7. Semester Speciale. Problematikken omkring tykke ydervægge. Christian Ravn 7. Semester

Transkript

1 Semester Speciale Problematikken omkring tykke ydervægge Bygningskonstruktøruddannelsen VIA University College, Århus Vejleder: Per Charles Secher Schwartz-Jensen Christian Ravn 7. Semester

2 1.1 Titelblad Rapport titel: Problematikken omkring tykke ydervægge Vejleder: Per Charles Secher Schwartz-Jensen (PCSS) Forfatter: Christian Ravn Dato/Underskrift: Studienummer: Oplag: 1 Sidetal (á 2400 anslag): 18 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! 1

3 1.2 Forord Rapporten er udarbejdet af Christian Ravn på 7.semester på bygningskonstruktøruddannelsen og er en del af den afsluttende eksamen ved VIA UC Århus. Rapporten er udarbejdet i samarbejde med erhvervslivet, hvorfra jeg bruger viden og erfaringer, som jeg har fået igennem mit tidligere praktiksted Q-Construction i Århus Rapporten er skrevet for at synliggøre problematikken omkring tykke ydervægge, samt løsningsforslag til hvordan man kan reducere tykkelsen. Rapporten er ligeledes skrevet med henblik på at synliggøre markedet for varmeisolering, både de traditionelle isoleringstyper og de mere alternative isoleringsmaterialer. Formålet med rapporten er at undersøge markedet for nye isoleringsmaterialer, samt om der er en økonomisk gevinst ved disse. Dette vil jeg gøre ved at beregne og sammenligne isoleringsmaterialernes pris og anvendelsesudgifter i relation til en ydervægskonstruktion, for derefter at komme med en konklusion på resultaterne. 2

4 1.3 Abstract The subject of this report is about the problems with thick external walls and my problem statement has been: Is it possible to reduce the thickness of the external walls significantly and still comply with future energy requirements, by simply building smarter. The problems I will answer in my report is: What is the disadvantages by making the external wall too thick, What can you do to reduce the thickness of the external wall and Can you reduce the thickness of the external wall, by using an alternative insulation material. In my theoretical section I will describe some of the disadvantages and some of the problems with too thick exterior walls and describe some very common and some alternative insulation materials. In my empirical section I will analyze the different insulation materials, to see how much you can reduce the thickness of the walls, by choosing other materials, than the most common. At last I will make a conclusion, where I will answer the questions I have asked in my problem statement, to see which material to choose, to achieve the best possible result, both financially and qualitatively. 3

5 1.4 Indholdsfortegnelse 1.1 Titelblad Forord Abstract Billedliste Indledning med problemformulering Baggrundsinformation og præsentation af emnet Begrundelse for emnevalg og fagligt mål Problemformulerings spørgsmål Afgrænsning Valg af teoretisk grundlag og kilder Valg af metode og empiri Rapportens struktur og argumentation Hovedafsnit Ulemper ved tykke ydervægge Ikke økonomisk fordelagtigt ved lav (fjern-) varmepris Risiko for overtemperatur inde Følelse af kuldenedfald fra vinduer og andre glaspartier Større BBR-areal i forhold til indeareal, samt dyrere ejendomsværdiskat Mindre Lysindfald, samt dårligere indeklima Lavere temperatur for forvæg/skalmur Delkonklusion Isoleringsmaterialer, velegnet til ydervægsisolering Stenuld Glasuld Celleplast, ekspanderet polystyren (EPS) Celleplast, ekspanderet polystyren med grafit (EPS med grafit) PUR skum Vakuumisoleringspaneler (VIP) Delkonklusion Analyser af ydervægskonstruktioner Mineraluld Ekspanderet polystyren (EPS)

6 2.3.3 Ekspandere polystyren med grafit PUR Skum Vakuumisoleringspaneler (VIP) Delkonklusion Metodekritik og konklusion Metodekritik Konklusion Kildeliste Billedliste Figur 1 - Varmetab i forhold til isoleringstykkelse... 8 Figur 2 - Stenuld Figur 3 - Glasuld Figur 4 - Ekspanderet polystyren (EPS) Figur 5 - Ekspanderet polystyren med grafit (EPS med grafit) Figur 6 - Pur skum Figur 7 - VIP Isolering Figur 8 - Isoleringstykkelse ved den samme varmeledningsevne Figur 9 Skitse med mineraluld Figur 10 - Skitse med EPS Figur 11 - Skitse med EPS med grafit Figur 12 - Skitse med PUR-skum Figur 13 - Skitse med Vakuumisoleringspaneler Tabel 1 - U-værdi beregning med mineraluld Tabel 2 - U-værdi beregning med EPS Tabel 3 - U-værdi beregning med EPS med grafit Tabel 4 - U-værdi beregning med PUR-skum Tabel 5- U-værdi beregning af Vakuumisoleringspaneler Tabel 6 - Sammenligning af isoleringsmaterialer

