Udvikling og analyse af højisolerede klimaskærmskonstruktioner

Transkript

1 Danmarks Tekniske Universitet Institut for Byggeri og Anlæg Udvikling og analyse af højisolerede klimaskærmskonstruktioner Bachelorprojekt Martin Buhl Juli 2012

2 Forord Dette projekt er udarbejdet af Martin Buhl, s092799, i perioden 1. februar til 9. juli 2012 ved DTU Byg på Danmarks Tekniske Universitet. Projektet er afslutningen på bachelorstudiet i Byggeteknologi og repræsenterer 20 ECTS-point. Projektet er udført under vejledning af Professor Svend Svendsen, DTU Byg, hvem jeg gerne vil takke for hjælp og vejledning. Der er til rapporten vedlagt en cd-rom med beregningsmateriale. Se bilagslisten for nærmere beskrivelse af indhold. 9. juli 2012 Martin Buhl, s i

3 Resumé Skærpelserne i bygningsreglementet til bygningers energiforbrug har medført en udvikling inden for isoleringsmaterialer der gør, at der er mange forskellige produkter på markedet. Projektet undersøger derfor forskellige traditionelle og nye isoleringsmaterialer mht. isoleringsevne og pris. Den økonomisk bedste løsning findes vha. energispareprisen, der er en økonomisk model der bruges til at vurdere hvor rentabel en given investering er. I analysen af klimaskærmen tages der udgangspunkt i et typehus fra Lind & Risør der er optimeret til at overholde energirammen for bygningsklasse 2020 på 20 kwh/m 2 pr. år. Energispareprisen for de forskellige isoleringsmaterialer sammenlignes ved en fastlagt U-værdi. Ved at bruge denne metode sammenlignes isoleringsmaterialerne direkte mod hinanden. I beregningen af energispareprisen tages der højde for de meranlægsudgifter der måtte være ved at bruge en større isoleringstykkelse. Dette gælder bl.a. for ydervæggen, hvor en øget tykkelse vil kræve et tilsvarende bredere fundament. Udover analysen af energispareprisen ses der også på dagslysforhold og indeklima. Hvis der benyttes et isoleringsmateriale med en høj varmeledningsevne vil det føre til en tykkere ydervæg, hvilket vil føre til et fald i dagslysfaktoren i boligen, da denne bl.a. afhænger af ydervæggens tykkelse. For at kompensere for de tykkere ydervægge foretages der en optimering af vinduernes størrelse vha. programmet Velux Daylight Visualizer, sådan der for alle vægtykkelser opnås den samme dagslysfaktor i boligens rum. Når vinduesstørrelserne er blevet optimeret ses der på antallet af overophedningstimer i boligen, da dette bl.a. afhænger af vinduernes størrelse. Analysen af indeklimaet udføres i programmet WinDesign, hvor effekten af et større vinduesareal på boligens opvarmningsbehov også undersøges. Det konkluderes, at det for terrændækket og taget bedst kan betale sig at isolere med materialer der har en høj varmeledningsevne, da disse har den laveste energisparepris. I ydervæggene er der flere merudgifterne at tage højde for, hvilket virker til fordel for de dyre isoleringsmaterialer med en lav varmeledningsevne. Her er resultatet derfor mere blandet. I dagslysoptimeringen og i undersøgelsen af indeklimaet konkluderes det, at der kan opnås et godt indeklima mht. dagslys og overtemperaturer i boliger både vha. tynde og tykke vægge. Ydermere viser undersøgelsen, at et større vinduesareal ikke har nogen synlig effekt på boligens opvarmningsbehov. ii

4 Abstract The restrictions in the new building code concerning the overall energy use in dwellings have led to a development within the field of building insulation. As a consequence of this there are now many different available insulation products. This project examines a number of different insulation materials according to their thermal conductivity and price. The best solution from an economical point of view is found by calculating the cost of conserved energy (CCE), which is an economic optimisation method used to determine the most profitable solution. In the analysis of the building envelope an optimized type house from Lind & Risør is used as a starting point. The type house has been modified and now meets the requirements in the energy frame for building class 2020, which is 20 kwh/m 2 per year. The cost of conserved energy for the different insulation materials is calculated at a fixed value for the heat transfer coefficient. By using this method the insulation materials are compared directly to each other. When calculating the cost of conserved energy the price for the construction cost is taken into consideration. E.g. when building an outer wall, an increase in the wall thickness will lead to a similar increase in the width of the foundation. Besides the analysis of the cost of conserved energy the daylight factor and indoor environment will be assessed as all. If an insulation material with a high thermal conductivity is used in the outer walls, this will lead to a thicker wall and thereby decrease the daylight factor since the daylight factor depends on the thickness of the wall among others. In order to compensate for the thicker walls, an optimization of the window sizes will be performed using the program Velux Daylight Visualizer. Using this method will allow the same amount of daylight to enter the room no matter how thick the walls are. When the window sizes have been optimized an analysis of the potential overheating in the dwelling will be performed since this mainly depends on the window areas. The program WinDesign will be used to evaluate the indoor environment together with an analysis concerning whether the room heating demand is influenced by the window area. The result is, that for the slab and the roof the best solution is achieved by using an insulation material with a high thermal conductivity since these materials have the lowest cost of conserved energy. In the walls there are more construction costs which work in favour of the more expensive materials with low thermal conductivities. Therefore the results are not as clear for the analysis of the walls. In the optimization of the daylight and the investigation of the indoor environment the results show that acceptable solutions can be based on both thin and thick walls. Furthermore the investigation shows that the window area has no significant effect on the heating demand of the dwelling. iii

