Projektering af 0-energi enfamilieshuse

Transkript

1 Projektering af 0-energi enfamilieshuse Projektering af 0-energi enfamilieshuse Anders Nygaard Christensen - BKAR71P - Studienummer Speciale 7.semester bygningskonstruktør VIA UNIVERSITY AARHUS 25 OKT Anders Nygaard Christensen Vejleder : Nicolai Green Hansen VIA UNIVERSITY COLLAGE AARHUS 25 OKT 2013

2 TEKNISK-MERKANTIL HØJSKOLE TITELBLAD SPECIALE TITEL: Projektering af 0-energi enfamilieshuse VEJLEDER: Nicolai Green Hansen FORFATTER: Anders Nygaard Christensen DATO/UNDERSKRIFT: STUDIENUMMER: OPLAG: 1 (Digital) SIDETAL (à 2400 anslag): 28,1 GENEREL INFORMATION: All rights reserved - ingen del af denne publikation må gengives uden forudgående tilladelse fra forfatteren. BEMÆRK: Dette speciale er udarbejdet som en del af uddannelsen til bygningskonstruktør alt ansvar vedrørende rådgivning, instruktion eller konklusion fraskrives!

3 Forord Specialet udføres som en afsluttende del af bygningskonstruktøruddannelsen på 7 semester. Specialeemnet omhandler bæredygtigt byggeri, med projektering og opførelse af 0-Energi enfamilieshus. Specialet er tiltænkt den projekterende, eller andre personer der har interesse i at opføre 0- energi enfamilieshus. Førstegangsbygherre der ønsker, at bygge lavenergirigtigt kan med fordel gennemlæse specialet for, at danne sig et overblik over de forskellige bygningsklassificeringer og deres krav. Der skal lyde en stor tak til Kasper Rønslev Nilsen fra 2020 huset, Frits Hansen fra passivhuset.dk for at stille op til interview til udarbejdelse af dette speciale. Ligeledes vil jeg gerne takke min vejleder Nicolai Green Hansen for gode råd og vejledning uanset tidspunkt. 2

4 Abstract This thesis is part of the Bachelor of Architectural Technology and Construction Management at VIA University Collage, Aarhus in autumn The general theme of the thesis is the design of a 0-energy family house. The purpose of this thesis is to make a guideline for the designer and how to build a 0-energy building in the right way. The thesis will provide an introduction of the history of low-energy houses. Furthermore it shows how to design and build a low energy house and afterwards to a 0- energy family house. The main results of the thesis are that in order to build a 0-energy house you need to make it as energy efficient as possible. The recommended building regulation of this thesis is Bygningsklasse 2020 even though it is still not without any problems. The structure of the thesis is as it follows. In chapter 1 the main purpose, methodology and problem statement are described. Afterwards the theory and analyses are presented in chapter 2. Lastly, the conclusion in chapter 3 that sums up the main points of the analyses as well as answering the questions of interests stated in the problem statement. 3

5 Indholdsfortegnelse Forord... 2 Abstract... 3 Figurliste Indledning Baggrundsinformation og præsentation af emne Begrundelse for emnevalg og fagligt formål Problemformuleringens spørgsmål Afgrænsning Valg af teoretisk grundlag og kilder Valg af metode og empiri Rapportens struktur og argumentation Projektering af et 0-energi enfamilieshus Den generelle definitionen af 0-energi Energi forbruget i Danmark Kriterierne for et 0-energi bygning De forskellige energiklassificeringer og deres kriterier, samt placering Energiramme Delkonklusion Hvilke design- og konstruktionsprincipper anvendes der ved projekteringen af lavenergirigtigt enfamiliehus? Optimal placering på grunden Udformningen af huset Delkonklusion Problematikken med lavenergihuse hvad er gået galt hidtil Passiv solvarme (overophedning) Utilstrækkelig varmeforsyning Støjgener i lavenergiboliger Delkonklusion Hvilken energiklasse er mest rentabel at anvende som 0-energi? Enfamilieshus efter Br

6 2.4.2 Enfamilieshus i lavenergiklasse Enfamilieshus i Bygningsklasse Refleksion over bygningsklassernes opbygning og prisudregning Rentabilitetsberegning for lavenergiklasse Rentabilitetsberegning for bygningsklasse Delkonklusion Konklusion Kildeliste Bilag Bilag 1 Interview med Kasper Rønslev Nielsen Bilag 2 interview med Frits Hansen Bilag 3 BR Bilag 3 A Bilag 3 B Bilag 3 C Bilag 3 D Bilag 3 E Bilag 4 Lavenergiklasse Bilag 4 A Bilag 4 B Bilag 4 C Bilag 4 D Bilag 4 E Bilag 5 Bygningsklasse Bilag 5 A Bilag 5 B Bilag 5 C Bilag 5 D Bilag 5 E