7 1.6 Indledning med problemformulering Baggrundsinformation og præsentation af emnet Jeg har som en del af 7. semester på bygningskonstruktøruddannelsen, fået til opgave at skrive et speciale efter eget valg. Jeg har valgt at mit speciale skal omhandle problematikkerne omkring voksende tykkelser på ydervægge, og samtidigt skulle overholde de fremtidige energikrav på bygninger Begrundelse for emnevalg og fagligt mål Jeg har valg dette emne af flere årsager, en af grundende er at det irriterer mig når jeg ser nye huse, hvor man har isoleret ydervæggene så meget, at man opnår lysninger i vindues- og døråbninger på helt op til en halv meter, det er i mine øjne en masse unødigt spildplads og det svækker oven i købet lysindfaldet i bygningen betydeligt jo tykkere væggene bliver. En anden grund til mit emnevalg er det økonomiske aspekt i tykke ydervægge, det er selvfølgelig dyrere i etableringssum jo mere isolering man putter i ydervæggen, men også på længere sigt kan det medfører økonomiske tab, som jeg i min rapport vil kigge nærmere på. Jeg synes derfor at det er en spændende opgave at tage fat på, da man kan løse mange problematikker på en gang og samtidigt spare penge ved at finde løsninger, som gør det muligt at opretholde en god u-værdi, og samtidigt holde ydervægstykkelsen på et minimum. Resultatet af rapporten kan jeg med fordel bruge under projekteringen af mit afsluttende bachelorprojekt Problemformulerings spørgsmål Der er flere problemer forbundet med tykke ydervægge, mens energikravene til huse stadig bliver højere og sværere at overholde. Jeg vil derfor i min rapport gerne kigge nærmere på mulighederne for at reducere tykkelsen på ydervæggen og samtidigt overholde fremtidige energikrav. - Kan man reducere tykkelsen af ydervæggen betydeligt og stadig overholde fremtidige energikrav, ved blot at bygge smartere? - Hvilke ulemper er der ved tykke ydervægge? - Hvad kan man gøre for at reducere tykkelsen? - Kan der anvendes alternative isoleringsmaterialer, for at reducere tykkelsen af ydervæggen? 6

8 1.6.4 Afgrænsning Da dette emne favner meget bredt og der er i mine øjne er mange problematikker forbundet med en tyk ydervæg, er jeg nød til at vælge nogle af de største problematikker ud, som jeg i mit hovedafsnit vil gå i dybden med. Ligeledes er der også mange isoleringsmaterialer, så jeg er nød til at vælge dem ud, som jeg synes er mest interessante Valg af teoretisk grundlag og kilder Min teoretiske del af rapporten, vil jeg bruge på at beskrive nogle af de største ulemper ved tykke ydervægge og hvorfor man i nye bygninger bør undgå disse, samt hvad det i værste fald kan have af konsekvenser for ens økonomi. Jeg vil også kigge nærmere på forskellige isoleringsmaterialer, for at se hvorvidt man vil kunne reducere tykkelsen på ydervægge, ved blot at vælge en alternativ type isolering. Jeg vil derfor indhente oplysninger og data, på forskellige typer isolering Valg af metode og empiri I min empiriske del af rapporten vil jeg tage udgangspunkt i mit 7. semesters projekt, som er et etageboligbyggeri. Projektet vil jeg bruge til at lave nogle forskellige bygningsmodeller, som jeg ved at optimere på forskellige måder, vil kunne finde ud af fordele og ulemper ved forskellige byggemetoder, jeg vil derved kunne sætte fordele og ulemper op imod hinanden og lave analyser på hvilke isoleringsmaterialer der vil kunne svare sig bedste Rapportens struktur og argumentation Jeg startede med at lave en pentagon, for at klarlægge mit problemformuleringsspørgsmål og de tilhørende underspørgsmål. Derefter gik jeg over til indledning med problemformulering, hvor jeg trin for trin har beskrevet de emner jeg vil beskæftige mig med og hvordan jeg ville gribe opgaven an. Når den er skrevet færdig, går jeg videre til hovedafsnit, hvor jeg vil starte med i min teoretiske del, at indhente en masse information om de forskellige problematikker jeg har opsat, hvorefter jeg i min empiriske del, vil komme med forslag til forskellige optimeringsmuligheder, ved hjælp af kalkulationer. Til sidst vil jeg sætte teori og empiri op imod hinanden, hvorfra jeg kan lave en konklusion, samt svare på mit problemformulerende spørgsmål. 7

9 2. Hovedafsnit 2.1 Ulemper ved tykke ydervægge Man kan godt fristes til at tro at det kun fører positive ting med sig at lave ydervæggene i ens hus tykkere, da man derved også kan komme mere isolering i, men sådan er det ikke helt. Jeg vil derfor i dette afsnit komme ind på nogle af de negative sider ved at øge ydervæggens tykkelse Ikke økonomisk fordelagtigt ved lav (fjern-) varmepris Figur 1 - Varmetab i forhold til isoleringstykkelse Grafen ovenfor viser en ydervægs varmetab i forhold til tykkelsen af isolering. Y-aksen viser varmetabet, mens X-aksen viser isolerings tykkelsen. Som man kan se i tabellen, sker den største reduktion af varmetabet ved 50 mm ekstra isolering, allerede mellem 100 mm 150 mm, hvor varmetabet bliver reduceret med omkring 0,08 W/m 2 k. Er man helt oppe i en isoleringstykkelse på 250 mm 300 mm, betyder 50 mm ekstra isolering betydeligt mindre, her bliver varmetabet kun reduceret med omkring 0,02 W/m 2 k. 8