5 Indholdsfortegnelse Forord... i Resumé... ii Abstract... iii 1 Indledning Baggrund Formål Metode Typehuset Isoleringsmaterialer Energispareprisen Klimaskærmens energiforbrug Litteraturstudie Analyse af terrændækket Design Isoleringsmaterialer Økonomi Analyse af ydervæggene Design Isoleringsmaterialer Økonomi Holdbarhed Dagslysforhold i boligen Fordele ved en høj dagslysfaktor Dagslysoptimering i Velux Daylight Visualizer Indeklima Analyse af tagkonstruktionen Design Isoleringsmaterialer Økonomi Konklusion Litteraturliste Bilagsliste iv

6 1 Indledning 1.1 Baggrund Med de seneste års skærpelser i bygningsreglementet og med den nylige introduktion af bygningsklasse 2020 er kravene til bygningers energiforbrug løbene blevet strengere. Kravene er blevet skærpet som et led i planen om at nedbringe Danmarks samlede energiforbrug, og dermed også udledningen af CO 2. Med tiden vil et lavere energiforbrug også sikre Danmark en højere forsyningssikkerhed, da man så er mindre afhængig af fossile brændstoffer fra andre lande. Strenge krav til lavt energiforbrug vil også kunne skabe grøn vækst og sikre beskæftigelse i Danmark. Bygningsklasse 2020 stiller krav om et samlet energiforbrug i boliger til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand på højst 20 kwh/m 2 pr. år. Den nye bygningsklasse er blevet introduceret allerede nu, på trods af at den først vil gælde ved lov i år På den måde har byggebranchen nogle år til at vende sig til den nye standard og til at udvikle nye produkter og billige standardløsninger der kan hjælpe til at overholde de strenge krav for bygningsklasse Den løbende skærpelse af bygningsreglementets krav til energiforbruget har resulteret i, at mange bygningsdele er blevet videreudviklet og optimeret til at have et lavere energiforbrug. Det gælder f.eks. ruder og vinduesrammer, ventilationsanlæg og isoleringsmaterialer. Blandt isoleringsmaterialerne er der både sket en videreudvikling af kendte materialer og der er blevet udviklet nye materialer, hvilket betyder at der er mange forskellige isoleringsmaterialer på markedet. F.eks. producerer Isover glasuld med tre forskellige varmeledningsevner. De materialer der har en lav varmeledningsevne isolerer selvsagt bedst, men de er også dyrere. I rapporten vil det derfor blive undersøgt, hvilke af de mange isoleringsmaterialer det bedst kan betale sig at bruge, og i hvilke dele af klimaskærmen de egner sig bedst. 1.2 Formål Projektets formål er at sammenligne forskellige traditionelle og nye isoleringsmaterialer med henblik på at finde den økonomisk bedste løsning der samtidig overholder opstillede krav til energiforbrug, lysforhold og indeklima. 1.3 Metode I rapporten sammenlignes forskellige isoleringsmaterialer i terrændækket, ydervæggene og taget. I terrændækket og taget vil energispareprisen for de forskellige isoleringsmaterialer blive udregnet og undersøgt, og den økonomisk bedste løsning vil blive fundet. I ydervæggene vil den økonomisk bedste løsning også blive fundet på baggrund af energispareprisen. Ydermere vil der i analysen af ydervæggene blive foretaget en dagslysoptimering, da store vægtykkelser kan have en effekt på dagslysfaktoren. Optimeringen vil blive foretaget i programmet Velux Daylight Visualizer og vil basere sig på de forskellige vægtykkelser der blev fundet i forbindelse med udregningen af energispareprisen. Til sidst vil det blive undersøgt hvorvidt de optimerede vinduesarealer vil føre til overtemperaturer i boligen. Vinduesarealets effekt på opvarmningsbehovet vil også blive undersøgt. Undersøgelsen af overtemperaturer i boligen og boligens opvarmningsbehov vil blive udført vha. af programmet WinDesign. 1