7 Figurliste Figur 1 Enderuds model (Andersen 2008) Figur 2 viser energiforbruget gennem tiden og fremadrettet og den opdeling. (R. March 2011) Figur 3 Viser udviklingen i råolieprisen historisk og i IEA scenarie (UDS pr tønde, faste priser) (Energipolitisk redegørelse 2013) Figur 4 Viser en typisk konstruktions opbygning ved de forskellige lavenergiklaser. ( 2 ) Figur 5 Udviklingen i energirammen (Hanne Lehrskov 2012) Figur 6 Eksempel på krav i de forskellige energiklasser, ved et enfamilieshus på 180 m² Figur 7 viser de forskellige placeringer og beskriver deres ulemper. ( 2 ) Figur 8 Viser hvor stor en andel af klimaskærmen de forskellige konstruktioner udgør afhængigt af huset form.( 3 ) Figur 9 Viser eksempler på gennembrydninger og spring hvor isoleringslaget bliver ændret og der ved opstår en kuldebro. ( 6 ) Figur 10 Viser hvor der kan være kuldebroer og utætheder i klimaskærmen ( 6 ) Figur 11 Viser stueplanen for rentabilitetsberegningen. (Egen tegning fra Revit)

8 1. Indledning. 1.1 Baggrundsinformation og præsentation af emne Specialet udføres som en afsluttende del af bygningskonstruktøruddannelsen på 7. semester. Specialeemnet omhandler bæredygtigt byggeri, med projektering og opførelse af 0-energi enfamilieshus. I forbindelse med min 6 semestre praktikperiode, som foregik ved GPP arkitekter, udvalgte jeg mig et 7. semester bachelorprojekt. Bachelorprojektet består i, at skulle projektere en 0- energi daginstitution. I den forbindelse undrede jeg mig over, hvilken betydning et 0- energi byggeri har i forhold til andre øvrige lavenergirigtige byggerier. Det er klart at 0-energi bygning, har gode energimæssige tiltag, men hvilke i forhold til de forskellige bygningsklasser vi har i vores bygningsreglement her og nu. Ligeledes i forhold til de koncepter og begreber vi bruger, såsom passivhuse og energi+ huse. Ligeledes erfarede jeg, at der generelt var en usikkerhed blandt mine medstuderende, hvis spørgsmålet hed hvad er et 0-energi hus, i forhold til et passivhus?. 1.2 Begrundelse for emnevalg og fagligt formål Det samlede energiforbrug rundt om i verden er i øjeblikket alt for højt. Derudover har mængden af fossile brændstoffer yderst dårlige fremtidsudsigter. Lagrene rundt omkring i verden er ved at blive opbrugt, og det vil i sidste ende blive et politisk spørgsmål, om vi vil være afhængige af bestemte lande, for at kunne få dækket vores energibehov. Op mod halvdelen af den energi og CO² vi udlader, kommer fra vores bygninger, dette skaber alvorlige klimaforandringer og en øget global opvarmning, hvilket i værste fald kan få jordens beskyttelsessystemer til at bryde sammen. Derfor har byggebranchen et stort medansvar for de problemer vi på nuværende tidspunkt oplever samt et vist ansvar for at udføre energibesparende løsninger. Gennem de senere år er der kommet øget fokus på energirigtigt byggeri, hvor Danmark anses som en af de førende på området. Med det sidste bygningsreglement (BR10) som trådte i kræft d 31. dec blev kravene til energiforbrug skærpet betydeligt. Der vil i fremtiden ske yderligere skærpelser i energiforbruget grundet den kommende lavenergiklasse 2015 og bygningsklasse Især med sidstnævnte, bygningsklasse 2020 vil Danmark være iblandt topplaceringerne indenfor lavenergirigtigt byggeri. Dette kræver dog at den projekterende samt den udførende opdaterer sig og lærer nye metoder, så man sammen kan etablere et godt lavenergirigtigt byggeri. (H. Lehrskov 2012) Alt for mange rådgivere, entreprenører, bygherre og håndværkere er usikre på hvad energirigtigt byggeri egentlig går ud på. Dette skyldes en manglende viden om blandt andet materialer design og økonomi. Derfor anvender størstedelen i dag de metoder og materialer, som man er fortrolig med. 7