10 Da man ved at tilføje 50 mm isolering mere, ikke reducerer varmetabet med mere end ca. 0,02 W/m 2 k, vil det simpelthen ikke være rentabelt at bruge penge på ekstra isolering for at nedbringe varmetabet, når fjernvarmepriserne ikke er dyrere end det er Risiko for overtemperatur inde. Et andet problem ved at isolerer ydervæggen for meget, kan være overtemperatur inde i bygningen, overtemperatur bliver et større og større problem, efter som arkitekterne placere flere og større vinduer i syd facaden. Om vinteren er det sådan set også meget fint, da man har brug for mere varme i bygningen, men om sommeren når vi nærmer os grader indendørs, har vi ikke brug for yderligere varmetilskud. Efter som de forskellige bygningsdele, som ydervæggen og vinduerne får en bedre og bedre u-værdi, opstår der oftere og oftere overtemperatur indenfor, det er et stort problem, dels fordi det er ulideligt at være i meget varme rum, men også fordi at man bruger alt for meget energi og penge på enten at nedkøle det igen, eller penge på ekstra solafskærmning Følelse af kuldenedfald fra vinduer og andre glaspartier Kuldenedfald er den nedadrettede luftstrøm, som opstår ved at luftlaget på indersiden af ruden afkøles. Da ydervæggen har en betydelig bedre u-værdi end vinduerne har, så kan det nemt komme til at føles som om der er meget kuldenedfald fra vinduerne, det vil sige at der godt kan føles lidt fodkoldt i bygningen. Det kan derfor være en rigtig god idé, hvis man reducerer tykkelsen på ydervæggen, at sørge for at vælge nogle vinduer med en god u-værdi og g-værdi. Følelsen af kuldenedfald kan dog afhjælpes ved at lave ventilationen intelligent, det kan gøres ved at man laver ventilationen, så der blæses ind under loftet og suges ud under gulvet, det vil være trivielt at placere en udsugningsrist i gulvet foran vinduet, så man udgår at den kolde luft spredes ud i rummet. Det vil i endda betyde at man vil kunne fører en masse støvpartikler ud igennem ventilationsanlægget (glasmedgaranti.dk -1) Større BBR-areal i forhold til indeareal, samt dyrere ejendomsværdiskat Ydervæggens tykkelse har også stor indflydelse på hvor meget man som boligejer skal betale i ejendomsværdiskat, da man betaler ejendomsværdiskat af bruttoarealet på ejendommen. Der kan derfor være ret mange penge at spare ved at reducere tykkelsen på ydervæggen. Man betaler som hovedregel 1% af ejendommens værdi i ejendomsværdiskat, så hvis man regner med en m 2 pris på kr. og et kvadratisk hus på 196 m 2, så vil det svare til at 9

11 hver ekstra cm isolering ca. tilfører en halv m 2 til det skattepligtige areal og dermed koster ca. 50 kr/året ekstra. (Ing.dk-2) Derudover bliver selve bebyggelsesprocenten også udregnet efter de ydre mål på huset og det kan derfor også have indflydelse på hvor mange m 2 hus man må bygge i forhold til grundens størrelse Mindre Lysindfald, samt dårligere indeklima En stor del af et godt indeklima er gode lysforhold, det har derfor også en negativ effekt på indeklimaet at have tykke ydervægge, det siger sig selv, at jo dybere lysningerne er i vinduerne, jo dårligere er lysindfaldet i huset. Det kan derfor både give bedre lysindfald i bygningen, men også bidrage positivt til den passive opvarmning af bygningen, hvis man reducerer tykkelsen på ydervæggen. Man kan evt. afhjælpe problemet med at lave flere og større vinduer, samt gulv til loft vinduer der både vil give bedre lys, men også give bedre udnyttelse af lysninger. Dog skal man huske at ind tænke solafskærmning ved mange sydvendte vinduer, da der ellers meget nemt kan opstå overophedning i bygningen Lavere temperatur for forvæg/skalmur Det kan også have mere alvorlige konsekvenser at lave ydervæggene meget tykke, jo længere formuren kommer væk fra bagmuren, jo koldere vil formuren dermed også blive. Det kan give store problemer med bl.a. fugt og frost i formuren, som vil opstå pga. kondensering. Muren vil derfor få svært ved at komme af med fugten og det vil medføre en kemisk nedbrydelse af den ellers så pæne formur, hvor der begynder at trænge kalk ud af stenene. 10

12 På billedene ovenfor ses hvordan der på formuren er begyndt at dannes grimme hvide plamager, forholdsvis kort tid efter opførelsen af bygningerne. Efter længere tid med fugtpåvirkning er det ikke kun kalkudtrækningen som er problemet, der vil lige pludseligt være tale om nogle noget mere omfattende skader, såsom mug, svamp og algedannelse. Det vil kunne ses på teglstenenes overflade, da der vil komme store sorte, eller grønne plamager. På billederne ovenfor ses hvordan der efter længere tid er begyndt at dannes misfarvninger på teglstenene pga. mug, svamp og algedannelse 11

13 2.1.7 Delkonklusion Jeg har ved at undersøge nogle forskellige ulemper ved tykke ydervægge fundet ud af at det kan have rigtig mange forskellige konsekvenser at lave sine ydervægge for tykke. En ting er det økonomiske og rentable aspekt, hvorvidt det kan betale sig at øge mængden af isolering i forhold til hvor lidt varmetabet i væggen bliver bedre. Derudover vil problemet med overtemperatur også blive større og man skal derfor bruge flere penge på at nedkøle huset om sommeren, samt investere i dyre solafskærmningsløsninger. Følelsen af kuldenedfald vil også forøges jo mere man isolerer ydervæggen, da man derved vil have en større difference i u-værdien på ydervæg og vinduer. Der er også størrelsesmæssige aspekter at tage højde for, da man ved beregningen af både ejendomsværdiskat og bebyggelsesprocent, bruger ydervæggens mål som værdi. Kan der derfor være penge at spare ved at forsøge at nedbringe dimensionen på ydervæggen, man vil ligeledes kunne bygge et større hus i forhold til grunden ved at reducere tykkelsen på ydervæggen. Da vi mennesker i høj grad har brug for sollys, kan det derfor også være problematisk med overdimensionerede ydervægge, da det vil give dybe lysninger og derved også give betydeligt mindre lysindfald i bygningen. Et mere seriøst problem er fugt, jo tykkere ydervæggen er, des større er temperaturforskellen mellem formur og bagmur og der kan derfor forekomme kondensering i væggen og derved opstå problemer med fugt, som over længere tid kan medføre fugt-, frost-, mug- og svampeskader. 2.2 Isoleringsmaterialer, velegnet til ydervægsisolering De mest anvendte isoleringsmaterialer i ydervægge i dag mineraluld som enten er glasuld eller stenuld, som kan fås med en lambdaværdi på 0,032 0,037, men kan man ved at bruge alternative isoleringsmaterialer med en bedre lambdaværdi, få en bedre U-værdi og samtidigt reducere tykkelsen af ydervæggen Stenuld Stenuld er et brandhæmmende isoleringsmateriale, som har et smeltepunkt på omkring 1250 C, og kan derfor modstå brand i op til to timer. Stenuld er et relativt let materiale at arbejde med og kan nemt tilpasses på byggepladsen, hvilket gør det til et eftertragtet isoleringsmateriale. Fremstillingen foregår ved at man smelter sten, kalk og briketter ved en temperatur på 1500 C. Det er dermed nemt og billigt at fremstille, hvilket bidrager til at denne type isoleringsmateriale, oftest er en god og rentabel løsning. Stenuld har en 12

