derved ligger til grund vores energikrav samt sikring af energiforsyningen, vil dette blive uddybet i følgende afsnit. 2.2.1. Fossile brændstoffer Fossil stammer fra det latinske ord fossilis, som betyder opgravet (Den Danske Ordbog). Fossile brændstoffer forstås som opgravede brændstoffer, vi bruger som energireserve. Det er bl.a. kul, olie og naturgas, som (i følgende rækkefølge udleder mest CO2) er dannet for flere mio. år siden, og derfor bruges denne energireserve i et tempo, som ikke matcher deres dannelse. De fossile brændsler har det til fælles, at de gemmer på gammel solenergi, som er dannet af plantedele og dyr både fra jorden og havet. Igennem historien er disse SIDE 13 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 organiske materialer nede i jorden blevet udsat for et utroligt højt tryk og derved omdannet til fossile brændstoffer, som hovedsageligt består af kulstof. Når vi benytter os af det gemte energi, vi kan få fra kulstof, frigives der store mængder af CO2, som naturen var millioner år om at binde (climateminds.dk). 2.2.2. Drivhuseffekten Der er en naturlig drivhuseffekt, der forudsætter liv på jorden, som kortbeskrevet består i, at solen varmer jorden op, jordoverfladen omdanner varmen til varmestrålinger, som har kurs mod rummet igen, men ikke alle varmestrålerne ryger tilbage i rummet, da det bliver holdt tilbage af ”CO2 skjoldet”, som består af skyer og andre luftarter. Noget af den CO2, der dannes på jorden, kan blive optaget af planter, som bruger den til at vokse. Hvis ikke den naturlige drivhuseffekt var til stede, ville jorden ca. have en gennemsnits temperatur på minus 18 °C, altså 33 °C koldere ifølge DMI (Danmarks Meteorologiske Institut). Figur 1 (Danmarks Meteorologiske Institut, 2015) SIDE 14 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 2 viser, at vi i dag har en global overfladetemperatur på omkring 0,5 °C, og at gennemsnitstemperaturen er steget 0,8 °C fra år 1900 til nu. Figur 2 (Danmarks Meteorologiske Institut, 2015) FN’s klimapanel, IPCC, mener med 95-100 % sikkerhed, at drivhusgasserne er den dominerende oversag til den glogale opvarmning. Derudover mener de, at drivhusgasserne i atmosfæren, alt efter hvad der kommer til at ske de næste 100 år, vil give en temperaturstigning mellem 0,3 °C – 4,8 °C. Det vil f.eks. have den kensekvens, at havniveauet vil stige mellem 20 – 98 cm frem mod år 2100. IPCC har lavet fire scenarier for fremtiden, som vil toppe i 2050, for derefter at falde. Her har DMI lavet nogen spændende grafer (se bilag 1, 2, 3) af udfaldet fra de fire senarier, afhængig af drivhusgasudledningen. Den globale opvarmning er bl.a. grundlag for smeltede gletsjere, ørkendannelser og katastrofale oversvømmelser. Problemet forekommer af den forøgede menneskeskabte drivhuseffekt ved afbrænding af fossile brændstoffer. Menneskeskabte ændringer i koncentrationerne af drivhusgasser stammer fra: Kuldioxid (CO2): Afbrænding af olie, kul og naturgas (industri, opvarmning, transport), samt cementproduktion. SIDE 15 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Methan (CH4): Biologiske processer (kreaturer, risdyrkning) samt tab i forbindelse med udnyttelse af naturgas. Lattergas (N2O): Industrielle processer, afbrænding af biomasse og brug af kvælstofgødning. CFC-gasser: Industriel brug (køleanlæg, produktion af skumplast og som opløsningsmiddel). Ozon (O3): I atmosfærens nederste lag stammer ozon især fra trafikken. (Danmarks Meteorologiske Institut) Figur 3 (Danmarks Meteorologiske Institut, 2015) Størstedelen af vores el-produktion kommer fra kraftværker, som ofte benytter sig af de fossile brændsler, da de har et højt energiindhold. Her frigives de store mængder CO2, som har været gemt igennem millioner af år og derfor bidrager til drivhuseffekten, så temperaturen stiger. Fra den industrialiserende start i midten af det 19. århundrede, er CO2 koncentrationen begyndte at stige sammen med temperaturen. Nu ligger CO2 koncentrationen i atmosfæren på 400 ppm og ifølge DMI ca. 43 % højere end for 2-300 år siden. 2.2.3. Delkonklusion Fossile brændsler er meget længe om at blive dannet, så de bliver opbrugt meget hurtigere, end de kan dannes, og derfor er til grund for de stigende priser på fossile brændsler. Derudover udgiver de fossile brændstoffer store mængder CO2, som medvirker til drivhuseffekten, som skal begrænses. Hvis udledningen ikke begrænses, vil klimaforandringerne udvikle sig endnu hurtigere, end de allerede har gjort inden for de sidste 100 år, da befolkningen stiger samt med fremtidens teknologiske udvikling vil have et større behov for SIDE 16 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 energi og kan på sigt være årsag til en katastrofal klima udvikling. For at undgå disse klimaændringer grundet drivhusgasudledningen er det derfor vigtigt at finde metoder, hvorved energiforbruget kan nedsættes. Dette danner bl.a. grundlag for de skærpede energirammer i bygningsreglementet, da disse rammer skal være med til at sikre et lavere energibehov i nye bygninger. 2.3. ENERGIKRAVENE For at opnå de politiske energimålsætninger og forebygge de beskrevne klimaændringer er der, som led i arbejdet med byggepolitik, gennemført flere analyser af den danske byggesektor og workshops om bæredygtigt byggeri for at finde frem til byggeriets regler. De danske regler inden for byggeriet er hovedsageligt reguleret af byggeloven og bygningsreglementet. Dette har ført til skærpelsen af de gældende energikrav, som er udspecificeret i bygningsreglementets kapitel 7 ”energiforbrug”. Disse har til formål at mindske både eksisterende og nye bygningers energibehov. I følgende afsnit vil Ved nybyggede bygninger undtagen sommerhuse, er det et krav, at der skal laves en energiberegning af bygningerne, så love og regler fra bygningsreglementets energiramme bliver overholdt. Det er således ikke muligt at eftervise nye bygningers energieffektivitet kun ved at opfylde U-værdikrav4 eller benytte en varmetabsramme. Formålet med energirammeberegningen er, at få nedsat den tilførte energi til bygningerne, så der opnås energibesparelser i Danmarks bygningsmasse. Som et minimumskrav lige nu skal alle nybyggede huse kunne leve op til bygningsreglementets kapitel 7.2 ”energirammer for nye bygninger” kaldet energiramme 2010. I BR10 (bygningsreglementet) er der udmeldt to frivillige lavenergiklasse for at fremme energieffektiviteten og den energipolitiske aftale fra 2008. Her blev det besluttet, at energiforbruget i nybyggeriet skal reduceres med i alt 75 pct. i 2020 i forhold til 2006. Den ene frivillige lavenergiklasse er lavenergibygninger klasse 2015, som vil blive de nye energikrav sammen med det nye kommende bygningsreglement 2015. 