9 Hvis rådgiver og entreprenører vælger at sætte fokus og laver forbedringerne på energi, kan det sjældent ses med det blotte øje i forhold til andre bygningsoptimeringer så som fx inventaroptimeringer. Derved mister de lysten til at indarbejde det i konkurrenceforslag. (H. Lehrskov 2012) Byggeriet som vi har i dag, kan kategoriseres i 3 forskellige klassificeringer (BR10, Lavenergiklasse2015, Bygningsklasse 2020). Disse er dem som vi har stående, eller vil blive introduceret for i vores danske bygningsreglement. Et andet meget kendt og brugt koncept er passivhuse, som er noget vi er blevet bekendte med fra vores naboland, Tyskland. Ydermere har vi nogle begreber, som vi bruger når vi bygger. Et af begreberne er 0-energi. Mit formål med specialet er, at opnå en så bred faglig viden som muligt. Jeg vil gerne lære mere om de processer vedrørende projektering og opføre et energirigtigt enfamiliehus, og der fra videre til et 0-energi samt hvilke metoder og værktøjer der skal bruges for at opnå disse energikrav. Der udarbejdes rentabilitetsberegninger over hvilken bygningsklassificeringer der er mest rentabel at anvende som 0-energi. Dertil få kendskab til de forskellige energiklasser, for at kunne skelne mellem dem. Ligeledes vil jeg gerne høre brugerens mening, har de flere ulemper end fordele, eksempelvis ved indeklima. Efterfølgende drage brug af det til udarbejdelse af min bachelor afgangsprojektopgave, hvor jeg skal projektere en børnehave, som er en 0-energi bygning. På sigt, give mig fordele ude på arbejdsmarkedet, ved at specialisere mig i energirigtigt byggeri. 1.3 Problemformuleringens spørgsmål Problemundersøgelsen skal give den projekterende et indblik i, hvordan man projekterer og opføre en god 0-energi bygning, med fokus på enfamiliehuse. I den forbindelse er det vigtig, at forstå metoderne samt de processer, der med fordele kan anvendes i projekteringen. Den skal yderligere definere hvad en 0-energi bygning i forhold til andre lavenergiklasser og komme med bud på hvilken energiklasse der er mest rentabel at lave til et 0-energi enfamilieshus. For at kunne udarbejde dette, er problemformuleringens hovedspørgsmål og underspørgsmål udformet således: Hvordan projekteres et 0-Energi enfamilieshus? Hvad er den generelle definition af 0-energi? Hvilke design- og konstruktionsprincipper anvendes der ved projekteringen af lavenergirigtigt enfamilieshus? Hvad er problematikken med hidtil opførte lavenergirigtige enfamiliehuse? Hvilken energiklasse er mest rentabel at anvende som 0-energi? (BR10, Lavenergiklasse2015, Bygningsklasse 2020 eller passivhus) 8

10 1.4 Afgrænsning Specialet vil hovedsagligt omhandle energibegrebet 0-energi med enfamilieshuse som fokusområde. Specialet vil så vidt afgrænse sig efter problemformulerings hoved og underspørgsmål. Den vil hovedsagligt koncentrere sig om projekteringen og opførelsen, og i den forbindelse komme ind på placering, udformning, konstruktioner, og alternativ energi. De andre energiklassecertificeringer vil også blive nævnt for, at kunne skelne herimellem. Specialet vil indeholde udregninger på, hvilken energiklasse der er mest rentabel at anvende som 0-Energi enfamilieshuse. Rentabilitetsberegningen er afgrænset så grundlaget for beregningen sker med den alternative energikilde, solcelle. Rentabilitetsberegningen er ligeledes afgrænset så der er 2 faktorer beregningen udforme sig ud fra. Den ene er procenten på lånet, og den anden er energiprisstigningen. Beregninger er foretaget ud fra nutidige bygningsomkostninger samt renteniveau og ligeledes er grundlaget for energiprisstigningerne taget ud fra historiske stigninger. Dette betyder, at der hersker en vis usikkerhed omkring de forventede energipriser. 1.5 Valg af teoretisk grundlag og kilder Indsamling af baggrundsviden er baseret på eksisterende litteratur om emnet. Bøgerne (Arkitektur og energi R. Marsh, 2011) og (Energi + Arkitektur H. Lehrskov, 2011) har givet et grundlæggende indblik i den historiske udvikling og til hvor vi er nu. Dette er suppleret med andet bogmateriale og rapporter fra tidligere forskningsprojekter om emnet. Afhandlinger, artikler, og andre kilder via nette som f.eks. Bolius.dk vil også blive benyttet i et hvis omfang. For yderligere information henvises der til kildelisten. 1.6 Valg af metode og empiri Specialets primære data er indsamlet via interviews. Interviews med personer som til dagligt arbejder med energirigtige byggerier. Specialets interviews vil belyse 3 forskellige sider af et sådan byggeri: Den projekterende, den udførende og ikke mindst brugeren. Dette har til hensigt at give en så bred indsigt som muligt. Dette giver specialet en kvalitativ vinkel, da der vurderes at problemformuleringen ikke kan besvares, ved brug af enestående kvantitativt data. 9