7 For at have en baggrund at sammenligne isoleringsmaterialerne på tages der udgangspunkt i et typehus fra Lind & Risør. Typehuset overholdte oprindeligt BR10, men er i kandidatspecialet Undersøgelse og udvikling af metode til økonomisk optimering af lavenergiboliger [Grøn M, Roed S, 2011] blevet optimeret til at overholde bygningsklasse Boligen har efter optimeringen et årligt energiforbrug beregnet i Be10 på 18,36 kwh/m 2, hvilket overholder kravet for bygningsklasse 2020 på 20 kwh/m 2. I projektet [Grøn M, Roed S, 2011] blev boligen optimeret økonomisk vha. det Excel-baserede beregningsprogram CCE-Calc, der er et program der udregner energispareprisen for alle de energibesparende komponenter i boligen og derefter foreslår den økonomisk mest optimale sammensætning af komponenter til netop at overholde energirammen. Boligen er altså allerede blevet optimeret mht. vinduer, ventilationsanlæg, isoleringstype og -tykkelse, m.m. Programmet CCE-Calc har dog et meget begrænset udvalg af isoleringsmaterialer og det er derfor valgt at sammenligne forskellige isoleringsmaterialer i dette projekt. For at sammenligne isoleringsmaterialerne på lige fod, sammenlignes de økonomisk ved den U-værdi der i rapportens optimering [Grøn M, Roed S, 2011] blev fundet nødvendig for at overholde bygningsklasse U- værdierne kan ses i Tabel 1. Ved f.eks. at sammenligne forskellige isoleringsmaterialer i terrændækket ved en U-værdi på 0,070 W/m 2 K fås der en direkte sammenligning af isoleringsmaterialerne, og det kan så undersøges hvilken type isolering der billigst kan levere et lavt varmetab der lever op til bygningsklasse Det skal bemærkes at der for bygningsklasse 2020 ikke er nogen krav til varmetabet fra de forskellige dele af klimaskærmen, bygningen skal blot overholde energirammen på 20 kwh/m 2 pr. år. Derfor repræsenterer de valgte U-værdier heller ikke noget krav der skal overholdes generelt, de er alene valgt fordi de ved den tidligere optimering er blevet fundet tilstrækkelige til, i samarbejde med flere andre energibesparende komponenter, at overholde energirammen. Tabel 1: De forskellige isoleringsmaterialer vil blive sammenlignet ved U-værdierne i denne tabel. Klimaskærm Terrændæk Ydervægge Tag U-værdi 0,070 W/m 2 K 0,080 W/m 2 K 0,070 W/m 2 K Note om WinDesign: Ved brugen af det Excel-baserede computerprogram WinDesign har jeg oplevet en del problemer med fejlmeldinger i Excel der gjorde, at programmet pludselig ikke ville fungere længere. Disse problemer ophørte da jeg under regnearket WinDesign låste alle regnearkene op vha. koden bygdtu og i øvrigt fulgte vejledningen i de seks punkter der står beskrevet samme sted. Koden fandt jeg i en PowerPoint præsentation på samme hjemmeside som WinDesign kan downloades fra: Typehuset Det optimerede typehus præsenteres her kort, da det vil blive brugt gennem hele rapporten. Med en vægtykkelse på 300 mm har huset et bruttoareal på 159 m 2, og består af syv primære rum og fem sekundære rum. Huset kan ses på Figur 1. Der er ikke nogen væg mellem køkkenet og spisestuen, og rummet fungerer derfor som et stort køkken-alrum. I denne rapport vil der hovedsagligt blive set på de primære rum, der er markeret med grøn på Figur 1. På figuren er syd opad. 2

8 Vinduesstørrelserne for de primære rum i typehuset kan ses i Tabel 2. Nogle af vinduerne er glasarealer i terrassedøre. I disse terrassedøre går glasset ikke helt ned til gulvet, da glas i denne højde har meget lille effekt på dagslysfaktoren, men kan have en stor effekt på overophedning. Spisestuen har én dobbeltfløjet terrassedør, stuen har også én dobbeltfløjet terrassedør og soveværelset har en enkelt terrassedør. I denne rapport vil optimeringen tage udgangspunkt i dette typehus, og der vil derfor ikke blive tilføjet nye ting som f.eks. ovenlysvinduer. Husets facon vil heller ikke blive undersøgt, på trods af at dette har en effekt på bygningens energiforbrug. Huset har dog i forvejen en ret simpel grundplan (rektangulær), hvilket er en fordel i forhold til mere komplekse grundplaner. En simpel grundplan giver en mindre omkreds af bygningen og dermed også et mindre facadeareal, hvilket resulterer i et lavere varmetab gennem facaden [Hviid C, Petersen S, 2005]. Tabel 2: Vinduesstørrelser for alle de primære rum i typehuset. Ved den senere optimering af dagslyset vil der blive taget udgangspunkt i disse størrelser. Vinduesstørrelser Vindueshøjde m Vinduesbredde m Antal vinduer stk. Samlet vinduesareal m 2 Rum Nr. Værelse 1 1,7 1,2 1 2,04 Køkken 2a 1,7 1,2 1 5,27 Spisestue 2b 1,7 1,9 1 Stuen 3 1,7 1,9 2 6,46 Soveværelse 4 1,7 1,9 1 3,23 Værelse 5 1,7 1,2 1 2,04 Værelse 6 1,7 1,2 1 3,06 1,7 0,6 1 Figur 1: Grundplan af det typehus der analyseres. De primære rum er markeret med grøn mens de sekundære rum er markeret med blå. På figuren er syd opad. 3