2015 lavenergibygnings klasses energiforbrug er ca. 25 % lavere end den nuværende (Energi Styrelsen, 2015). Bygningsklasse 2020, som er den anden frivillige lavenergiklasse, har et energiforbrug som er ca. 50 % lavere end den nuværende. Til den tid kan byggemyndighederne i kommunen stille krav til, at der i 10 % af byggesagerne kommer en uvildig energikonsulent og doku- 4 U-værdien er størrelsen af varmetabet i Watt gennem 1 m 2 af bygningsdelen, ved en temperaturforskel på 1 Kelvin (eller grad Celsius). U-værdien har enheden W/m2 (Bygningers energibehov, 2014) SIDE 17 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 menterer at energirammens beregning overholdes, før der gives byggetilladelse. De frivillige energirammer er med til at udvikle nye løsninger og gøre sig erfaringer med lavenergibyggeriet (Energi Styrelsen, 2015). Energirammerne 2010, 2015 og 2020 for nye bygninger, har fælles genneralle krav til energirammes udregningsprincipper, som er beskrevet i SBI-anvisning 230 (anvisninger om bygningsreglementet 2010), som er tilknyttet bygningsreglementet. Ved beregning af energibehovet bliver der taget hensyn til: – Bygningens klimaskærm – Bygningens placering og orientering, herunder dagslys og udeklima – Varmeanlæg og varmtvandsforsyning – Bygningens varmeakkumulerende egenskaber – Eventuelt ventilationsanlæg og klimakøling – Solindfald og solafskærmning – Naturlig ventilation – Det planlagte indeklima. Der kan også tages hensyn til anvendelse af for eksempel: – Solvarme – Solceller – Varmepumper – Kondenserende kedler – Varmegenvinding – Køling med ventilation om natten. (Bygningers energibehov, 2014) 2.3.1. Delkonklusion Ved den bredde energiramme kan der stadig være stor frihed til individuelt design, så man ikke er fastlåst på en eventuel løsning, men stadig har en bred mulighed for optimale løsninger. Med de kommende forbedrede energirammer bevæger vi os i et moderart tempo fremad mod de politiske målsætninger, men stadig så alle aktører i byggeprofessionen kan følge med, alt sammen med en fremtids version om at bygninger kan være energineutrale/ selvforsyne. SIDE 18 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.4. ENERGIRAMMEBEREGNING FOR NYE BYGNINGER Ved ansøgninger om byggetilladelse af nye bygninger skal der vedlægges dokumentation af bygningens energibehov for at kunne dokumentere lovkrav i henhold til bygningsreglementet. Til beregning af bygningens energibehov kan beregningsprogrammet Be10 benyttes. Be10 er udarbejdet af Statens byggeforskningsinstitut for at kunne opnå reduktion af energiforbruget i danske bygninger. Ud fra inddataet udregner Be10 nogen nøgletal, som kan dokumentere bygningens energibehov. Benyttelse af Be10 forudsætter bl.a. et vist kendskab til bygningsreglementet og DS 418 (Dansk Standard, 2011 ). Be10 er et detaljeret og dybdegående program, som ligger til grund for et præcist forudberegnet energibehov til bygninger. De basale parametre skal forstås korrekt ved brug af programmet. Derfor vil der i følgende afsnit være en gennemgang og forklaring af hvert parameter/kolonne, som senere skal benyttes til eksemplerne. Andre parametre, som ikke bruges i eksemplerne, vil ikke blive forklaret i dybden, men i stedet henvises der til SBianvisning 213 med interne løsninger. Til programmet tilhører beregningsvejledningen SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014). Anvisning benyttes til at dokumentere energibestemmelserne i bygningsreglementet. 2.4.1. Gennemgang af Be10 Metoden til beregningen er i videst mulig udstrækning baseret på europæiske og internationale standarder, hvor beregningen udføres på månedsbasis. Hovedskema: Når programmet åbnes, vises hovedskemaet, som er det, der vises på nedstående billede. Ude til venstre er selve opbygningen af programmet med de forskellige parametre, hvor inddata skal angives. SIDE 19 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 4 Be10 Energirammeberegningen starter med et hoveddata skema, hvor der skal angives centrale bygnings- og installationsdata og beregningsforudsætninger. Først navngives projektet, derefter fastlægges, hvilken boligtype bygningen består af. Under boligtypen operares der i 5 forskellige typer, fritliggende-, sammenbyggede-, etageboliger, lager og andre bygninger. Kun hvis boligtypen sættes til sammenbygget, kan der angives antal boligenheder. Programmet skal derefter vide, hvor mange m2 opvarmet etageareal der er i form af etageareal og kælder. Hertil kan andet areal også indtastes. Det samlede m2 opvarmet etageareal beregnes ved sammenlægning af samtlige etagers brutto arealer, altså ydersiden af ydervæggene. Herefter indtastes den aktive varmekapacitet. Varmeakkumuleringsevnen SIDE 20 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 svarer til varmen, der bliver oplagret og afgivet ved døgnsvingninger, som især har indflydelse på de indvende konstruktioner, derved er der opsat et skema i vejledningen, som mere specifikt viser hvilke tal, som skal indtastes. Figur 5 (Bygningers energibehov, 2014) Bygningens normale brugstid skal indføres. Brugstiden er det tidsrum bygningen anses for at være i brug. F.eks. anses brugstiden på en arbejdsplads normalt for 45 timer om ugen, hvorimod en bolig anses for at være i brug hele tiden og indtastes til at være 168 timer om ugen, så ved bolig sættes start kl. til 0 og slut sættes til 24 (24 timer i døgnet). Selve bygningen skal roteres alt efter, hvordan bygningen ligger og derved, hvilket verdenshjørne vinduerne sidder mod for at beregne den præcise solvarmeeffekt. Bygningens rotation sker med uret. I programmet kan der opsættes nogle beregningsbetingelser i andre bygninger end boliger, hvis der er ekstra belysnings- eller ventilationsniveau. Mulighederne er BR: Aktuelle forhold, BR: Reference, Mærkning, Besparelsesforslag, Andet. Derved kan der indtastes tillæg til energirammen for særlige betingelser, som kan læses mere om inde på bygningsreglementets energibestemmelser (Bygningsreglementet). Varmeforsyningen til bygningen skal også indføres, her er der fire basisvarmeforsyninger, som kan vælges, kedel, fjernvarme, blokvarme eller el. Til enten kedel, eller fjernvarme er der et ekstra skema under forsyning, som kommer senere. Derudover kan man vælge supplerende bidrag til varmen i form af elradiatorer, brændeovn og lignende, solvarme, varmepumpe, solceller eller vindmøller. Disse bidrag skal ligeledes med fjernvarme beskrives senere, hvis de er valgt. SIDE 21 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Klimaskærmen: Klimaskærmen er det næste skridt i beregningen. Dette er opdelt i tre typer med hver deres skema, som omhandler: - Ydervægge, tage, gulve og andre flader - Fundament og samling ved vinduer - Vinduer og yderdøre, som har det tilhørende skema (skygger) Sammenlagt skal disse tre skemaer omhandle alle elementerne i klimaskærmen, som omhyller bygningens opvarmede etageareal. Figur 6 Be10 Ydervægge, tage og gulve, her skal hver varierende bygningsdel (ydervægge, kælderydervægge, tag og terrændæk mm.) indtastes, så alle m2 bliver beregnet korrekt. Kolonne 1: Her navngives bygningsdelen. Kolonne 2: Indtast det samlede areal af bygningsdelen. Kolonne 3: Her angives den tilhørende transmissionskoefficient/U-værdi, U-værdien skal beregnes i henhold til DS 418 (Dansk Standard, 2011 ). Kolonne 4: (b), som er et gennemgående parameter i klimaskemaerne, skal temperaturfaktoren angives. Her ligger de fleste bygningsdeles temperaturfaktorer på 1,0. Ved f.eks. terrændæk- og kældergulve uden gulvvarme anvendes en temperaturfaktorer på 0,7 som beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, s. 40). Kolonne 5: Er det specifikke transmissionstab, som automatisk bliver udregnet (Areal(A) · U-værdi(U) · temperaturfaktoren(b)). Kolonne 6 og 7: Er et gennemgående parameter i klimaskærmene. Her skal den dimensionerende inde- og udetemperatur angives som anvist i DS 418 (Dansk Standard, 2011 , s. 12). SIDE 22 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Her anses, som vist på nedstående billede, de almindelige temperaturer, hvor inde temperatur fastsættes til 20°C. Hvis der er varmegivere i form af radiatorer foran et vindue, anses dette til en temperatur på 50°C. Ved rum med gulvvarme kan temperaturen anses for 30° i varmekildens plan til den dimensionerende temperatur. Den samme temperatur anvendes ved fundamentet ud for gulvvarmekonstruktioner. Udetemperaturen fastsættes i almindelighed til -12°C og under bygningen eller i jord under 2 m fastsættes temperaturen til 10°C. Figur 7 (Dansk Standard, 2011 ) Kolonne 8: Ved de samlede inddata i skemaet, udregner programmet selv det dimensionerede transmissionstab (W) som: t i - u) (Bygningers energibehov) Fundamenter og samlinger ved vinduer, som er det andet skema for klimaskærmen, omhandler inddata af linjetab5. Dette kan opdeles i ydervægs- og