14 varmeledningsevne på 0, W/mk. Materialet fås i mange udformninger, som eksempelvis batts, rullemåtter og granulat. (Rockwool -3) Figur 2 - Stenuld Glasuld Glasuld er en meget blød isoleringstype, som er velegnet til isolering af boliger, hvor risikoen for trykbelastning ikke er stor. Isoleringen har en særlig fordel i sin anvendelse. Det er fleksibelt og nemt at anvende og håndtere på byggepladsen, Varmeledningsevnen på glasuld er ca. 0,032 0,038 W/mk, hvilket er ca. det samme som stenuld. Materialets brandbarhed påvirkes af blandingssammensætningen, normalt har glasuld en brandmodstandsevne på op imod 600 C. (isover.dk -4) Figur 3 - Glasuld Celleplast, ekspanderet polystyren (EPS) Celleplast, ekspanderet polystyren, (EPS), fremstilles af plasttypen polystyren. Det er et hårdt isoleringsmateriale der er nemt at arbejde med. Ulempen ved celleplast er, at det er klassificeret i den dårligste og mest udsatte brandklasse, F. Derfor skal celleplastisolering beskyttes mod brand modsat mineraluld. Celleplast findes med en varmeledningsevne fra 0,034 0,041 W/mk og fås i mange forskellige størrelser og udformninger. Polystyren er kendt for sin store trykstyrke og har en kapillarbrydende effekt. Derfor er celleplast velegnet, når der stilles krav til trykstyrke og lav fugtoptagelse. Man anvender primært celleplast i terrændæk og krybekælderdæk (gulvkonstruktioner mod jord/krybekælder) samt som 13

15 udvendig isolering af flade tage. Ved anvendelsen af celleplast som isolering af indvendige bygningsdele, skal man være opmærksom på brandrisikoen. Her er det vigtigt at brandbeskytte isoleringen med gips, således den overholder klasse k1 B s1, d0 beklædning. I tilfælde at celleplast anvendes i etageadskillelser, skal konstruktionen opfylde kravet REI 60 A2 s1 d0. (Plast.dk -5) Figur 4 - Ekspanderet polystyren (EPS) Celleplast, ekspanderet polystyren med grafit (EPS med grafit) EPS med grafit er en videreudvikling af det mest almindelige hvide EPS, hvor råvaren, altså polystyrenperler, er tilsat grafit. Grafit er et gråsort, krystallinsk kulstof med metalglans, som bedst kendes fra blyanter. Grafitten reflekterer og absorberer infrarød varmestråling, som hidtil anvendte isoleringsmaterialer ikke rigtig har kunnet håndtere. Reduktionen af varmetabet fra den infrarøde varmestråling betyder, at det totalt set isolerer omkring 20 % bedre end EPS uden grafit. (Plast.dk -5) Figur 5 - Ekspanderet polystyren med grafit (EPS med grafit) PUR skum PU- skum fremstilles på basis af polyoler og polyisocyanater. PUR isolering er kendetegnet ved at have en høj trykstyrke og i særdeleshed en meget lav varmeledningsevne, hvilken er 14

16 helt ned til 0,022 W/m²K, hvilket selvfølgelig er med til at gør materialet til et mere eftertragtet isoleringsmateriale på markedet i dag. En af fordelene ved PUR skum er at den kommer i blokke og kan derfor udskæres eller udformes, som man ønsker det, hvilket gør det forholdsvist nemt at arbejde med og man kan bruge det i alle konstruktioner, det er et materiale man længe har brugt i andre sammenhæng end bygningsdelsisolering. F. eks. Som isolering af varmerør i bygninger fordi at lambda-værdien er så god kan man holde isoleringstykkelsen nede og derved ikke tage alt for meget unødigt plads. Det er også ofte blevet anvendt som isolering af kølerum, da det også er et meget lufttæt materiale. Det er også mere behageligt at arbejde med, end mineraluld, da PUR isoleringen ikke skaber irritation på huden og ved indånding, så man behøver derfor ikke diverse beskyttelsesforanstaltninger, såsom maske og hansker. (Plast.dk -6) Figur 6 - Pur skum Vakuumisoleringspaneler (VIP) En stadig meget ny og uprøvet isoleringstype i byggebranchen er Vakuumisolering (VIP), den er dog meget kendt i køle/fryseindustrien. Den består af en kerne af silikat, som er forseglet med en lufttæt folie. Den isolerer omkring 5-10 gange bedre end almindelig mineraluld. Tyskerne har til det formål udviklet en ny type folie, som består af to film med tre barrierelag. Hvert lag bliver beklædt med aluminium, derefter med et hybridmateriale af silicium og oxygen, til sidst et lag aluminium igen. Med denne teknologi er det lykkedes at komme ned på varmeledningsevne som hedder 0,007 W/mK, Hvilket er langt under de 0,034 W/mK, som den gode mineraluld ligger på. Der er dog stadig nogle problemer med VIP isoleringen i forhold til brug i byggebranchen, som foskere dog kæmper med at få løst. Én af dem er levetiden, da man i køle/fryseindustrien ofte kun arbejder med en levetid på omkring 15