11 1.7 Rapportens struktur og argumentation Specialet er opbygget efter rapportguiden version 2. d udarbejdet af Anne-Grete Olesen for bygningskonstruktøruddannelsen Via University College. Specialet bliver inddelt i 3 emner: 1. Indledning med baggrundsinformation og præsentation af emne, Begrundelse for emnevalg og fagligt formål, problemformulering med opstilling af hovedspørgsmål og underspørgsmål. 2. Hovedafsnittende hvor jeg har min teori, og analyser, som jeg sammenholder med de interviews og besøg jeg har foretaget mig. Til sidst i afsnittende en delkonklusion hvor jeg opsummerer. 3. En konklusion med besvarelse af problemformulerings hovedspørgsmål. Derefter en sammensætning af delkonklusioner, som er besvarelser til problemformuleringens underspørgsmål, sidst en perspektivering. Figur 1 Enderuds model (Andersen 2008) 10

12 2. Projektering af et 0-energi enfamilieshus 2.1 Den generelle definitionen af 0-energi. For at definere en 0-energi bygning vil dette afsnit blandt andet kigge tilbage på energiforbruget i Danmark og dets udvikling. Her vil der være beskrevet hvor og hvornår det første 0-energi hus blev etableret. Yderligere vil der blive redegjort for, hvilke kriterier der hører til begrebet 0-energi. Derudover beskrives de forskellige energiklasser og begreber Energi forbruget i Danmark Energiforbruget i Danmark har været meget højt og svingende. Der er sket store forandringer gennem tiden. (Se figur 2) Figur 2 viser energiforbruget gennem tiden og fremadrettet og den opdeling. (R. March 2011) Siden 1970 ernes oliekrise har der været store forandringer i nye bygningers energiforbrug. Inden oliekrisen var den danske økonomi og samfund i stor vækst, hvilket afspejles i arkitekturen på stort set alle boligformer. Store glaspartier blev monteret for at skabe lys og luft. Dette medførte at opvarmningsbehovet var den allerstørste del i de nye bygningers energiforbrug, derfor kom der i 1977 et krav i bygningsreglementet. Kravene gik i sin enkelhed ud på bedre varmeisolering af klimaskærm og at begrænse vinduesarealet, ydermere blev der indført en varmetabsramme for at give velisoleret bygninger mulighed for større vinduesareal. (R.Marsh 2011) Kravene til varmeisolering blev yderligere skærpet i 1990 erne, samtidig blev der præsenteret et nyt beregningsværktøj, som gjorde det muligt at beregne tilskuddet fra passiv solvarme. Større glaspartier blev igen tilladt, da der var udviklet nye typer lavenergivinduer, som ikke havde de store konsekvenser for varmetabet. 11