kælderydervægsfundamenter samt samlinger omkring vinduer og døre. 5 Linjetabet er tilsvarende varmetabet gennem 1 m af bygningsdelen og måles i W/mK. Kun ydervægs- og kælderydervægsfundamenter samt samlinger omkring vinduer og døre betragtes som linjetab for selvstændige bygningsdele. Øvrige linjetab indgår ved beregning af U-værdien for den pågældende konstruktion (SBianvisning 213, 2011 s. 13). SIDE 23 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 8 Be10 Kolonne 1: Her skal linjetabene identificeres. Kolonne 2: Her skal der efterfølgende indtastes kuldebroslængde som beskrevet i DS 418 (Dansk Standard, 2011 , s. 17). Kolonne 3: Indtastes de tilhørende linjetab som kan ses i forskellige tabeller i DS 418 (Dansk Standard, 2011 , s. 40). Kolonne 4: (b), temperaturfaktoren bestemmes ligeledes som andre flader i klimaskærmen. Kolonne 5: Det specifikke transmissionstab beregner programmet HT = l * * b. Kolonne 6 og 7: Inde- og udetemperatur bestemmes igen som forrige skema. Kolonne 8: Programmet beregner det dimensionerende transmissionstab (W) som: t = l · · (i - u). Vinduer og yderdøre er det tredje skema, som bruges til at beregne transmissionstabet og solinfaldet ved f.eks. glasvægge, vinduer og yderdøre, som identificeres med entydig tekst. Her kan vinduer og døre, som er ens, beregnes samlet, hvis de har samme orientering, hældning og afskærmning. Solindfaldet har en stor rolle og ligger til grund for glaspartiernes udformning, glasareal og solvarmetransmittans (g-værdi) samt solindfaldsvinklen. Her tages også hensyn til skygger fra omgivelserne, som kan minimere solindfaldet. Figur 9 Be10 Kolonne 1: Identificeres ens type. Kolonne 2: Indtast antal af ens type. Kolonne 3: Indtast orienteringen for elementet i forhold til verdenshjørnerne. Hvis elementet er mod nord skrives enten bogstavet n eller gradorienteringen 0°. På sammen SIDE 24 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 måde skrive mod øst med bogstavet ø eller gradorienteringen, som er 90° og så fremdeles. Kolonne 4: Elementets hældning indtastes i forhold til vandret, altså 90° for en almindelig dør. Kolonne 5: Transmissionsarealet beregnes som DS 418 (Dansk Standard, 2011 , s. 15), hvor der står, at arealet omhandler hulmålene, hvor f.eks. vinduet bliver indsat. Kolonne 6: Her skal U-værdien indtastes som beskrevet i DS 418 (Dansk Standard, 2011 , s. 32). Kolonne 7: (b) temperaturfaktoren bestemmes ligeledes som andre flader i klimaskærmen. Kolonne 8: For de indtastede oplysninger udregner programmet selv den samlede Ht (W/K). Kolonne 9: Her skal glasandelen (Ff) af vinduet eller døren angives. Normalvis vil det ligge omkring 0,5-0,8 ifølge SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 45). Kolonne 10: Er rudens solvarmetransmittans (g), som kan være vidt forskellig efter antal lag glas, eller om energirudeglas er anvendt til produktet. For at finde den mest nøjagtige solvarmetransmittans er der anvist en tabel i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 45). Figur 10 (Bygningers energibehov, 2014) Kolonne 11: Hvis nogle af elementerne er beskygget, skal dette fastlægges i skemaet skygger. Derefter indsættes den specifikke skygge ved at trykke på ctrl-knappen og venstre musse-tast. Kolonne 12: Er solafskærmningen (Fc) og angives alt efter hvilken rude og type solafskærmning, der benyttes som beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 45). Hvis ingen solafskærmning angives faktoren 1,0. Kolonne 13 og 14: Er inde- og udetemperaturen, som skal angives ligesom forrige skema. SIDE 25 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Kolonne 15: Programmet udregner tabet i W. Kolonne 16: Benyttes i sammenhæng med skemaet ”sommerkomfort”. Her angives 1 i kolonnen for at medregne hvilke vinduer eller døre, der er placeret i kritiske rum. Skygge skemaet fastlægger de forskellige skyggeforhold, hvorefter det kan overføres til ”vindue og døre” skemaet i kolonne 11. Figur 11 Be10 Kolonne 1: Her defineres skyggen, f.eks. i form af et udhæng. Kolonne 2: Horisontvinklen indtastes ved at måle fra den vandrette plan op til det skyggende sted, som kan være i form af en anden bygning eller beplantning. Kolonne 3: Under udhæng tager man f.eks. vinduets midte og måler graderne fra vinduets plan ud til yderkanten af udhænget. Kolonne 4 og 5: Den veste/højre skygge er når, man kigger inde fra bygningen og ud til venstre/højre fra midt-forkanten af vinduets plan, og måler hvor mange grader der er til yderkanten af det skyggende Kolonne 6: Som beskrevet og vist i SBi-anvisningen 213: ”Vindueshullet i procent er falsens dybde i forhold til vinduets bredde eller højde afhængig af, hvad der er mindst. Falsens dybde måles til ydersiden af rudens plan. Vindueshullet i procent bestemmes som x/y.” Figur 12 Be10 (Bygningers energibehov, 2014, s. 48) Uopvarmede rum. Under klimaskærmens forskellige punkter kan man tilføje ekstra skemaer ved at højre-klikke på musen som f.eks. i dette tilfælde oven på uopvarmede rum. Skemaet her bruges til varmebalancen for uopvarmede rum, så bygningsdele, der vender mod rummet, får en anden temperaturfaktorer for det specifikke transmissionstab. Nærmere beskrivelse kan findes i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 48) SIDE 26 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Sommerkomfort skemaer er noget nyt, som er kommet i Be10 version 7. Det henvender sig kun til boliger, og metoden er baseret på en timevis beregning af rumtemperaturen. Her er formålet at bestemme antallet af timer, hvor rumtemperaturen overskrider de 26° og 27°, noget som ligger til grund for lavenergibyggeris særlige krav inde for dette. Kolonnen gulvareal, m2: Her indtastes Figur 13 Be10 det gulvareal, som anses for det mest kritiske rum, hvor der kan forekomme en høj temperatur. Det vurderes ud fra orientering og solinfald. Hertil er der to beregningsløsninger som beskrevet i SBi-anvisning 213. ”A. Enten kan der antages en fiktiv væg mellem de to rum og den mulige ventilationsrate kan beregnes på baggrund af det kritiske rum alene. B. Eller det kritiske rum kan regnes som hele området, der er i åben forbindelse. I dette tilfælde skal alle vinduer i alle områder således også være med i belastningen af rummene med markering i vindues skemaet” (Bygningers energibehov, 2014, s. 55). Hvis det kritiske rum strækker sig over flere etager, kan man antage et større gulvareal på den måde at det antages, at der beregningsmæssigt indskydes et fiktivt etagedæk, således at alle vinduer stadig kan tælles med, men gulvarealet bliver større. Beregningen er i sammenhæg afhængig af vinduesskemaet i kolonnen 16. Her indsættes 1 for det vindue/vinduer, som skal medregnes for det indtastede kritiske rumareal. Kolonnen ventilation l/s m2: Info om ventilation indsættes, da det kan være med til at imødegå høje temperaturer, ligesom solafskærmning kan. Her anvendes der om vinteren samme værdi som qm (kolonne 4 i ventilationsskemaet). For mekanisk ventilation om sommeren kan den maksimale mekaniske ventilation indsættes både til dag og nat. Se nærmere om inddata for naturlig ventilation i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 56). Efter inddataet trykkes på knappen beregn, for at vise antallet af timer, som overstiger de 26° og 27° i det kritiske rum. SIDE 27 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Ventilation: I skemaet skelnes der mellem tre former for anvendelse af ventilation, naturlig ventilation, mekanisk ventilation og mekanisk udsugning. Inddata for hver enkel funktion beregnes som skrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 58). Figur 14 Be10 Kolonne 1: Her defineres zonen. En boligenhed regnes normalt for en ventilationszone, dog kan rum, der betjenes af samme ventilationssystem og med ens ventilationsforhold beregnes samlet. Kolonne 2: Her skal zonens areal indtastes. Arealet beregnes på samme måde som bruttoarealet, så det sammenlagt svare til bygningens samlede opvarmede etageareal. Kolonne 3 (Fo): Står for driftstiden af ventilationssystemet, som ses i forhold til bygningens brugstid, som angivet i hovedskemaet. Hvis konstant brug (som normalt i boliger) indsættes 1,0. I særtilfælde hvor der bliver brugt ¾ af tiden indsættes 0,75. Kolonne 4 qm (l/s m2): Er mekanisk ventilation, hvor qm er den mekaniske luftstrøm og beregnes som udeluftstrømmen i indblæsningsanlægget divideret med det betjente etageareal i brugstiden om vinteren. Ved anlæg med variabel volumenstrøm tages den gennemsnitlige luftstrøm om vinteren. Kolonnen 5 nvgv: Er varmegenvindingens temperaturvirkningsgrad og bestemmes ud fra udeluftens temperaturstigning i varmegenvinderen. Kolonne 6 ti: Betyder indblæsningstemperatur i °. 