17 12 år, så er VIP isoleringen derfor endnu ikke udviklet til at have en levetid på 50 år, som man gerne vil have i byggebranchen. Et andet problem med VIP isoleringen er holdbarheden, da der ikke skal forfærdelig meget til før der kan gå hul på folien, som den er nu. Hvis det sker, mister panelerne sit vakuum og mister derved sin varmeledningsevne betydeligt. Prismæssigt er der også et stykke vej før at VIP isoleringen bliver rigtig interessant i byggebranchen, det er på nuværende tidspunkt alt for dyrt som primært isolering i ydervæggen, men foskere fra Tyskland mener at man indenfor de næste år, vil kunne nedbringe prisen med helt op til 40 % og samtidigt kan bringe levetiden op på omkring 50 år. Så vil det måske blive mere realistisk at implementere det i byggebranchen. (folkecenter.dk - 7) Figur 7 - VIP Isolering Delkonklusion Jeg har ved at finde informationer og data om forskellige isoleringstyper, fundet ud af at de mest anvendte isoleringsmaterialer er stenuld og glasuld, sammen kaldet mineraluld. Der er ikke den store forskel på sten- og glasuld, hverken i udformningen eller i varmeledningsevnen. Den største forskel er sådan set måden hvorpå man fremstille de forskellige materialer. Udover mineraluld, ser man også ofte Celleplast (Ekspanderet polystyren, EPS) i byggeriet, dog oftest i terrændæk da trykstyrken er rigtig høj og da den er klassificeret i den dårligste brandklasse, brandklasse F. Det kan dog sagtens bruges i ydervægge, det kræver bare at man tager højde for at brandbeskytte isoleringen. Der efterfølgende blevet videreudviklet på Celleplast, hvor man har tilsat grafit, hvilket har forbedret varmeledningsevnen betydelig, faktisk med helt op til 20 %. I forhold til almindelig Celleplast. To forholdsvis nye typer på markedet er PUR skum og vakuumisolering, PUR-skum er et nemt materiale at arbejde med da det kan udskæres i forskellige former og er derfor velegnet til forskellige konstruktioner, det altoverskyggende ved PUR-skums isoleringen er 16

18 dog den meget gode varmeledningsevne, som næsten er dobbelt så god som de andre materialer jeg har nævnt. Vakuumisolering (VIP) udmærker sig ligesom PUR, ved en utrolig god varmeledningsevne, faktisk har VIP isoleringen en varmelednings som er omkring tre gange så god som PUR isoleringen, dog er den ikke så praktisk at arbejde med, da den indtil videre kun fås i begrænset udformning og den er desuden endnu meget dyr. På billedet nedenfor ses en grafik af de overnævnte isoleringsmaterialer, der viser isoleringstykkelsen ved den samme varmeledningsevne, dog er der ikke VIP isolering på grafikken, men som jeg skrev ovenfor vil den være ca. tre gange smallere end PUR isoleringen, altså mellem 30 og 35 mm og stadig have samme varmeledningsevne. Figur 8 - Isoleringstykkelse ved den samme varmeledningsevne 2.3 Analyser af ydervægskonstruktioner Isoleringsmaterialerne har hver deres fordele og ulemper alt efter, hvor i bygningen det placeres. I min analysedel vil jeg vurderer de forskellige isoleringsmaterialers fordele og ulemper ved dets placering i ydervæggen. Valget af isolering kan betyde meget, både på det arkitektoniske plan, da man ved en tynd ydervæg vil løse mange problemstillinger i forbindelse med indeklimaet, men også økonomisk kan der være meget hente, ved at tænke på holdbarheden af isoleringsmaterialet. Det er også vigtigt at tænke på bygbarheden, da en nemmere byggeproces vil betyder meget både økonomisk og tidsmæssigt. Det er også en 17

19 god idé at overveje det miljø og sundhedsmæssige aspekt i valget af isoleringsmateriale, da vi i Danmark går mere og mere op i miljø og sundhed Mineraluld I min analyse tager jeg udgangspunkt i konstruktionen nedenunder som består af en beton bagmur på 150 mm, der danner den bærende konstruktion, i midten er der en mineraluld på 250 mm, som har en lambda-værdi på 0,034 W/mK og yderst er der en skalmur på 108 mm. Det giver en samlet vægtykkelse på 508 mm, som er en meget normal vægtykkelse i dag, hvor man i stigende grad prøver at projektere efter Bygningsreglementet Den har en u korrigeret U-værdi på 0,13 W/m 2 K Figur 9 Skitse med mineraluld Tabel for beregning af U-værdi d λ R U m W/mK m 2 K/W W/m 2 K Udvending overgangsisolans R se 0,04 Formur af tegl 0,108 0,727 0,149 Mineraluld 0,250 0,034 7,353 Bagmur af armeret beton 0,150 2,500 0,060 Indvendig overgangsisolering R si 0,13 Tabel 1 - U-værdi beregning med mineraluld ΣR = 7,731 U-værdi =0,13 W/m 2 K 18