13 På baggrund af dette blev der igen etableret store arealer af sydvendte lavenergivinduer for udnyttelse af passiv solvarme, det blev en slags symbol på lavenergiarkitektur. Der blev eksperimenteret med udestuer/verandaer samt altaner bestående udelukkende af glas, der skulle fungere som en solvarmebuffer. Dette medførte desværre, at mange beboere måtte bruge eldrevet køling, for at løse den overophedning der kom i årets varmeste måneder og for at få et godt indeklima. (R. Marsh 2011) Yderligere beskrevet i punkt Denne oliekrise gjorde at olieprisen steg gevaldigt, det udløste en massiv indsats for udvikling af bedre og mere energibesparende lavenergiløsninger på boligfronten. Et af de måske mest kendte lavenergihuse fra denne tid, er det såkaldte 0-energihus, som har beliggenhed ved Lundtoftesletten nord for København. Det blev udviklet af daværende Danmarks Tekniske Højskole, som i dag er Danmarks Tekniske Universitet. Det nye og afgørende for 0-energihuset var, at opvarmningen, til det knap 120 m² boligareal samt varmt brugsvand, kom fra et stort sydvendt lodretstillet solfangeranlæg. 0-energihuse t blev en attraktion, og mange eksperter indenfor byggebranchen blev inspireret af dette. Nogle år senere fortsatte Sverige på ideen, og i Gøteborg fik man etableret en hel boligkarré uden varmeanlæg, hvor responsen fra beboerne var rigtig positiv. Videreudviklingen fortsatte og i 80 erne, her fik en tysk forsker, ved navn Wolfgang Feisst, øjnene op for denne boligkarré og senere i 90 erne udviklede han passivhuset. ( Det globale energiforbrug ser forsat ud til at stige. Frem mod 2035 forudser Det Internationale Energiagentur (IEA), at der vil komme yderligere pres på det globale energimarked. Der forventes en stigning på omkring en tredjedel i det internationale energiforbrug. Dette medfører en forventning om, at olieprisen vil forblive høj og endda stige yderligere. IEA har lavet et scenarie, der viser prisudviklingen over olieprisen, som den har set ud siden 1980 erne og som den vil se ud frem til (Se figur 3) Figur 3 Viser udviklingen i råolieprisen historisk og i IEA scenarie (UDS pr tønde, faste 2011-priser) (Energipolitisk redegørelse 2013) 12

14 2.1.2 Kriterierne for et 0-energi bygning En 0-energi bygning er i dag betegnelsen for et hus, der er energi-neutralt, dvs. at det producerer ligeså meget energi, som det bruger. Husets CO 2 udledning er lig nul set over et år, da det på årsbasis skaber ligeså meget energi, som det bruger. Dette opnås med en lang række tiltag, oftest med ekstra store mængder isolering og ekstra gode lavenergivinduer. Udover disse energirigtige tiltag har 0-energi byggeri også en bedre styring af energiforbruget med intel- ligente målere. En anden vigtig del få at opnå 0-energi er tilføjelsen af vedvarende(alternativ) energi, som blandt andet kan komme fra solceller til el, og solfangere til varmt vand. ( 1 ) Begrebet 0-energi er i dag kompliceret at definere. Overordnet er det en bygning, der producerer lige så meget energi, som det bruger på årsbasis. Ren økonomisk er dette ikke ensbetydende med, at regnskabet går i nul, når året er gået og energiudgifterne skal gøres op. I princippet kan alle nyere huse laves til et 0-energihuse, ved at tilføre tilstrækkelige alternative energikilder såsom jordvarme, solvarme og solceller, men regnskabet vil stadig have negative tal i sidste ende. Det er alene energirammen, der definerer, om byggeriet er et 0-energi bygning. I den gamle solcelleordning (nettomålerordningen) var det muligt, at opspare den energi man optjente i løbet af dagen/sommeren til brugen om aften/vinteren. Regnskabet blev opgjort på årsbasis for netop at gøre det omkostningsfri, og derved mere attraktiv at bygge 0-energi. (Bilag 1 side 46 Interview med Kasper Rønslev Nielsen) De forskellige energiklassificeringer og deres kriterier, samt placering. Bygningsklasse, energiklasse og plus energi. Det er mange forskellige betegnelser og klasser. Man bliver nemt forvirret over dette. Hvad er klassifikation? Og hvad er koncepter? Faktum er, at vi i Danmark har 3 klassificeringer, nemlig den nuværende BR 10, som trådte i kræft d 30. juni 2010, og dernæst har vi de 2 kommende klasser, energiklasse 2015 og bygningsklasse Disse energiklasser er de eneste, der er defineret i bygningsreglement. Andre energiformer er et koncept eller anden definering. (Bilag 1 side 46 Interview med Kasper Rønslev Nielsen) Nuværende BR 2010 Bygningsreglement 2010 trådte, som sagt, i kræft den 30. juni 2010, hvortil der var en overgangsperiode frem til den 30. december Bygningsreglementet 2010 er gældende for såvel nybyggeri som renovering, og det er uanset om byggearbejdet kræver byggetilladelse eller anmeldelse. I forhold til det tidligere bygningsreglement er det i kapitel 7. der er kommet flest væsentlige ændringer: 13