18 ° antages, hvis der i ventilationsanlægget både er temperaturreguleret varmegenvinder og temperaturreguleret overflade. Ved et anlæg uden regulering til varmegenvinderen indsættes – (minus). Anlæg uden varmeflade, men reguleret varmegenvinder indsættes 0°. Hvis anlægget er med reguleret varmegenvinder, med/uden varmeflade angives en indblæsningstemperatur på 18°. Kolonne 7 EL-VF: Her skrives 1, hvis ventilationsanlægget er med elvarmeflade, hvis ikke indsættes 0. Kolonne 8 qn (l/s m2): Her skrives naturlig ventilation om vinteren i brugstiden. Kolonne 9 qi.n (l/s m2): Er infiltrationen om vinteren uden for brugstiden, som normalt afhænger af ventilationssystemet, men typisk vil betyde om natten. Her er boliger ikke relevant, da de antages for at være i brug hele tiden. SIDE 28 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Kolonnen 10 SEL (kj/m3): Står for det specifikke elforbrug til lufttransport, som er det samlede elforbrug pr. m3 flyttet luft fra luftindtag til luftudtag. Ved specifikt elforbrug til lufttransport kan SBi-anvisning 188 ventilationsanlæg med lavt elforbrug (Olufsen, 1995) benyttes. Kolonne 11 qm,s (l/s m2): Er den maksimale ventilation, det mekaniske ventilationsanlæg kan yde i brugstiden på varme sommerdage. Normalt antages det at mekaniske ventilationsanlæg minimum har samme drift om sommeren som om vinteren. Kolonne 12 qn.s: Er den naturlige ventilation om sommeren i brugstiden. Her skrives den maksimale gennemsnitlige naturlige ventilation, der gennemsnitlig opnås på varme sommerdage. Kolonne 13 qm.n: Her angives, hvad det mekaniske ventilationsanlæg maksimalt kan yde om sommeren om natten, altså uden for brugstiden. Dette benyttes ikke ved boliger. Kolonne 14 qn.n: Er den naturlige ventilation om sommeren om natten, som maksimalt gennemsnitlig kan opnås i de varme sommerdage. Dette benyttes ikke ved boliger. Internt varmetilskud: Skemaet består af de varmetilskud, der kan forekomme fra personer, apparature og i boliger belysning. Figur 15 Be10 Kolonne 1: Bygningen opdeles i zoner med ens varmetilskud, dog ikke til f.eks. ventilation eller belysning. Kolonne 2: Arealet skal beregnes ligesom bygningens samlede opvarmede etageareal. Kolonne 3: er personers varmetilskud i W pr. m2. Normalt anses et gennemsnitlig varmetilskud på 1,5 W pr. m2, dog max. 360 W fra personer pr. boligenhed. Fra personer i andre bygninger end boliger henvises til SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 66) Kolonne 4: Boligers varmetilskud fra apparatur og belysning antages for at være 3,5 W pr. m2 opvarmet etageareal. Her antages et min. på 210 W og max. 840 W pr. boligenhed. Internt varmetilskud i andre bygninger henvises til SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 67) Kolonne 5: Internt varmetilskud fra apparatur om natten antages ikke for boliger. SIDE 29 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Belysningsskemaet: Her bestemmes elforbruget for andre bygninger end boliger og dermed også varmetilskuddet fra almen- og arbejdsbelysning i de enkelte rum. Præcise inddata kan findes i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 69). Figur 16 Be10 Andet elforbrug; er et skema som frivilligt kan benyttes til at angive elforbrug, som ikke nødvendigvis skal medregnes ved bestemmelse af bygningens energibehov. Formålet er, at ramme bygningens samlede elforbrug som svarer til hovedelmålerens tal. Ligeledes er der et belysningsskema til parkering (magen til forrige belysningsskema), da det ikke indgår i opvarmede etageareal. Mekanisk køling: Skal anvendes ved behov for køling. Her skal dokumenteres for køleanlægs effekten, som kan være i form af eldrevne anlæg, absorptionskøleanlæg og fjernkøling og frikøling. Inddata beregnes som beskrevet i SBi-213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 75) Varmefordelingsanlæg: Skemaet skal fastlægge opbygning og temperaturforhold. Her er der underskemaer, hvor opbygning og varmetab fra rørnettet angives og skema med angivelse af pumperne. Figur 17 Be10 SIDE 30 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Kolonne 1: Angivelse af den dimensionerende fremløbstemperaturen. Kolonne 2: Angivelse af den dimensionerende returtemperatur. Kolonne 3: Om anlægget er et 1- eller 2-strenget. Varmerør skemaet er til at beregne varmetabet fra varmefordelingssystemet fra rør uden udetemperaturkompensering og rør uden for den opvarmede del af bygningen. Figur 18 Be10 Kolonne 1: Rørstrækning identificeres. Kolonne 2: Er rørlængden. Kolonne 3: Er varmetabet, som beregnes efter DS 452, Termisk isolering af tekniske installationer (Dansk Standard, 1999), som henviser til DS/EN ISO 12241, Termisk isolering af bygningsudstyr og industrielle installationer - Beregningsregler (Dansk Standard, 2008). Kolonne 4: Er temperaturfaktoren, som afhænger af rørplacering. I opvarmede rum sættes b til 0, uopvarmede rum sættes b til den samme temperatur som rummet, eller hvis det er i det fri sættes b til 1. Dette er nærmere beskrevet under temperaturfaktor for rørplacering i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 78). Kolonne 5: Her angives der ja/nej alt efter om, der er udetemperaturkompensering af rørtemperaturen. Kolonne 6: Her angives der ja/nej alt efter om, der er sommerstop. Pumper: Skemaet skal indeholde pumper i varmefordelingssystemet inkl. til ventilations anlæg, kedlen m.m. SIDE 31 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Kolonne 1: Beskrivelse af pumpe. Kolonne 2: Er driftsform typen. Her indtastes A for pumper i konstant drift året rundt, V for pumper i konstant drift i opvarmnings- Figur 19 Be10 sæsonen, T for pumper i tidsstyret drift i opvarmningssæsonen og K for kombipumper som både cirkulerer vand til rumopvarmning og til varmtvandsbeholderen. Kolonne 3: Er antal for typen. Kolonne 4: Er pumpens max. el-effekt. Kolonne 5: Er en reduktionsfaktor. Her indtastes typisk 0,8 for flertrinspumper, 0,6 for automatisk trinstyrede pumper og for automatisk styrede pumper indtastes 0,4. Varmt brugsvand: Skemaet bruges til at anvise forbruget af varmt brugsvand og brugsvandstemperaturen. For at beskrive varmtvandsbeholderen skal man tilføje skemaet ved at højre-klikke på varmt brugsvand. Derudover er der et skema til at angive data for individuelle el- eller gasvandvarmere, hvor inddata skal angives som beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 89) Figur 20 Be10 I feltet ”varmtvandsforbrug” indtastes det års gennemsnitlige antal liter forbrug for varmt brugsvand pr. opvarmede m2 etageareal. For en bolig antages et årligt forbrug på 250 liter pr. m2, dog et årligt forbrug på max. 60 m3 pr. boligenhed. For nærmere beskrivelse af inddata se SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 82). I nederste felt indtastes det antaget opvarmede brugsvand som normalt og mindst ligger på 55 °C. SIDE 32 