9 1.4 Isoleringsmaterialer Nedenfor gennemgås kort de forskellige typer isolering der vil blive undersøgt. Tabel 3 viser en oversigt over de forskellige isoleringsmaterialers egenskaber. Isoleringsmaterialerne er delt op i to grupper: Traditionelle isoleringsmaterialer, der har været på markedet i lang tid, og nye isoleringsmaterialer, der er relativt nye inden for byggebranchen eller inden for almindelig bygningsisolering. Traditionelle isoleringsmaterialer Polystyren Polystyren findes i to former; ekstruderet polystyren (XPS) og ekspanderet polystyren (EPS), hvor EPS er den mest anvendte af de to til bygningsisolering i Danmark. Ekspanderet polystyren er en celleplast bestående af en masse luftfyldte celler der giver en god isoleringsevne. EPS har både en stor trykstyrke og en kapillarbrydende effekt, hvilket gør den velegnet i f.eks. fundamenter, kældervægge og terrændæk, hvor der stilles krav om lav fugtoptagelse samt høj trykstyrke. Varmeledningsevnen for EPS ligger i intervallet 0,033 0,041 W/mK. I Danmark forhandles EPS isolering hovedsagligt af Sundolitt, Thermisol og Styrolit. Mineraluld Mineraluld dækker over isoleringstyperne glasuld og stenuld. Produkterne fremstilles i en proces hvor enten sten eller glas, sammen med nogle andre råvarer, smeltes og derefter spindes i meget tynde fibre. Fibrene presses herefter sammen til måtter, plader eller andre produkter alt efter ønske. Mineraluldens specielle fiberstruktur giver en god isoleringsevne pga. den stillestående luft mellem fibrene. Stenuld forhandles i Danmark primært af Rockwool, hvor den bedste isolering er klasse 34 (0,034 W/mK). Glasuld forhandles af Saint-Gobain Isover, der som det bedste har udviklet en klasse 32 glasuld. Nye isoleringsmaterialer PUR Betegnelsen PUR dækker over isoleringsmaterialer laver af polyurethan (PUR) og polyisocyanurat (PIR). PUR er et plastmateriale med en lukket cellestruktur der under produktionen skummes op vha. gassen cyclopentan. PUR isolering kan fremstilles med stor variation i massefylde og stivhed. Som bygningsisolering findes materialet som plader og blokke og kan også benyttes som kernen i et sandwichelement med højstyrkebeton på hver side. PUR isolering benyttes også i forbindelse med isolering af fjernvarmerør, ventilationskanaler, køle/frysesektoren m.fl. Udfordringen ved PUR isolering er at undgå at drivmidlet (cyclopentan) ikke diffunderer ud og erstattes af atmosfærisk luft. Dette vil med tiden kunne forhøje materialets varmeledningsevne. PUR bygningsisolering kan fås med en varmeledningsevne ned til 0,022 W/mK og leveres i Danmark af Kingspan og ThermiSol. Fenolskum Fenolskum er en celleplast der fremstilles i hårde plader. Under produktionen blæses materialet op med en gas, hvilket giver den lave varmeledningsevne. Produktet leveres i Danmark af Kingspan, der sælger materialet med forskellige ting såsom alufolie eller papir klistret på siden af isoleringspladerne. 4

10 Aerowool Aerowool er udviklet af Rockwool og består af stenuldsfibre tilsat aerogel. Aerogel er baseret på silicium og er et meget let materiale der næsten udelukkende består af luft fanget i en cellestruktur på nanoskala. Aerowool markedsføres under navnet Aerorock som en kompositplade bestående af Aerowool isolering, en dampspærre og en gipsplade. Aerowool har en varmeledningsevne på 0,019 W/mK. Grå EPS Grå EPS er almindelig EPS isolering hvor der i produktionsfasen er tilsat grafit, deraf materialets grå farve. Grafitten hjælper til at reflektere og opsuge infrarød stråling og materialet holder derved bedre på varmen. Grå EPS har samme mekaniske egenskaber som almindelig EPS mht. trykstyrke og fugtoptagelse. Både Sundolitt, Thermisol og Styrolit har udviklet deres egen grå EPS med en varmeledningsevne ned til 0,031 W/mK. Tabel 3: Oversigt over de forskellige isoleringsmaterialers egenskaber. Isoleringsmateriale Varmeledningsevne W/mK Densitet kg/m 3 EPS 0,033-0, Stenuld 0,034-0, Glasuld 0,032-0, PUR 0,022-0, Fenolskum 0,021-0, Aerowool 0, Grå EPS 0, I forbindelse med undersøgelsen af isoleringsmaterialerne har det været vigtigt at få nogle realistiske og tidssvarende priser på de undersøgte materialer. Jeg har derfor rettet henvendelse til flere producenter med henblik på at få oplyst en pris for nogle af deres produkter. Kilderne til de priser for isoleringsmaterialer der anvendes i rapporten er listet i Tabel 4. Tabel 4: Tabellen viser hvem der har oplyst de priser der benyttes i rapporten. Producent Isolering Kilde Sundolitt as Sundolitt S60 Sundolitt S80 Sundolitt S150 Oplyst telefonisk af salgskonsulent Simon Bruun Stubtoft Climate C60 Climate C80 ThermiSol A/S Titan SlimLine+ Oplyst pr. af salg og marketingschef Jan Kjeldsen Rockwool A/S Aerowool Oplyst pr. af teknisk chef Marina Mazin Kingspan Oplyst pr. af business development manager Scott Kooltherm K8 Insulation McMonagle Rockwool A/S Isover A/S FlexiBatts Super FlexiBatts Murfilt 37 Murfilt 34 Murfilt 32 Priserne er tidligere blevet indsamlet i forbindelse med rapporten Økonomisk optimeret design af lavenergihuse baseret på komponenters pris-ydelsesdata [Nielsen K, Secher A, 2011]. Priserne er således taget fra denne rapport. 5