20 Jeg vil nu lave nogle forskellige skitseforslag, hvor jeg forsøger at ramme en U-værdi på ca. 0,13 W/m 2 K, for at illustrere hvor langt man kan gå ned i vægtykkelse, ved blot at udskifte isoleringsmateriale, eller ved en helt anden opbygning af regnskærmen Ekspanderet polystyren (EPS) På skitsen nedenunder er det eneste jeg har foretaget mig, at udskifte mineraluld med ekspanderet polystyren (EPS), der har en lambda-værdi på 0,032 W/mK, altså kun 0,002 W/mK bedre end mineraluld, men alligevel kan man reducere tykkelsen på isoleringen med ca. 2 cm. Det kan hurtigt blive til meget, hvis jeg tager udgangspunkt i mit eksamensprojekt som har et aftryk på ydre mål på 216,2 m 2 og trækker 2 cm fra alle vægge, giver det et aftryk på 214,54 m 2 det er næsten 1½ m 2, man enten kan få som ekstra beboelse, eller slippe for at betale ejendomsværdiskat af. Dog skal man så regne med en merpris da EPS koster ca. 96 kr/m 2 og mineraluld koster omkring 80 kr/m 2 og da jeg i mit projekt har ca m 2 ydervæg, vil det være en merpris på ca kr. I forhold til fugt er EPS bedre end mineraluld, da mineraluld har tendens til at suge fugt og kan have svært ved at afgive fugten igen, hvorimod at EPS afviser fugten fuldstændigt, og derfor ikke har brug for at komme af med den igen, derved skåner man både murbindere og beton i konstruktionen betydeligt da det ikke er udsat for fugt i længere tid af gangen. Med hensyn til holdbarhed og levetid er der ikke nævneværdig forskel på EPS og mineraluld og begge materialer bliver produceret efter cradle to cradle princippet, som i store træk betyder at man genbruger en stor del af materialet til at producere nyt materiale. Figur 10 - Skitse med EPS 19

21 Tabel for beregning af U-værdi d λ R U m W/mK m 2 K/W W/m 2 K Udvending overgangsisolans R se 0,04 Formur af tegl 0,108 0,727 0,149 Ekspanderet Polystyren 0,230 0,032 7,188 Bagmur af armeret beton 0,150 2,500 0,060 Indvendig overgangsisolering R si 0,13 Tabel 2 - U-værdi beregning med EPS ΣR = 7,566 U-værdi =0,13 W/m 2 K Ekspandere polystyren med grafit På den næste skitse har jeg valgt at bruge materialet Ekspanderet Polystyren med grafit (EPS med grafit) det har med en tilsætning af grafit formået at få en ca. 20 % bedre varmeledningsevne, så det kommer helt ned på en lambda-værdi på 0,026 W/mK. Det gør det til en stor konkurrent for de andre produkter på markedet, da alle fordelene fra den almindelige EPS er de samme for EPS tilsat grafit. Det økonomiske aspekt er også yderst positivt, da der hverken er mærkbar forskel på montagetiden og prisen for at producerer materialet. Det vil sige at EPS med grafit på mange måder er et rigtig fint alternativ til den almindelige EPS. Det kan i øvrigt lade sig gøre at reducere vægtykkelsen med hele 4 cm i forhold til den almindelige EPS. Det vil sige at jeg på min bygning kommer ned på et ydre aftryk på 211,23 m 2, som er hele 3,31 m 2 mindre end den almindelige EPS. Figur 11 - Skitse med EPS med grafit 20

22 Tabel for beregning af U-værdi d λ R U m W/mK m 2 K/W W/m 2 K Udvending overgangsisolans R se 0,04 Formur af tegl 0,108 0,727 0,149 Ekspanderet Polystyren med grafit 0,190 0,026 7,308 Bagmur af armeret beton 0,150 2,500 0,060 Indvendig overgangsisolering R si 0,13 Tabel 3 - U-værdi beregning med EPS med grafit ΣR = 7,686 U-værdi =0,13 W/m 2 K PUR Skum Et forholdsvis nyt materiale til ydervægsisolering, på det danske marked er PUR-skum. Som man kan se på skitsen og udregningen jeg har lavet, kan man ved at anvende PUR-skum som isoleringsmateriale, komme helt ned på en isoleringstykkelse som ligger på 16 cm og stadig have en U-værdi på 0,13 W/m 2 K, det er hele 9 cm mindre end ved at bruge mineraluld. Og til sammenligning er det ydre aftryk nu 208,77 m 2, da det ydre aftryk ved mineraluld er 216,2 m 2 er det en forskel på lige knap 8 m 2 som man kan hente ved bare at bruge en anden type isolering. PUR-skum er ligesom EPS, meget modstandsdygtigt overfor fugt og kan har derfor også en rigtig lang holdbarhed, faktisk kan det holde mere end 50 år uden at falde sammen, eller miste dens gode varmeledningsevne. PUR-skum er dog i forhold til EPS isoleringen, noget nemmere at gøre tætte i samlingerne, det betyder at man fugtmæssigt beskytter konstruktionen rigtig godt og ligeledes gør konstruktionen særdeles lufttæt. Det eneste negative ved PUR-Skum er prisen, som er over den dobbelte af hvad almindelig mineraluld koster det, koster nemlig omkring 190 kr/m 2, det kan hurtigt blive en meget om kostelig affære når der er tale om 1041 m 2 ydervæg, som i mit tilfælde. Det vil i mit projekt betyde at bare selve isoleringen vil løbe op i ,00 kr. og vil dermed være en merpris på på hele ,00 kr. 21