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Varmtvandsbeholder: Skemaet skal tilføjes, hvis der er tilsluttet varmtvandsbeholder til bygningen. Beskrivelse af inddata henvises der til SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 83). Tilslutning til varmtvandsbeholderen: Er et underskema til varmtvandsbeholderen, som beskriver tilslutningen, så varmetab fra tilslutningsrør til varmevandsbeholderen bestemmes. Beskrives i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 85). Cirkulationspumpe: Er et skema, som angiver data for pumper til cirkulation af varmt brugsvand, eller om der er eltracing af brugsvandrørene. Figur 21 Be10 Først en beskrivelse, derefter skal der indtastes antal pumper til cirkulationen og så den installerede el-effekt til cirkulationen. Reduktionsfaktoren sættes til 1, hvis anlægget er i konstant drift, ellers reduceres faktoren som beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 87). Hvis der er eltracing afkrydses feltet. Rør til varmt brugsvand: Er et underskema til cirkulationspumper, som angives på samme måde som for varmerørsskemaet. Forsyning: Her er en række underliggende skemaer, hvor man kan beskrive de forskellige varmeforsyninger, der kan være til bygningen, som er tilvalgt i hovedskemaet i starten. I eksemplerne vil fjernvarme blive benyttet som basisvarmeforsyning og solceller som bidrag til varmeforsyningen. Derfor vil disse skemaer blive gennemgået hvor kedler, anden rumopvarmning, solvarmeanlæg, varmepumper og vindmøller er beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014) fra side 91 og fremefter. SIDE 33 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Fjernvarme: Skemaet bruges til at angive data for fjernvarmeveksleren. Hvis der er direkte fjernvarme, kan der angives 0 i alle rubrikker. Først angives den nominelle varmeeffekt. Den angivne varmetabsveksler beregnes efter DS Figur 22 Be10 452, Termisk isolering af tekniske installationer (Dansk Standard, 1999), som henviser til DS/EN ISO 12241, Termisk isolering af bygningsudstyr og industrielle installationer. Beregningsregler (Dansk Standard, 2008). Hvis varmeforsyningen til varmtvandsbeholderen går gennem veksleren afkrydses feltet. Hvis der evt. er et ønske om en minimumstemperatur, angives denne i vekslertemperaturen. Hvis der ikke er udetemperaturkompensering angives vekslertemperaturen. Temperaturfaktoren, b, bestemmes alt efter, hvor fjernvarmeveksleren er placeret. Dette er nærmere beskrevet under varmerør skemaet tidligere. I det sidste felt angives mærkeeffekten på fjernvarmens automatik. Solcelle: Skemaet bruges til et eventuelt solcelleanlæg. Her kan der oprettes flere solcelleskemaer, hvis der er flere anlæg med forskellige data. Figur 23 Be10 SIDE 34 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Først beskrives solcelleanlægget. Under solceller skal arealet for det samlede solcelleanlæg angives samt Peak Power i forhold til panelarealet. Denne Peak Power angiver den maksimale effekt under standard testbetegnelser og oplyses fra producenten. Derefter skal systemvirkningsgraden angives for det samlede solcelleanlæg inklusiv hjælpeudstyr, som omformer og andet. Efter SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 108) sættes virkningsgraden til 0,75, hvis værdien ikke kendes. Under orientering og skygger skal orientering, hældning, horisont afskærmning og skygger angives og beskrives som for vinduer og døre mod det fri. Resultater: Under resultater er der to skemaer om nøgletal og varmebehov. Nøgletal: Skemaet indeholder forskellige resultater omkring energirammer, energibehov og nøgletal for delforbrug. Nøgletallene er de væsentligste hovedresultater fra beregningen. Under energiramme er der BR 2010, lavenergibygning klasse 2015 og bygningsklasse 2020. Ud for samlet energibehov er værdien, som skal overholde bygningsreglementets energiramme bestemmelser. Energibehovet kommer fra driften af bygningen divideret med det samlede opvarmede etageareal. Bidrag til energibehovet er opgjort separat for varme, el til bygningsdrift og overtemperatur i rum. Nettobehovet er opgjort til rumopvarmning, varmt brugsvand Figur 24 Be10 og køling. SIDE 35 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Udvalgt el-behov er opgjort til belysning, opvarmning af rum, opvarmning af varmt brugsvand, varmepumper, ventilatorer, pumper og køling. Varmetab fra installationer er opdelt til rumopvarmning og varmt brugsvand. Ydelse fra særlige kilder, som er bidraget, opdeles hver for sig i, solvarme, varmepumpe, solceller og vindmøller. Lidt nærmere forklaring til de forskellige bokse i skemaet er beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 111). Varmebehovet: Er det sidste skema og er en opgørelse måned for måned af varmebalancen i relation til rumopvarmningsbehovet. Dette er opdelt i 16 kolonner, som kan ses i skemaet, men også beskrevet i SBi-anvisning 213 (Bygningers energibehov, 2014, s. 113). Figur 25 Be10 2.4.1.1. Delkonklusion Be10 er med til at beregne energibehovet i bygninger og sikre transmissionstabet til klimaskærmen. For at kunne bruge Be10 skal bygningen være forholdsvis færdig projekteret, således at det er muligt at udfylde de forskellige parametre, så energibehovet bliver udregnet korrekt. Dog er det vigtigt, at der under projekteringen stadig gøres brug af Be10, da det kan have stor betydning for, hvordan bygningen skal videreprojekteres. For at holde sig inden for en bestemt energiramme (2010, 2015, 2020) er der mange forskellige parametre, der kan justeres i bygningen for at opfylde kravene. Det er derfor svært at fastsætte et enkelt parameters betydning for opfyldelse af rammen, da der er mange mulige løsninger for at opnå disse. SIDE 36 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.4.2. Energiramme eksempel I følgende afsnit vil der blive præsenteret tre eksempler med tre forskellige energirammer (2010, 2015 og 2020). Der vil være fokus på, hvordan klimaskærmen ændres ved de forskellige energirammer. Dette vil sige, at andre parametre som f.eks. vinduer og ventilation lever op til alle kravene inden for de forskellige energirammer. Først beskrives bygningseksemplet som de tre eksempler tager udgangspunkt i. Efterfølgende beskrives, for hvert eksempel, hvilke krav som ligger til grund for den følgende rammeberegning ud fra Br10 (Bygningsreglementet). Dernæst gennemgås hvilke inddata der skal bruges til de forskellige parameter, som skal anvendes i Be10 for at beregne nøgletallene til den enkelte energiramme. Til inddata af konstruktioners U-værdier benyttes Rockwool Energy Design, som er en online energirammeberegner, som er udført i overensstemmelse med Be10, hvor U-værdierne er beregnet efter DS 418 (Dansk Standard). Ligeledes er der ved brug af inddata til vinduesskemaet benyttet et energimærkningscertifikat. 2.4.2.1. Om bygningseksemplet Bygningseksemplet som energiberegningerne tager udgangspunkt i, er et ny-moderne række-/kædehus, som ikke er projekteret færdigt endnu: - Bygningen kommer til at består af syv sammenhængende lejligheder på henholdsvis 2 og 3 etager. - Bygningens omkreds er 120 m. - Klimaskærmens ydervægge består af to forskellige bygningsdele. - Rumhøjden er 2,6 m og etagehøjden er 3,05 m. - Bygningens bebyggede bruttoareal er 289,4 m2 og forudsætter et opvarmede areal for samtlige etager på 849,36 m2. Alle rum er opvarmede rum over 15 grader. - Bygningen opvarmes med fjernvarme. - Der er mekanisk balanceret ventilation med varmegenvinding. SIDE 37 Michael Rohde Andersen 179783 - VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Arealet af vinduer og glasyderdøre svarer til 25,76 % af det opvarmede etageareal. Figur 26 Revit model 2.4.3. Eksempel 1, energiramme 2010 2.4.3.1. Krav Energiramme: Det samlede behov for tilført energi (til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand) af det samlede opvarmede areal må højst være 52,5 kWh/m2 pr. år plus 1650 kWh/m2 pr. år divideret med det opvarmede etageareal. Energibehovet vægtes efter den anvendte primærenergi, som ved fjernvarme har en faktorer på 1,0. Klimaskærmen, vinduer og døre: For at fremtidssikre bygninger med rimelig isoleringsevne er der et maksimalt tilladt dimensionerende transmissionstab til klimaskærmen, som opgøres inklusiv kuldebro (f.eks. samlinger mellem vinduer og ydervæg), men ekskl. døre og vinduer. Det dimensionerende transmissionstab til klimaskærmen er delt op i 3 kategorier, 1 etage, 2 etager, 3 eller flere etager (jo højere jo større tilladt tab). De tre følgende SIDE 38 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 eksempler tager udgangspunkt i 2 etager, som ligger på 6,0 W pr. m2 klimaskærm. 