15 På energirammens side er kommet en skærpelse på 25 %, dertil også isoleringskrav for komponenter og bygningsdele. Bygninger opvarmet til under 15 grader skal regnes efter regler for energirammen. Ved renovering skal energiforbedringer gennemføres. Det samme er gældende ved vedligeholdelse. I figur 4 (Side 17) viser et skema over, hvad der typisk kræves konstruktionsmæssigt og andre forudsætninger, for at opnå BR10. Dette giver den projekterende et hurtig indblik i, hvad det kræver at bygge i dag, men i sidste ende kommer det an på hver enkel byggeri, som samlet set skal overholde energirammeberegningen. ( 1 ) Figur 5 (Side 19) viser kravene og udregningen for max energiforbrug til BR10. Lavenergiklasse 2015 Med en bygning i lavenergiklasse 2015 fås en bygning, der energimæssigt ikke bliver forældet lige foreløbigt. Lavenergiklassen er frivillig og bliver først indført i 2015 som lovkrav. Lavenergiklassen har til formål at reducere energiforbruget i forhold til de nuværende krav med ca. 25%. For at kunne opnå denne klassificering anbefales det, at bygningen bliver kompakt og gerne i flere plan, yderligere skal klimaskærmen forbedres i form af mere isolering i tag/loft, ydervægge, terrændæk og fundament. Ved standard nybyggeri er energifaktoren for fjernvarme 1 og for el 2,5. Når der bygges til lavenergiklasse 2015 er energifaktoren 0,8 ved fjernevarme, men stadig 2,5 ved el. Figur 4 (Side 17) viser et skema over, hvad der typisk kræves for at opnå lavenergiklasse Dette giver den projekterende et hurtig indblik i, hvad det kræver at bygge til lavenergiklasse 2015, men i sidste ende kommer det an på hver enkel byggeri, som samlet set skal overholde energirammeberegningen. Figur 5 (Side 19) viser kravene og udregningen for max energiforbrug til lavenergiklasse ( 1 ) Tidligere fandtes lavenergiklasse 1 og 2, men efter BR10 indtræf, er lavenergiklasse 2 blevet til almindelig standard. Hvis man i dag ønsker lavereenergiklasse, er det under definitionen lavenergi klasse ( 1 ) Bygningsklasse 2020 Bygningsklassen 2020 blev introduceret i august Som navnet hentyder, er det netop en bygningsklasse og ikke en lavenergiklasse, som ikke kun koncentrere sig om energiforbruget. Bygningsklassen 2020 stiller nemlig også krav til det termiske indeklima i boligen. Kravet lyder på maks. 100 timer over 26 grader og maks. 25 timer over 27 grader. Denne er ligeledes lavenergiklassen 2015, en frivillig klasse, som forventes indført som standard i Formålet med bygningsklassen 2020 er at reducere det samlede energiforbrug med ca. 50 % 14