23 Figur 12 - Skitse med PUR-skum Tabel for beregning af U-værdi d λ R U m W/mK m 2 K/W W/m 2 K Udvending overgangsisolans R se 0,04 Formur af tegl 0,108 0,727 0,149 PUR Skum 0,160 0,022 7,273 Bagmur af armeret beton 0,150 2,500 0,060 Indvendig overgangsisolering R si 0,13 ΣR = 7,651 U-værdi =0,13 W/m 2 K Tabel 4 - U-værdi beregning med PUR-skum Vakuumisoleringspaneler (VIP) På skitsen nedenunder, har jeg for sjov skyld prøvet at bruge VIP isolering imellem betonbagvæggen og teglformuren. Det betyder faktisk at man ved at holde sig til en U-værdi på 0,13 W/m 2 K, kan komme helt ned på en total vægtykkelse på 308 mm, som altså er en forskel på hele 200 mm, i forhold til den almindelige mineraluld. Det vil betyde at bygningens BBR areal vil blive 203,1 m 2, altså 13,1 m 2 mindre end ved brugen af mineraluld. Dog skal det siges at prisen pr. m 2 på VIP er omkring 1400 kr. og det vil derfor i mit projekt betyde at selve ydervægs isolereingen vil koste hele ,00 kr. Jeg mener derfor ikke at selvom vakuumisolering bliver omkring 40 % billigere og kommer op på en levetid på 50 år, at det bliver en stor succes som ydervægsisolering. Det er simpelthen ikke rentabelt i det lange løb og der er for stor risiko forbundet med brugen af vakuumisolering. Dog kan jeg sagtens se at man om få år begynder at bruge VIP isolering i andre sammenhæng i byggeriet, som for eksempel som isolering af rør, eller som kuldebrosisolering. 22

24 Figur 13 - Skitse med Vakuumisoleringspaneler Tabel for beregning af U-værdi d λ R U m W/mK m 2 K/W W/m 2 K Udvending overgangsisolans R se 0,04 Formur af tegl 0,108 0,727 0,149 Vakuum Paneler 0,050 0,007 7,143 Bagmur af armeret beton 0,150 2,500 0,060 Indvendig overgangsisolering R si 0,13 ΣR = 7,521 U-værdi =0,13 W/m 2 K Tabel 5- U-værdi beregning af Vakuumisoleringspaneler Delkonklusion Som man tydeligt kan se på mine analyser og beregninger, er isolering ikke bare isolering, der er stor forskel på isoleringstyper, lige fra pris, til udformning og til varmeledningsevne. Der er ingen tvivl om at mineraluld er det mest anvendte isoleringsmateriale lige for tiden og har været det i de seneste år. En af grundende til det er højst sandsynligt at det er et meget nemt og fleksibelt materiale at arbejde med, men en anden grund kan også være manglende kendskab og erfaring med brugen af andre materialetyper. Som jeg har vist i mine beregninger, kan man faktisk ved at bruge Ekspanderet Polystyren med grafit (EPS med grafit) reducere tykkelsen af ydervæggen med hele 60 mm, til kun 16 kr/pr. m 2 og samtidigt få et materiale som er mere resistent og afvisende overfor fugt. Det gør det i mine øjne til at 23

25 spændende produkt, som vi højst sandsynligt kommer til at se mere til i fremtiden. Jeg har også kigget nærmere på PUR-skum, som har stort set de samme fordele som EPS isoleringen, bortset fra at vi her har en væsentligt forbedret varmeledningsevne, men det afspejler sig desværre også i prisen, som er omkring dobbelt så høj. Dog skal det siges at man reducere tykkelsen på ydervæggen med hele 90 mm i forhold til almindelig mineraluld. Den sidste isoleringstype jeg har kigget nærmere på er vakuumisoleringspaneler (VIP) det er et materiale man kender fra køle/fryseindustrien, men som man så småt er begyndt at implementere i byggebranchen. Det er mest kendt for sin utrolig lave varmeledningsevne som er 5-10 gange lavere end mineraluld, men prisen er simpelthen stadig for høj til at det det bliver aktuelt at bruge indenfor de næste par år. Isoleringsmateriale Isoleringstykkelse Vægtykkelse Pris Reducering af BBR areal (mm) (mm) Kr./m2 i m2 Mineraluld EPS ,5 EPS med grafit ,31 PUR-Skum ,43 Vakuum isolering ,1 Tabel 6 - Sammenligning af isoleringsmaterialer 3. Metodekritik og konklusion 3.1 Metodekritik Jeg synes at jeg i min opgave har fået svaret rigtig fint på mine problemformulerende spørgsmål og har derved opnået stor viden om konsekvenserne af de stadig voksende ydervægge, samt fået en rigtig god baggrundsviden om forskellige typer af isoleringsmateriale. Jeg sulle nok have hentet lidt mere empiri, måske i form af et interview af en der har forstand på brugen af PUR og VIP isolering. Det var mere svært at lave sin egen empiri, end jeg havde forestillet mig, jeg synes dog at jeg fik lavet nogle gode analyser. 24