11 1.5 Energispareprisen Energispareprisen er en økonomisk model der bruges til at vurdere hvor rentabel en given investering er. Energispareprisen kaldes også Cost of Conserved Energy (CCE) eller Cost of Saved Energy (CSE). Helt konkret fortæller energispareprisen hvor meget det koster at spare én kwh. Energispareprisen tager både højde for den årlige forrentning af lån, teknisk og økonomisk levetid samt de energibesparelser som de forskellige tiltag medfører. Definitionen af energispareprisen ses i Ligning 1 [Petersen S, Svendsen S, 2011]. Der hvor energispareprisen udmærker sig, er ved sammenligningen af forskellige energibesparende tiltag, hvor de tiltag med den laveste energisparepris let kan identificeres og udvælges. Når energiforbruget skal nedbringes i en bygning opnås dette normalt ved at kombinere forskellige energibesparende komponenter og tiltag. Ved hjælp af energispareprisen kan den mest økonomiske kombination af alle disse komponenter findes, ved at sørge for at alle de udførte tiltag har den samme energisparepris. Hvis alle tiltagene har den samme energisparepris er man sikker på, at alle tiltagene er drevet lige langt rent økonomisk, hvilket betyder at det ikke længere er muligt at bruge mere af ét tiltag og derved få en endnu billigere løsning. hvor, CCE = Energispareprisen - [kr./kwh], å Δ å Δ, å (1) n n t a(n, r) I tiltag VO årlig f 1, f 2 E årlig E drift, årlig = Den økonomiske levetid, eller den tid som lånet løber over. I Danmark er dette typisk 30 år, hvilket også vil blive brugt i rapporten - [år] = Den tekniske levetid. Den tid det energibesparende tiltag forventes at fungere efter hensigten. Vil i rapporten blive sat til 100 år for isoleringsmaterialer - [år] = Annuitetsfaktor der omregner den samlede pris for investeringen til en fast årlig ydelse på lånet over n år - [-] = Den samlede pris for det energibesparende tiltag. Vil i rapporten bestå af prisen for selve isoleringsmaterialet samt diverse meranlægsudgifter - [kr.] = Vedligeholdelsesomkostninger for det energibesparende tiltag - [kr./år] = Den primære energifaktor. Vil i Bygningsreglement 2020 være 0,6 for fjernvarme og 1,8 for elektricitet - [-] = Den årlige energibesparelse som følge af tiltaget - [kwh/år] = Det årlige energiforbrug af tiltaget. F.eks. strøm til ventilationsanlæg og varmepumper - [kwh/år] 6

12 Annuitetsfaktoren udregnes vha. Ligning 2 [Petersen S, Svendsen S, 2011]. hvor, r n, 1 1 (2) = Realrenten. Her benyttes værdien 2,5 %, idet realrenten siden 1990 har ligget fast mellem 2 og 3 % [Tommerup H, Svendsen S, 2008]. Realrenten beskriver det mulige afkast hvis pengene var blevet investeret andetsteds. Hvis det energibesparende tiltag betragtes som en investering, skal tiltaget som minimum give et afkast svarende til det realrenten giver. = Den økonomiske levetid - [år] Det antages at de vedligeholdelsesomkostninger der måtte være i forbindelse med ydervægge, tag og terrændæk er grundlæggende udgifter der skal betales lige meget hvilken type eller mængde isolering der er brugt. Derfor vil VO årlig ikke blive brugt i formlen, da det netop er isoleringsmaterialer der bliver undersøgt i denne rapport. Ligeledes vil E drift, årlig heller ikke blive brugt, idet isoleringen ikke har et energiforbrug til drift. Der vil også blive set bort fra den primære energifaktor, da denne hovedsagligt bruges hvis der er intentioner om at sammenligne energispareprisen med energiprisen på el og varme. Den forkortede formel der vil blive brugt i rapporten ses i Ligning 3., Δ å./ (3) Idéen bag energispareprisen er, at hvis energispareprisen for et tiltag er lavere end den aktuelle energipris, så bør man anvende tiltaget, idet der så er penge at spare. Det er dog meget svært at forudsige hvordan energiprisen vil udvikle sig i fremtiden, og derfor erstattes energiprisen med en energiramme som øvre grænse for et tiltags rentabilitet. Energispareprisen benyttes så til at finde den kombination af tiltag der billigst muligt overholder energirammen. I det her tilfælde er energirammen på 20 kwh/m 2 pr. år, hvilket svarer til bygningsklasse I denne rapport vil der blive benyttet en variabel reference til at udregne energispareprisen. Det betyder, at isoleringstykkelsen vil blive øget gradvist med 10 mm ad gangen, og både energibesparelsen ( E årlig ) og prisen (I tiltag ) vil referere til det lille ekstra lag isolering. På den måde findes den marginale energisparepris, hvilket er den metode der bedst kan løse problemet med at finde den kombination af tiltag der billigst overholder energirammen. I modsætning til denne metode står middelenergispareprisen hvor der benyttes en fast reference. Ved at bruge en fast reference fås den gennemsnitlige pris for at spare én kwh, hvilket bedre kan sammenlignes med energiprisen, da denne også er baseret på middelværdier og f.eks. ikke tager højde for højere energipriser under spidsbelastninger [Hansen S, 2011]. I denne rapport er målet at sammenligne forskellige isoleringsmaterialer i forskellige dele af klimaskærmen og energispareprisen vil derfor blive brugt lidt anderledes. Den nødvendige U-værdi for de forskellige dele af klimaskærmen vil blive fastsat, og alle de isoleringsmaterialer der 7