2 etager er valgt, da det her sikres, at bygningen overholder transmissionstabet både for 2 og 3 etager. Vinduer og glasydervægge skal som minimum leve op til klasse C energimærkeordningen. Tæthed: Ved trykprøvning på 50 Pa må klimaskærmens utætheder ikke overstige 1,5 l/s pr. m2 opvarmet etageareal. Installationer: Cirkulationspumpen, som anvendes, skal opfylde A-mærkning eller tilsvarende energimæssige krav. Det mekaniske ventilations anlæg skal have en varmegenvinding på mindst 80 % og et maks. specifikt elforbrug til luftransport på 1.000 J/m3. 2.4.3.2. Beregning Hovedskema: Bygningen anses for sammenbyggede boliger, der indsættes 7 i antal boligenheder med et opvarmede etageareal på 847,8 m2. Varmekapaciteten anses for at være middel tung, da der er flere tunge dele som betondæk og teglvægge, derfor indtastes 120 Wh/K m2. Normal brugstid for boliger er 168 timer og en start- slut kl. på 0 til 24 som indtastes. Bygningen skal roteres, derfor indtastes 59,2°. Bygningens varmeforsyningen er fjernvarme og har ikke bidrag fra andre varmekilder. Klimaskærmens ydervægge, tage og gulve har et areal på 1350,15 m2 med et samlet tab på 7034,81 W. Figur 27 Be10 Terrændækket udgør 252,8 m2 og er ens i hele bygingen med en U-værdi på 0,1. Dækket er opbygget i beton, og 300 mm polystyren og med gulvvarme, derfor indsættes temperaturfaktoren til 1. Indetemperaturen indtastes til 30˚C og udetemperaturen til 10˚C. Dette resulterer i et tab på i alt 505,60 W for terrændækket (se bilag 2). SIDE 39 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Ydervæggene består af to forskellige konstruktioner. Det ene er en murstensvæg med betonbagvæg, hvor der er 200 mm isolering. Væggen har et samlet areal på 149,01 m2 med en U-værdi på 0,17 (se bilag 3). Temperaturfaktoren sættes til 1, indetemperatur til 20 og udetemperatur på -12. Det giver i alt et tab på 810,61 W. Den anden ydervæg er opbygget i en REDAir FLEX facadeløsning, hvor der indgår 200 mm isolering med betonbagvæg som en U-værdi på 0,19 (se bilag 4). Her sættes temperaturfaktoren igen på 1 og har samme inde- og udetemperatur på 20 og -12 grader. Denne bygningsdel giver et samlet tab på 3698,59 W. Tagkonstruktionen er ens i bygningen og har et samlet areal på 295,46 m2. Det består af et bærende dæk med 250 mm trykfast isolering. Dækket opnår en U-værdi på 0,18 (se bilag 5). Taget har samme temperaturfaktor og inde- og udetemperatur som de forrige ydervægge. Det resultere i et tab på 1229,11 W. Etagedæk mod det fri er bygningens udkragning på vest siden, fra stue til første sal. Etagedækket har et samlet areal på 44,56 m2, og består i af betondæk med 200 mm påsat isolering på undersiden. Konstruktionen får en U-værdi på 0,17 (se bilag 6) og en temperaturfaktorer på 1. Indetemperaturen skal indtastes til 30˚C og udetemperaturen skal indtastes til -12˚C. Dette giver et tab på 318,158 W. Klimaskærmens fundamenter og samlinger ved vinduer har en samlet kuldebroslængde på 531,51 m med et tab på 1031,67 W.: Figur 28 Be10 Ydervægsfundamentet har har en længde på 120,32 m og et linjetab på 0,10 (se bilag 7). Fundamentet skal have en temperaturfaktor på 1,3. Den dimensionerende inde- og udetemperatur sættes til 30 og -12 og giver et tab på 505,34 W. Samling omkring vinduerne og dørene har en samlet omkreds på 441,19 m. Linjetabet angives til 0.04 W/mK. Temperaturfaktoren er 1, hvor inde- og udetemperaturen ligger på 20- og -12 grader. Det giver et samlet tab på 526,32 W. SIDE 40 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Vinduer og yderdøre har sammenlagt et areal på 218,83 m2, som giver et tab på 5532,02 W. Vinduerne har en klasse A vinduesmærkning (se bilag 8), som lever op til energiramme 2020. Figur 29 Be10 Vinduerne er indsat efter orienteringen i forhold til verdenshjørnerne. Herved kan ens vinder/døre indtastes sammen. Hældningen er angivet til 90˚ alle steder, da der ikke er vinduer eller døre andre steder end i de lodrette ydervægge. Arealerne for vinduerne og dørene er trukket ud fra Revit modellen. Både U-værdien, glasandelen og solvarmetransmittansen er taget fra et energimærkningscertifikat fra et Rationel facadevindue med energimærkning A. Inde- og udetemperaturen er igen sat til 20- og -12 grader. SIDE 41 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Skygger, som er det tilhørende skema under vinduer og yderdøre, er definere efter hvilken form for skygge, der kan være for vinduerne og dørene i bygningen. Figur 30 Be10 Ventilations skemaet tager udgangspunkt i et Dantherm HCV 4 boligventilationsanlæg, som lever op til kravene til bygningsklasse 2020 (Se bilag 9). Figur 31 Be10 Ventilationssystemet er ens i lejlighederne og er derfor beregnet samlet, så hele bygningens opvarmede etageareal på 849,36 er indskrevet. Driftstiden er sat til 1. Det mekaniske ventilationsanlæg om vinteren er: Grundluftskifte = 2 (badeværelser) x 15 l/s / 120 m2 bolig = 0,25 l/s m2. Dette afrundes til 0,3 l/s m2 efter bygningreglementets minimums krav 6.3.1.2 stk. 1. I køkken skal der min. være 20 l/s, men sættes til 50 l/s. pga. madlavning. 50 l/s / 120 m2 (ca. antal m2 pr. Bolig)= 0,417 l/s m2. (23 timer x 0,30 l/s m2 + 1 time x (0,25 l/s m2 + 0,417 l/s m2)) / 24 timer = 0,315 l/s m2 = indtastet til 0,32 l/s m2. Anlægges varmegenvindings temperaturvirkningsgrad er sat til 90% med en indblæsningstemperatur på 0° og uden elvarmeflade. Den naturlige ventilation er sat til 0,07 for at overholde tæthedskravene til bygningsklasse 2020. Boliger er i konstant brug, så der indsættes SIDE 42 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 ikke noget i infiltrationen om vinteren uden for brugstiden. Det specifikke elforbrug er sat til 0,8, da det er maksimum for bygningsklasse 2020. Den maksimale ydelse for det mekaniske ventilationsanlæg om sommerener indtastes til 0,5, og i det efterfølgende felt indtastes 0,55, da der kan bidrages med at åbne et vindue. Internt varmetilskud. Bygningen måles med ensartet varmetilskud. Her er hele bygningens areal indsat med de almene varmetilskud fra personer (1,5 pr. m2) og fra apparature (3,5 W pr. m2). Det giver et varme tilskud fra personer på 1274 W og 2972,8 W fra apparature. Figur 32 Be10 Varmefordelingsanlægget består af gulvvarme, som ved nyere anlæg har en fremløbstemperatur på 35 °C og en returløbstemperatur på 30 °C (Bilag til håndbog for energikonsulenter, 2008). Gulvarme er altid 2-strengs. Figur 33 Be10 Varmerør. I skemaet er der afsat 14 m rør med isolering i teknikrummet og et tab på 0,16 W/mK. Der er hverken udetemperaturkompensering eller Figur 34 Be10 sommerstop. Her er også afsat 7 m rør til gulvvarmefordeler, som har et tab på 0,83 W/mK. Her er heller ikke udetemperaturkompensering eller sommerstop. (Bilag til håndbog for energikonsulenter, 2008). Pumper. Her er der indsat syv cirkulationspumpe til gulvarme, en til hver lejlighed. De er indsat til at være i konstant brug med en nominel