16 i forhold til det, vi har i dag. Derved er energiforbruget reduceret med 75 % i forhold til niveauet i 2006, som var regeringens politiske annoncering i det år(2006). Igen har man optimeret klimaskærmen med mere isolering i tag/loft, ydervægge, terrændæk, fundament, vinduer og døre. ( 3 ) Yderlige særlige krav til bygningsklasse 2020 er at energirammen ikke er afhængig af bygningsarealet, samt andre fastsatte tillæg, som vi normalt kender fra energirammens andre bygningsstandarder. Det er derimod forudbestemt og fastlagt at boliger, kollegier, hoteller og flere, ikke må få tilført mere energi end 20 kwh/m². Ligeledes er der krav til det dimensionerede transmissionstab ikke må overstige 3,7 W pr. m² når bygningen er i en etage. Ved 2 etager er kravet 4,7 w pr. m². Ved 3 etager of derover er kravet 5,7 w pr. m². Ved standard nybyggeri er der tillagt nogle energifaktorer for fjernvarme er det 1, og for el 2,5. Med bygningsklasse 2020 er energifaktoren for fjernvarme 0,6 og for el 1,8. I bygningsklasse 2020 ønsker man et godt dagslys, derfor har man sat krav til vinduesarealet uden karm og ramme, dvs. rent rudeareal. Rudearealet skal udgøre mindst 15 % af gulvarealet i beboelses rum og køkkenalrum, hvis rudens lystransmission er større end Hvis lystransmissionen er mindre, skal rudearealet tilsvarende forøges. Ydermere er der også krav til alternativ varmekilde for at supplere luftvarmen. I alle rum skal der være mulighed for denne alternativ varmekilde, det kan opnås med radiatorvarme, gulvvarme eller lign. ( 3 ) Figur 4 (Side 17) viser et skema, hvad det typisk kræver konstruktionsmæssigt og andre forudsætninger, at opnå bygningsklasse Dette giver den projekterende et hurtig indblik i hvad det kræver at bygge til bygningsklasse 2020, men i sidste ende kommer det an på hver enkel byggeri, som samlet set skal overholde energirammeberegningen. Figur 5 (Side 19) viser kravene og udregningen for max energiforbrug til de forskellige energiklasser. ( 1 ) Passivhus Et passivhus er et byggebegreb, der oprindelig kommer fra Tyskland, som er udviklet af Passivhaus Instituttet i Darmstadt. Derfor er dette koncept meget udbredt i Tyskland og Østrig, men herhjemme ses det ikke som en udbredt byggestil. Passivhuse er et superlavenergihus. Det er et hus, hvor man reducerer energiforbruget mest muligt. Dette gøres ved at bruge mekaniske dele, der ikke er strømkrævende, såsom pumper mv. Ligeledes bruges det bedste udstyr når det gælder hårde hvidevare for yderligere at reducere energiforbruget. Der er følgende 3 krav til huset for at klassificere et passivhus: Rumopvarmning: Ligesom ved bygningsklasse 2020 er der også krav til rumvarmebehovet. Ét af disse to krav skal overholdes: Rumvarmebehovet skal være under 15 kwh/m²/år 15

17 beregnet efter nettokvadratmeter, det andet krav er, at det dimensionerede rumvarme effektbehov ikke må overstige 10 W/m². Disse krav er indført for at gøre det nemmere for mindre bygninger at overholde kravene. Samtidig har et passivhus krav til Det totale primære energibehov, som omfatter, rumopvarmning (overstående emne), varmt brugsvand, køling, ventilation, pumper, husholdningsstrøm mv. som ikke må overstige 120 kwh/m 2. Dette er boligarealet, ikke etagearealet dvs. uden vægge. Sidste krav til huset er, at det skal kunne bestå en blower-doortest. Luftskiftet skal være mindre end 0,6 h -1 (målt ved 50 Pa). Dette er for at kunne dokumentere husets tæthed. ( 1 ) Figur 4 (Side 17) viser et skema over hvad det typisk kræver konstruktionsmæssigt, og andre forudsætninger, for at bygge passivhuse. Dette giver den projekterende et hurtig indblik i, hvad det kræver at bygge passivhuse, men i sidste ende kommer det an på hver enkel byggeri, som samlet set skal overholde energirammeberegningen. Disse krav skal overholdes uden nogen form for supplerende alternative energikilder. 0-energi (Se punkt 2.1.2) Plus-energi Et plus-energihus producerer mere energi end det bruger. Det vil sige at beboeren ikke modtager regninger fra hverken strøm eller varme. Ved et plus-energihus kommer energien til el og varme fra jorden og solen. I jorden bliver der installeret et geotermisk anlæg (jordvarme). På taget kommer der solceller og paneler, på den måde kan man opvarme både hus, vand og mad. Det er om sommeren, hvor solen skinner mest, at huset producerer mest energi. Samtidig er det de måneder, hvor husstanden bruger mindst energi, men med nettomålerordningen går energiregnskabet op. På længere sigt er det meningen, at plus-energihus ejere skal kunne tjene penge på den overskydende energi. I nogle lande er dette allerede muligt. I modsætning til de andre lavenergiklasser er der ikke certificering til plus-energihus. Klassificering kommer derfor af en række principper, disse principper udarbejdes af en Active house alliance. ( 16