13 sammenlignes vil så få sammenlignet deres energisparepris ved denne U-værdi. På den måde kan isoleringsmaterialerne sammenlignes direkte Klimaskærmens energiforbrug For at kunne udregne energispareprisen skal energiforbruget af det undersøgte tiltag være kendt. Energiforbruget pr. m 2 terrændæk, ydervæg eller tag kan udregnes vha. Ligning 4 [Petersen S, Svendsen S, 2011]. hvor, Q i å (4) = Det årlige energiforbrug af den del af klimaskærmen der undersøges - [kwh] U i = U-værdien af den del af klimaskærmen der undersøges - [W/m 2 K] D H = Antallet af gradtimer i opvarmningssæsonen - [kkh] Der regnes kun på opvarmningssæsonen, da det antages at det ikke vil være nødvendigt med køling i kølingssæsonen. Antallet af gradtimer i opvarmnings- og kølingssæsonen afhænger af længden af disse sæsoner, hvilket kan beregnes efter DS/EN ISO 13790:2008. Længden af sæsonerne afhænger bl.a. af bygningens specifikke ventilations- og transmissionstab og vil derfor variere alt efter hvor godt isoleret bygningen er. I rapporten [Hansen S, 2011] er længden af sæsonerne blevet bestemt for et referencehus der opfylder kravene til bygningsklasse Det vurderes at disse data godt kan overføres til det typehus der undersøges i denne rapport. Længden af opvarmnings- og kølingssæsonen kan ses i Tabel 5. Når længden af opvarmnings- og kølingssæsonen er bestemt, kan antallet af gradtimer bestemmes ud fra referenceåret DRY [Jensen J M, Lund H, 1995]. Antallet af gradtimer på et år bestemmes som den summerede forskel mellem lufttemperaturen inde og ude på timebasis. I opvarmningssæsonen sættes indetemperaturen til 20 o C mens den i kølingssæsonen sættes til 26 o C. For terrændækket sættes udetemperaturen ifølge DS 418:2011 til 10 o C året rundt, da dette er temperaturen af jorden under boligen. Af den grund er antallet af gradtimer mod jord anderledes. Antallet af gradtimer kan ses i Tabel 5. De Excel regneark hvori energispareprisen er blevet udregnet kan findes på den vedlagte cd-rom. Tabel 5: Længden af opvarmnings- og kølingssæsonen samt de tilhørende gradtimer. Antallet af gradtimer er anderledes for terrændækket, da temperaturen af jorden under boligen ifølge DS 418:2011 skal sættes til 10 0 C. Sæson Længde af sæson Opvarmningssæson 31/10 30/3 Kølingssæson 8/4 10/10 Gradtimer Antal gradtimer Gradtimer i opvarmningssæsonen 67,62 kkh Gradtimer i kølingssæsonen 24,40 kkh Gradtimer i opvarmningssæsonen mod jord 36,24 kkh Gradtimer i kølingssæsonen mod jord 32,61 kkh 8

14 2 Litteraturstudie Nedenfor gennemgås kort nogle af de tekster der er blevet læst i forbindelse med denne rapport. Teksterne er blevet læst med henblik på at indsamle den nyeste viden på det undersøgte område. Method for component-based economical optimisation for use in design of new lowenergy buildings [Petersen S, Svendsen S, 2011] Artiklen beskriver hvad energispareprisen er og hvordan den beregnes. Energispareprisen er en økonomisk model der bruges til at udregne prisen for at spare 1 kwh, og tager højde for faktorer såsom forrentning af lån, teknisk og økonomisk levetid og den årlige energibesparelse. Metoden er ment til at blive benyttet tidligt i designfasen og kan hjælpe til at udvikle et godt udgangspunkt for bygningen. Artiklen forklarer vigtigheden af, at alle energisparepriserne skal være ens for at opnå den bedste løsning. Der præsenteres også en metode til at opnå ens energisparepriser. Energiprisen udskiftes også som øvre grænse for et tiltags rentabilitet, og i stedet indføres konceptet med en energiramme som øvre grænse. Til sidst i artiklen er der et beregningseksempel hvor metoden fremvises på en simpel kontorbygning. Analyse 6. Komponentkrav, konkurrence og eksport. En kortlægning af innovation i byggekomponenter [Svendsen et al, 2011] Rapporten består af en række delanalyser, hvor hver delanalyse beskæftiger sig med en relevant bygningsdel. Bilag 1 i rapporten beskæftiger sig med klimaskærmskonstruktionen, og er derfor det bilag der er mest relevant i forhold til denne rapport. I delanalysen om klimaskærmskonstruktionen ses der først på bedre isolerede klimaskærmskonstruktioner baseret på tykkere isolering. Det skønnes at udviklingen inden for luftfyldte isoleringsmaterialer såsom stenuld og glasuld vil medføre isoleringsmaterialer med en varmeledningsevne på ned til 0,027 W/mK frem mod Den mulige reduktion i energiforbrug for et typisk parcelhus vha. tykkere isolering vurderes til mellem 4,4 og 8,3 kwh/m 2 pr. år. Prisen for de luftfyldte isoleringsmaterialer forventes ikke at stige, da man regner med at en større produktion vil holde prisen nede. I den del af rapporten der vurderer bedre isolerede klimaskærmskonstruktioner baseret på bedre isolering, ses der bl.a. på den forventede udvikling af EPS. Det forventes at varmeledningsevnen for EPS vil falde til 0,024-0,026 W/mK frem mod Et isoleringsmateriale som VIP (Vacuum Insulation Panels) forventes ikke at blive nødvendig ved nybyg, da man sagtens kan projektere sig ud af problemer med store vægtykkelser. VIP kan dog være relevant ved renovering hvor der ofte ikke er særlig meget plads. Den mulige reduktion i energiforbrug for et typisk parcelhus vha. bedre isolering vurderes til mellem 3,7 og 7,8 kwh/m 2 pr. år. Strategi for udvikling af integrerede lavenergiløsninger til nye bygninger [Svendsen et al, 2009] Rapporten beskriver kort mulighederne for at sænke det samlede energiforbrug i Danmarks bygningsmasse, men ser også mere konkret på f.eks. strategier for lavenergiløsninger til klimaskærmen. Her gennemgås en lang række tunge og lette konstruktioner for alle klimaskærmens 9