effekt på Figur 35 Be10 50. Reduktionsfaktoren er indsat til 0,4 (Bilag til håndbog for energikonsulenter, 2008). SIDE 43 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Varmt brugsvand antages der et årligt forbrug på 250 liter/år pr. m2 opvarmet etageareal, som er indsat. Det samme med varmt brugsvand, som normalt anses for at være opvarmet til 55 °C. Fjernvarmevekslerens nominelle ef- Figur 36 Be10 fekt er indsat til 10 med et varmetab på 1,5. Der er ikke noget minimumsønske til vekslertemperaturen. Den automatiske stand-by anses til 5 W. Resultatet giver et transmissionstab Figur 37 Be10 på 6,0 W/m2 klimaskærm ekskl. vinduer og døre, som kan ses nede i højre hjørne (figur 38). Derudover er det samlede energibehov til bygningen på 38,4 kWh/m2 år (figur 39). Figur 38 Be10 SIDE 44 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 39 Be10 2.4.3.3. Delkonklusion Nøgletallene viser, at det samlede energibehov for bygningen både opfylder kraven til energiramme 2010 og 2015. Dette kan begrundes med at vinduerne og ventilationen er af høj kvalitet således at bygningen opnår et lavere energibehov. Klimaskærmens transmissionstab for energiramme 2010 bliver lige akkurat overholdt med de 6,0 W/m2 klimaskærm. Dette resulterer i et samlet nettoareal på 717,05 m2 (beregnet fra Revit-modellen). Energiskærmens transmissionstab for lavenergibygninger 2015 er ikke overholdt. SIDE 45 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.4.4. Eksempel 2, Lavenergibygning 2015 I følgende afsnit vil der blive regnet på, hvad der skal til for at overholde klimaskærmens transmissionstab for lavenergibygning 2015. Energirammens samlet energibehov er allerede overholdt på grund af de effektive vinduer og ventilation, som overholder bygningsklasse 2020. 2.4.4.1. Krav Energiramme: Det samlede behov for tilført energi (til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand) af det samlede opvarmede areal i 2015, må højst være 30 kWh/m2 pr. år plus 1000 kWh/m2 pr. år divideret med det opvarmede etageareal. Den anvendte primærenergi er stadig fjernvarme, men her benyttes en faktorer på 0,8. Klimaskærmen, vinduer og døre: Det maksimale tilladte dimensionerende transmissionstab er 5,0 W pr. m2 klimaskærm og derved nedsat med 1 W pr. m2. Vinduer og glasydervægge skal minimum leve op til klasse C energimærkeordningen. Tæthed: Ved trykprøvning på 50 Pa, må klimaskærmens utætheder ikke overstige 1,0 l/s pr. m2 opvarmet etageareal. Installationer: Cirkulationspumpen, som anvendes, skal opfylde A-mærkning eller tilsvarende energimæssige krav. Det mekaniske ventilations anlæg skal have en varmegenvinding på mindst 80 % og et maks. specifikt elforbrug til luftransport på 1.000 J/m3. Indeklima: Rumtemperaturen må ikke overskride 26 °C i 100 timer om året, og 27 °C må ikke overskrides mere end 25 timer om året. SIDE 46 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.4.4.2. Beregning Klimaskærmens ydervægge, tage og gulve. For at overholde klimaskærmens samlede transmissionstab er der blevet regnet på, hvor meget klimaskærmens ydervægge skal forbedres ved at tilføre ekstra isolering, så U-værdien bliver tilstrækkelig. Det forudsætter, at klimaskærmen giver et samlet tab på 5723,78 W.: Figur 40 Be10 Først er ydervæggen i række 2 blevet forbedret med 50 mm isolering, som har forbedret dens U-værdi fra 0,17 – 0,14 (se bilag 10). Dette har forbedret den samlede transmissionstab med 0,1 W/m2. Den anden ydervæg har et fire gange så stort areal. På grund af det større areal optimeres ydervæggen, således at væggen bliver tilført med 100 mm ekstra isolering. Dette forbedre U-værdien fra at være 0,19 til en U-værdi på 0,13 (se bilag 11), hvilket resulterer i et forbedret transmissionstab for hele klimaskærmen på 0,9 W/m2. Sommerkomfort. En af skærpelserne til lavenergibygnings ramme er, at der skal tages højde for et godt indeklima. Her er spisestuen/køkken i lejligheden mod syd anset for at være det mest kritiske rum i bygningen. Her er arealet taget ud fra Revit-modellen, hvor der er opsat en fiktiv væg ved trappe og entre, så arealet ikke strækker sig gennem hele boligen. Hertil har det været nødvendigt at opdele et vindue i vinduesske- Figur 41 Be10 maet, så det står særskilt og kan medregnes. Dette fremviser, at temperaturen på 26 °C kommer op på 59 dage om året, og de 27 °C kommer op på 7 dage om året. Det vil sige, at kravene overholdes for energirammen 2015. SIDE 47 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Resultatet giver et transmissionstab på 5,0 W/m2 klimaskærm ekskl. vinduer og døre, som kan ses nede i højre hjørne (figur 42). Derudover er det samlede energibehov til bygningen på 38,4 kWh/m2 år (figur 43). Figur 42 Be10 SIDE 48 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 43 Be10 2.4.4.3. Delkonklusion Nøgletallene viser, at det samlede energibehov for bygningen opfylder kravet til energiramme 2015 med dens samlede energibehov på 33,8 kWh/m2. Med den ekstra isolering og herved tykkere vægge opfylder bygningen akkurat kravene for klimaskærmens transmissionstab til energiramme 2015, som ligger på 5 W/m2 klimaskærm. Dette resulterer i et samlet nettoareal på 685,87 m2. Det vil sige, at der er at tab af nettoareal på 31,18m2 (beregnet fra Revit-modellen). SIDE 49 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.4.5. Eksempel 3, energiramme bygningsklasse 2020 I følgende eksempel beregnes der, hvad der skal til for at overholde energirammen 2020. Det gøres at ved forbedre klimaskærmen så transmissionstabet overholdes. Hertil indsættes solceller for yderligere at nedsætte energibehovet. 2.4.5.1. Krav Energiramme: Det samlede behov for tilført energi (til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand) af det samlede opvarmede areal, må højst være 20 kWh/m2 pr. Primærenergien fjernvarme får nu en faktorer på 0,6. Klimaskærmen, vinduer og døre: Det maksimale tilladte dimensionerende transmissionstab er igen nedsat, men kun med 0,3 W pr. m2. Det vil sige, at der ved 2 etager er det maksimale tab på 4,7 W pr. m2 klimaskærm. Der er dog kommet yderlige krav til de enkelte bygningsdeles mindste varmeisolering for at undgå kondens på kolde flader. Dette vedr. yderdøre med glas, som minimum skal have en U-værdi på 1,0 kWh/m2. Vinduer og glasydervægge skal leve op til klasse A energimærkeordningen. Sundhed og velvære har stor betydning i bygningsklasse 2020. Derfor skal der være glasareal i beboelsesrum og køkken-alrum, som mindst svarer til 15 % af gulvareal, med en lystransmittans større end 0,75. Hvis mindre forøges glasarealet tilsvarende. Tæthed: Ved trykprøvning på 50 Pa, må klimaskærmens utætheder ikke overstige 0,5 l/s pr. m2 opvarmet etageareal. Installationer: Cirkulationspumpen, som anvendes, skal opfylde A-mærkning eller tilsvarende energimæssige krav. Det mekaniske ventilations anlæg skal have en varmegenvinding på mindst 85 % og et maks. specifikt elforbrug til luftransport på 800 J/m3. 