26 3.2 Konklusion Jeg har i min rapport været inde og undersøge hvorvidt det kun har en positiv side eller også en negativ side at man i byggeriet i dag laver ydervæggen i boliger tykkere og tykkere, og jeg har derved fundet ud af at det faktisk kan have adskillige negative sider ved at forøge tykkelsen på ydervægge. En af ulemperne ved at forøge tykkelsen på ydervæggene er økonomien, det siger sig selv at, jo mere isolering man putter i ydervæggen, jo mere koster det i materialer, men da gevinsten ved at gå fra 300 mm 350 mm, ikke er særlig høj i forhold til varmetabet. Så vil det aldrig kunne svare sig at hæve isoleringstykkelsen, på det grundlag. Derudover er der også det arkitektoniske aspekt i at forøge tykkelsen af ydervæggen, dybe lysninger er en arkitekts værste mareridt og det kan ikke undgås, når ydervæggen bliver op imod 500 mm tyk. En tyk ydervæg kan også bidrage til et dårligt indeklima, for eksempel er der større risiko for overophedning i bygningen jo bedre isoleret væggene er, ligesom der også vil være betydelig mindre lysindfald pga. de dybere lysninger. Derudover vil det også give et forhøjet BBR areal, da man ved indberetning til BBR registeret oplyser de ydre mål på bygningen og dermed betaler ejendomsværdiskat af flere m 2, end man måske burde. Det kan også komme til at føles meget fodkoldt i bygningen pga. kuldenedfald fra vinduerne, det skyldes at jo bedre u-værdien bliver i væggen, jo større bliver differencen imellem u-værdien i væggen og vinduet. En af de mere alvorlige konsekvenser ved at øge tykkelsen på ydervæggen, er temperaturforskellen imellem bagmur og formur, der vil være så stor at det over tid vil kunne give fugt og frostskader og endnu værre, svampe og mugskader. Jeg har derved fundet ud af at det ikke er til nogen fordel at isolere væggen alt for meget, da det kan have en masse følgeskader med sig. Det fik mig til at undersøge mulighederne for at reducere tykkelsen på ydervæggen ved blot at bruge andre isoleringsmaterialer end dem man bruger mest i dag som er glasuld og stenuld, med fællesbetegnelsen mineraluld. Her fandt jeg ud af at Celleplast (Ekspanderet Polystyren, EPS) også kan bruges i andre konstruktioner, end terrændæk. Faktisk kunne det være en fint alternativ til mineraluld, da lambda-værdien er stort set den samme, samtidigt med at det er meget bestandigt overfor fugt. EPS er godt nok i en dårlig brandklasse, men det har ikke den store betydning i mit tilfælde, da min ydervægskonstruktion er lavet af meget brandbestandige materialer, såsom beton og teglsten. Jeg fandt også ud af at man er begyndt at tilsætte grafit i EPS og derved har opnået en rigtig god varmeledningsevne, faktisk hele 20 % bedre end almindelig EPS og så endda uden at det bliver et dyrere materiale i indkøbspris. Det gør EPS til et meget interessant materiale og det bliver ikke mindre interessant at eksperter mener at man kan gøre lambda-værdien endnu bedre i fremtiden. Jeg kiggede også på lidt mere alternative isoleringsmaterialer, såsom PUR-skum, som ikke rigtig er slået igennem i byggebranchen i Danmark endnu, men som højst sandsynligt kommer til at gøre det. Det udmærker sig ved at have en meget lav lambdaværdi, som er næsten dobbelt så god som almindelig mineraluld, samtidigt har det nogle af 25

27 de samme gode funktioner som EPS-isoleringen, det er nemt at arbejde med på byggepladsen og det er meget bestandigt overfor fugt. Jeg kiggede også nærmere på et andet alternativt materiale, det hedder vakuumisoleringspaneler (VIP) og er mest kendt fra køle/fryseindustrien, fordi det har en lambda-værdi, som er hele tre gange så god som PURskum og kan derfor give en meget god u-værdi, med et meget tyndt isoleringslag. Der er dog det men, at det lige nu er meget dyrt, samt at levetiden og holdbarheden på VIP ikke er helt god nok endnu til at man kan implementerer det i byggeriet, men det ser heldigvis ud til at der er håb forude, tyske forskere har fundet en måde hvorpå man kan forlænge levetiden op til 50 år og samtidigt omkring 40 % billigere, end det er nu. Jeg har ved at lave analyser og beregninger af forskellige isoleringsmaterialer, fundet ud af at der er utrolig stor forskel på de forskellige materialer, som er på markedet i dag. Både med hensyn til varmeledningsevne, men også til håndteringen på byggepladsen, samt prisforskel på materialerne. Som det ser ud nu er den mest populære isolering mineraluld, det skyldes nok mest at det er et nemt materiale at arbejde med, i en god brandklasse og til en fornuftig pris, men det kan også skyldes manglende viden om de andre materialer. Jeg satte mig derfor til at analysere fordele og ulemper ved nogle af de andre materialer på markedet, for at finde ud af hvorvidt det kan svare sig at bruge dem i mit eget 7. semesters projekt. Jeg startede med at kigge på EPS med grafit og uden grafit, men da det koster ca. det samme fokuserede jeg hurtigt på EPS med grafit. Der kan man faktisk reducere tykkelsen på ydervæggen, med hele 60 mm til kun 16 kr/m 2 og dermed reducere BBR arealet med 3,3 m 2 og samtidigt få et materiale der er mere resistent og afvisende overfor fugt, end mineraluld er. Jeg prøvede også at analysere på PUR-Skum, som kan lidt af det samme som EPS, bare med en varmeledningsevne der er væsentlig bedre, det er nogenlunde lige så resistent overfor fugt og det er lige så bygbart. Prisen er dog også ca. dobbelt så højt på PUR-Skum, men man reducere også ydervægstykkelsen med hele 90 mm og dermed BBR arealet med hele 7,4 m 2 i forhold til mineraluld. Det sidste materiale jeg har kigget nærmere på er VIP isoleringen som man mest kender fra køle/fryseindustrien, pga. den meget lave varmeledningsevne, som er omkring 10 gange bedre end på mineraluld, det gør faktisk at man vil kunne reducere tykkelsen på ydervæggen med hele 200 mm og dermed reducere BBR arealet med hele 16,1 m 2, prisen er dog stadig alt for høj til at det vil kunne svare sig at bruge det direkte som ydervægsisolering, men hvis det passer at man vil kunne reducere prisen med 40 % og samtidigt få en levetid på omkring 50 år, kan jeg godt forestille mig at man vil begynde at bruge det til f.eks. kuldebrosisolering eller steder hvor det nemt kan udskiftes. 26

28 4. Kildeliste Internetsider &docalc=yes&res =1920 Set d. 11/ Set d.11/ Set d. 11/ Set d. 11/ Set d. 12/ Set d. 12/ Set d. 12/