15 dele. De forskellige konstruktioner vurderes i en SWOT-analyse, hvor deres styrker, svagheder, muligheder og trusler analyseres. Det vurderes bl.a. at alle tunge klimaskærme kan udvikles til lavenergiløsninger, men der er behov for at mindske prisen, da merudgifterne ved ekstra isolering er store. Det nævnes også at det er billigere at opnå en besparelse i energiforbruget ved at isolere klimaskærmen fremfor at investere i andre energibesparende tiltag, hvorfor det er logisk at investere i ekstra isolering. For lette klimaskærmskonstruktioner vurderes et stort potentiale på grund af gode egenskaber i forhold til pris, isoleringsevne og vægtykkelse. Det fugtige danske klima nødvendiggør dog hurtige byggeforløb og en stor grad af præfabrikation for at forhindre skader. I et bilag til rapporten gennemgås desuden flere forskellige typer af isolering mht. deres egenskaber og eventuelle fordele og ulemper. Optimal isolering af klimaskærmen i relation til nye skærpede energibestemmelser [Tommerup H, Svendsen S, 2005] Med baggrund i de nye skærpede energikrav og bortfald af kravet om mindste U-værdier for bygningsdele undersøger rapporten hvordan der billigst muligt kan spares energi. Meget tyder på, at den billigste måde at opnå en energibesparelse i boligen er ved at isolere klimaskærmen. Energispareprisen beregnes for konstruktioner i terrændækket og taget, hvor der vha. V&S Prisdata tages højde for diverse merudgifter. Energispareprisen beregnes i forhold til en fast reference. Ved isolering med EPS skal isoleringstykkelsen i terrændækket være af mindst samme størrelse som i taget, da dette billigst vil opfylde energirammen. Det konkluderes, at en bolig for en relativ beskeden merudgift kan isoleres til både lavenergiklasse 1 og 2, bl.a. ved at øge isoleringstykkelsen i terrændækket og i taget og ved at bruge et ventilationsanlæg med varmegenvinding. 10

16 3 Analyse af terrændækket 3.1 Design Terrændækket er opbygget med 100 mm løse letklinker nederst der fungerer som kapillarbrydende lag. Det kapillarbrydende lag skal have en tykkelse på minimum 75 mm. Hvis den samlede isoleringstykkelse er større end 75 mm, hvilket er tilfældet her, kan de løse letklinker helt undværes, forudsat at det anvendte isoleringsmateriale virker kapillarbrydende. Letklinkerne er dog medtaget, da de 75 mm materiale der virker kapillarbrydende skal regnes med en forhøjet varmeledningsevne på 20 % 1, hvilket ellers ville gå ud over isoleringens varmeledningsevne. De isoleringstyper der sammenlignes i terrændækket er almindelig hvid EPS og grå EPS, begge fra producenten Sundolitt as. Terrændækkets opbygning er vist i Tabel 6. Isoleringens tykkelse samt varmeledningsevne er ikke medtaget i tabellen, da det er disse forhold der skal undersøges. Målet er at isolere terrændækket så det opnår en transmissionskoefficient på 0,070 W/m 2 K. Ifølge DS 418:2011 skal isolansen for konstruktioner med gulvvarme regnes fra varmekildens plan, da det er her varmetabet starter. De isolanser der ligger over gulvvarmen indgår derfor ikke i beregningen af U-værdien. Af samme grund er det ikke defineret hvilken type gulvbelægning der benyttes, da dette er uden betydning for U- værdien. Tabel 6: Oversigt over terrændækkets opbygning. Idet der er indlagt gulvvarme regnes isolanserne over gulvvarmen ikke med i u-værdien, da varmetabet først starter under gulvvarmen. Opbygning af terrændækket Tykkelse mm Varmeledningsevne W/mK Isolans m 2 K/W Inde Overgangsisolans 0 Gulvbelægning 0 Beton over gulvvarme 50 0 Beton med 1 % armering under 50 2,44 0,02 gulvvarme Isolering Løse letklinker 25 0,085 0,29 Løse letklinker, kapillarbrydende 75 0,102 0,74 Ude Overgangsisolans 1,50 U-værdi [W/m 2 K] 0, Isoleringsmaterialer De isoleringsmaterialer der sammenlignes kan ses i Tabel 7. Sundolitt Climate C60 og C80 er grå EPS. For de andre produkter af hvid EPS gælder, at densitet, varmeledningsevne, trykstyrke og pris følges ad. Jo større densitet, jo lavere varmeledningsevne og jo højere trykstyrke og pris. Sundolitt laver EPS isoleringsplader med trykstyrker på op til 120/400 kpa (langtids-/korttidslast), men disse produkter er meget dyre, og den ekstra trykstyrke vil slet ikke være nødvendig i et enfamilieshus. 1 Ifølge DS 418:2011 afsnit og skal varmeledningsevnen for materialer mod jord regnes som 1,2 11