2.4.5.2. Beregning Klimaskærmens samlede transmissionstab skal igen sænkes, dog kun med 0,3 for at overholde rammekravene. Derudover skal bygningens samlede energibehov sænkes ved hjælp af et solcelleanlæg, så behovet ikke overstiger de 20 kWh/m2 år. Klimaskærmens ydervægge, tage og gulve ender med et samlet tab på 5345,6 W: Taget har fået tilført 60 mm isolering, som har resulteret i et U-værdi fald fra 0,18 til 0,14 (se bilag 12). SIDE 50 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 44 Be10 Solcelleanlægget skal opsættes med minmum 31m2 solcellepanel med en peak power på 0,14 kW/m2 og har en virkningsgrad på 90% de første 10 år og minimum 80 % efter 25 år (se bilag 13). Derfor er denne indsat til 80 % i feltet. Orienteringen er sat til syd med en hældningsgrad på 35°. Anlægget bliver fordelt oppe på de fire øverste bygninger, så der ikke komFigur 45 Be10 mer noget afskærmning. Her bliver el til bygningsdriften næsten fjernet, da energibehovet bliver sænket med 4,3 kWh/m2 år. Resultatet viser, at transmissionstabet for klimaskærmen ekskl. vinduer og døre bliver overholdt på 4,7 W/m2. Det samlede energibehov er lige under 20 og ender på 19,9 kWh/m2 år. SIDE 51 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Figur 47 Be10 Figur 46 Be10 SIDE 52 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 2.4.5.3. Delkonklusion Nøgletallene viser, at transmissionstabet til energiramme 2020 på maksimalt 4,7 W/m2 klimaskærm akkurat bliver overholdt, hvilket resulterer i, at øverste etage er blevet 60mm lavere til loftet. Derudover skal der tilkobles minimum 31 m2 solcellepanel på taget for at kunne overholde energibehovet på maksimalt 20 kWh/m2 år. Forskellen mellem energiramme 2010 og 2020 viser ved disse eksempel, at der bliver et mindsket nettoareal på 31,18 m2 i bygningen samt en mindsket lofthøjde på øverste etage på 60 mm, som alt sammen skal udfyldes med isolering. Derudover skal der etableres en solcelleanlæg med et areal på 31 m2. Dette giver alt sammen en øget udgift til nye bygninger, da der skal bruges flere penge på materiale. De ekstra omkostning af bygningen vil betyde en større startkapital, men på længere sigt vil indtjene sig selv igen, da energibehovet til bygningen er mindre og dermed vil betyde besparelser på elregninger. Det mindre energibehov betyder ikke kun penge, men er med til at stoppe den globale klimaforandring, da drivhusudledningen mindskes. 2.5. ENERGIMÆRKNING AF NYE BYGNINGER Energirammeberegningen, som fastligger bygningens energibehov, skal vedlægges ved ansøgning om byggetilladelse. Hvis der kommer eventuelle ændringer undervejs, som har konsekvenser for byggeriets energibehov, skal dette indberettes til kommunen. Når bygningen er færdig, skal der foretages en energimærkning af bygningen inden ibrugtagelse. Dette må kun gøres af en uafhængig energikonsulent, som ikke har arbejdet i det firma, hvor energirammeberegningen er udarbejdet. Energikonsulenten skal kontrollere bygningen igennem for at sikre overensstemmelserne til byggetilladelsen og kravene til bygningsreglementet overholdes. Når dette er gjort, og kravene er opfyldt, udsteder kommunen en såkaldt ibrugtagningstilladelse. Denne energimærkning er et bevis på, at bygningen lever op til kravene i forhold til bygningsreglementet og den valgte energiramme. SIDE 53 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 3. Konklusion De europæiske målsætninger er med til at danner baggrund for de danske energiaftaler. Formålet med de europæiske målsætninger er at stoppe den hurtig voksende globale klima forandring. Klima forandringen skabes ved den drivhusudledning, der bl.a. dannes ved de fossile brændsler, som bliver brugt som energikilde. Disse fossile brændsler udleder store mængder CO2, som medvirker til drivhuseffekten. Da befolkningen stiger samt med fremtidens teknologiske udvikling, vil der i takt med dette være et større behov for energi, hvilket medfører hurtigere klimaforandringer. For at undgå disse klimaændringer grundet drivhusgasudledningen er det derfor vigtigt at finde metoder, hvorved energiforbruget kan nedsættes. Danmark har en visionær målsætning om, at 2050 skal være dækket af vedvarende energi. Dette vil i fremtiden betyde billigere strøm til bygningen. 30 til 40 % af det samlede danske energiforbrug bliver brugt til opvarmning, ventilation og lys i bygninger. For at overholde energiaftalen skal Danmark begrænse energibehovet til nye bygninger, hvilket ligger til grund for de skærpede energirammer. For at beregne energibehovet i bygninger og sikre kravet til klimaskærmens transmissionstab, kan programmet Be10 benyttes. For at kunne bruge Be10 skal bygningen være forholdsvis færdig projekteret, således at det er muligt at udfylde de forskellige parametre, så energibehovet bliver udregnet korrekt. Det er vigtigt, at der under projekteringen stadig gøres brug af Be10, for at sikre at energirammerne overholdes, hvis der skulle ske ændringer, der har betydning for energibehovet. Det er svært at fastsætte et enkelt parameters betydning for opfyldelse af energirammen, da der er mange forskellige parametre, som kan justeres for at sikre at bygningen overholder energirammen. De skærpede energirammer har betydning for bygningens energibehov og konstruktioner. På grund af de nye energirammer til nye bygninger skal klimaskærmene isoleres bedre, hvilket resulterer i, at væggene bliver tykkere, og herved bliver nettoarealet mindre. Hertil øges udgifterne til nye bygninger, da der skal bruges flere penge på materiale. Det betyder, at omkostningerne til bygningen får et større startkapital, dog kan det forventes at bygningen på længere sigt vil indtjene sig selv igen, da den har et lavere energibehov. Herved opnås en besparelse på energiregningen. Det mindre energibehov betyder også en nedsættelse af drivhusudledning, hvilket kan få en positiv virkning på de globale klimaforandringer. Efter endt byggeprojekt tilkaldes en konsulent, som ikke har tilknytning til energirammeberegningen. Konsulenten kontrollerer bestemmelser efter bygningsreglementet og herefter gives energimærkningen, hvorefter bygningen må tages i brug. SIDE 54 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Kildeliste Danmarks Meteorologiske Institut. (22. Marts 2015). DMI. Hentet fra Danmarks Meteorologiske Institut: http://www.dmi.dk/vejr/ Dansk Standard. (2011 ). Beregning af bygningers varmetab (7 udg.). København: Dansk Standard. Den Danske Ordbog. (22. Marts 2015). Den Danske Ordbog. Hentet fra ordnet: http://ordnet.dk/ddo Energi Styrelsen. (20. Marts 2015). ENS. Hentet fra Energi Styrelsen: http://www.ens.dk/ Energistyrelsen. (23. September 2008). Bilag til håndbog for energikonsulenter. (3). Energistyrelsen. (Onsdag d. 11. Februar 2015). Bygningsreglementet. Hentet fra 7. Energiforbrug: http://bygningsreglementet.dk/br10_04_id104/0/42 Klima-, Energi - og Bygningsministeriet . (20. Marts 2015). kebmin. Hentet fra KLIMA-, ENERGI - OG BYGNINGSMINISTERIET: http://www.kebmin.dk/ Klima-, Energi- og Bygningsministeriet. (2014). Strategi for energirenovering af bygninger. København K . Søren Aggerholm, K. G. (2014). Bygningers energibehov (3 udg.). Aalborg: Statens Byggeforskningsinstitut, Aalborg Universitet. SIDE 55 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag Bilag 1: Bilag 2: Bilag 3: Bilag 4: Bilag 5: Bilag 6: Bilag 7: Bilag 8: Bilag 9: Bilag 10: Bilag 11: Bilag 12: Bilag 13: Udfaldet af fire senarier fra DMI. Billede af terrændæk. Billede af ydervæg. Billede af ydervæg. Billede af tag. Billede af etagedæk mod det fri Billede af ydervægsfundament Energimærkningscertifikat Ventilationsanlæg Billede af ydervæg Billede af ydervæg Billede af tag Solcelleanlæg SIDE 56 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 1: SIDE 57 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 SIDE 58 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 2: SIDE 59 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 3: SIDE 60 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 4: SIDE 61 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 5: SIDE 62 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 6: Bilag 7: SIDE 63 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 8: SIDE 64 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 9: SIDE 65 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 10: SIDE 66 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 11: SIDE 67 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 12: SIDE 68 Michael Rohde Andersen 179783 VIA University College, Campus Aarhus Danske Energikrav 27-03-2015 Bilag 13: SIDE 69
© Copyright 2024