18 For at give et overblik hvad det kræves konstruktionsmæssigt at tilstræbe sig de forskellige energiklasser, har jeg lavet dette skema, over hvad der typiske skal til for at opfylde energikravene. Bygningsdele Standard 2010 Lavenergiklasse Bygningsklasse Passivhuse Gulv 300 mm mm 400 mm 400 mm Væg Tung 250 mm 300 mm 400 mm 400 mm Væg Let 300 mm 350 mm 400 mm 400 mm Loft/Tag mm 500 mm 500 mm 500 mm Vinduer/døre U-værdi 1.0 U-værdi 0.9 Energimærke A eller B Vinduesareal Max. 22m² pr 100 m² Max 22m² pr 100 m² U-værdi 0,8 U-værdi 0.8 Max 22m² pr 100 m² 22m² pr 100 m² Vinduer mod syd Min 40 % Min 40 % Min 40% Tæthed 1,5 l/s pr.m² 1 l/s pr.m² 0,5 l/s pr.m² 0,6h -1 (målt ved 50 pa) Ventilation Med Varmegenindvinding Med varmegenindvinding Med varmegenindvinding Et mindre opvarmnings og ventilationsanlæg Udhæng Ja skygger for solen mod syd (Vigtigt) Ja skygger mod sommersol, men lukker vintersol ind (Meget Vigtigt) Ja skygger mod sommersol, men lukker vintersol ind Figur 4 Viser en typisk konstruktions opbygning ved de forskellige lavenergiklaser. ( 2 ) Midt i huset Ja skygger mod sommersol, men lukker vintersol ind Plan - Kompakt 1½ - 2 Kompakt 1½ - 2 1½-2 plan. Huset er meget tæt, og Blower Door test udføres Opvarmning Fjernvarme, gas eller varme pumpe Fjernvarme eller varmepumpe Supplerende - Solvarme eller mindre areal med solceller Fjernvarme eller varmepumpe Solvarme og solceller. Eller et stort solcelle anlæg fx 40 m² Opvarmning og ventilation i en kompakt enhed. Ingen alternativ energikilde 17

19 2.1.4 Energiramme Ved nybyggeri skal der udføres en energirammeberegning for at klassificere bygningen. En energiramme omfatter bygningens samlede behov for tilført energi til bl.a. opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og ved kontorbygninger gælder dette også belysning. ( 1 ) Der gøres opmærksom på, at det ikke er det samme beregningsprogram, der anvendes til alle energiklasser. Ved de energiklassen vi har nu, samt lavenergiklasse 2015 og bygningsklasse 2020 benyttes beregningsprogrammet Be10, der er udviklet af SBI. Ved passivhuse anvendes beregningsprogrammet PHPP. ( Energiberegningen opgøres i kwh/m² Ved beregning af energirammen, i Be10-programmet, tages bl.a. hensyn til bygningens: Klimaskærm Placering og orientering, herunder dagslys og udeklima Varmeanlæg og varmtvandsforsyning Varmeakkumulerende egenskaber Ventilation Eventuel køling Solindfald og solafskærmning Belysning (gælder ikke for almindelige boliger) Vedvarende energi, som solvarme, solceller og husstandsmøller. ( 18

20 BR10 Krav fra d 1. Januar (2011) Energiramme for boliger, kollegier, hoteller mv. A er det opvarmet etageareal Energiramme for øvrige bygninger A er det opvarmede etageareal Standard 2010 (52, / A) kwh/m²/år (71, / A) kwh/m²/år Standard 2015 (frivillig lavenergiklasse 2015) Forventet standard 2020 (frivillig lavenergiklasse 2020) Forventet standard 2025 (ZEB, Zero Energy Building) Figur 5 Udviklingen i energirammen (Hanne Lehrskov 2012) ( / A) kwh/m²/år ( / A) kwh/m²/år 20 kwh/m²/år 25 kwh/m²/år 0 kwh/m²/år 0 kwh/m²/år For at give et hurtig overblik over hvad forskellen bliver i de forskellige energiklasser har jeg udarbejdet dette eksempel med et almindeligt enfamilieshus på 180 m²: Standardkrav , / 180 m² = kwh/m²/år Lavenergiklasse / 180m² = kwh/m²/år Bygningsklasse energi 20 kwh/m²/år 0 kwh/m²/år Figur 6 Eksempel på krav i de forskellige energiklasser, ved et enfamilieshus på 180 m² Hensigten med energirammen er at skabe et lavt energiforbrug uden at begrænse friheden til at designe. Ved udførelse af energirammeberegning i Be10, er det de udvendige mål af bygningen (bruttoarealet), man gør brugen af. Ved PHPP programmet (passivhuse) bruger man de indvendige mål (nettoarealet). Ved beregningen af det samlede energiforbrug indgår elforbruget med en faktor på 2.5. Dette gøres for at tage hensyn til udledning af kuldioxid, som der er ved el produktion i forhold til varmeproduktion. Man kan til gengæld modregne produktionen fra eksempelvis solfanger eller solceller. ( 19