17 Tabel 7: Oversigt over de isoleringsmaterialer der sammenlignes. Isoleringstype Varmeledningsevne W/mK Densitet kg/m 3 Trykstyrke* kpa Pris kr./m 3 Sundolitt S60 0, / Sundolitt S80 0, / Sundolitt S150 0, / Sundolitt Climate C60 0, / Sundolitt Climate C80 0, / * Trykstyrken er angivet som [langtidslast/korttidslast] Isoleringens trykstyrke er bestemt ud fra standarden DS/EN Den tilladte langtidslast er defineret som den last der over en periode på 50 år vil føre til en deformation på 2 % af isoleringens tykkelse. Den tilladte korttidslast er defineret som den last der over en kort periode vil føre til en materialedeformation på 10 %. Sundolitt Climate C60 og C80 har de samme egenskaber som henholdsvis Sundolitt S60 og S80 mht. densitet og trykstyrke, det er kun varmeledningsevnen der adskiller dem. Hvis prisen og varmeledningsevnen skal sammenlignes for grå og hvid EPS ses det altså bedst ved at sammenligne disse produkter. Climate C60 er 37 % dyrere end S60 og isolerer 20 % bedre. Sammenlignes de to andre produkter ses det, at Climate C80 er 38 % dyrere end S80 og isolerer 18 % bedre. De undersøgte isoleringsmaterialer har forskellige varmeledningsevner og det kræver derfor forskellige tykkelser for at opnå en samlet transmissionskoefficient på 0,070 W/m 2 K for gulvkonstruktionen. De nødvendige tykkelser kan ses i Tabel 8. Isoleringstykkelsen er udregnet vha. Ligning 5 nedenfor. Det antages at der ikke er nogen luftspalter i isoleringen, hvorfor U =U ifølge DS 418: (5) Ligning 6 viser udregningen af den nødvendige isoleringstykkelse for Sundolitt S60. 0, ,50 0,74 0,29 0,02 0,041 / / (6) 0,48 Ved store isoleringstykkelser i terrændækket er der en risiko for, at deformationen af isoleringsmaterialet bliver for stor. Deformationer skal så vidt muligt holdes på et minimum, og deformationer større end 2 mm i terrændækket kan forårsage revner i skillevægge samt være skyld i løse fliser på vægge og gulve [Dansk Beton, 2007]. Det anbefales desuden, at der i boliger med mere end 300 mm isolering i terrændækket benyttes EPS plader med en trykstyrke svarende til S80 eller bedre [Komfort Husene, 2010]. For at undersøge de mulige deformationer af terrændækket benyttes beregningsprogrammet SundDATEPS der er udviklet af Sundolitt as og er tilgængeligt på 12

18 deres internet hjemmeside 2. Programmet er beregnet til dimensionering af terrændæk på EPS og kan give vejledende værdier til dimensionering af betondæk med tilhørende armering samt vurdere terrændækkets bæreevne. Programmet beregner deformationerne på baggrund af standarden DS 415. Det ønskes undersøgt hvorvidt nogle af terrændækskonstruktionerne vil deformere mere end 2 mm. For at finde deformationen af terrændækket skal der i programmet indsættes værdier for isoleringens tykkelse og trykstyrke. Der indsættes også informationer omkring tykkelsen af betondækket og typen af underlag under isoleringen. For at få en deformation skal der tilføjes nogle laster. Den lastkombination der benyttes stammer fra DS/EN , kategori A (bolig) 3. Lastkombination: Fladelast: 2,0 kn/m 2 Linielast: 4,0 kn/m (bredde = 0,1 m) Punktlast: 2 kn (størrelse = 0,1 x 0,1 m 2 ) Deformationen af de forskellige isoleringsmaterialer kan ses i Tabel 8 i kolonnen yderst til højre. Det ses at to isoleringsmaterialer overskrider den valgte grænse på 2 mm. Det drejer sig om Sundolitt S60 der deformerer 2,56 mm og Sundolitt Climate C60 der deformerer 2,12 mm. Disse to produkter kan altså ikke bruges til at isolere terrændækket i den konkrete bolig. Det var forventet at disse to produkter ville have en relativ stor deformation grundet deres lave trykstyrke. Ved at kassere de to produkter følges desuden vejledningen omkring at benytte isolering med egenskaber svarende til S80 eller bedre for isoleringstykkelser over 300 mm [Komfort Husene, 2010]. Tabel 8: Oversigt over de nødvendige isoleringstykkelser for at opnå en U-værdi på 0,070 W/m 2 K. Deformationen af de konkrete isoleringstykkelser ses i kolonnen yderst til højre. Isoleringsmateriale Varmeledningsevne W/mK Tykkelse af isolering m Deformation mm Sundolitt S60 0,041 0,48 2,56 Sundolitt S80 0,038 0,45 1,79 Sundolitt S150 0,036 0,42 1,08 Sundolitt Climate C60 0,033 0,39 2,12 Sundolitt Climate C80 0,031 0,36 1, Økonomi For at finde den isoleringsløsning der bedst kan betale sig benyttes energispareprisen (CCE Cost of Conserved Energy). Den marginale energisparepris fortæller hvor meget det koster at spare den sidst sparede kwh for en specifik løsning. Normalt bruges energispareprisen til at se samlet på alle energisparende komponenter og tiltag i det planlagte byggeri. Ved at bruge komponenter og tiltag der har den samme energisparepris, mens bygningen stadig overholder energirammen, kan den økonomisk bedste løsning findes, idet alle tiltagene så er drevet lige langt rent økonomisk. I det her tilfælde vil energispareprisen dog blive brugt lidt anderledes, idet den samlede U-værdi for terrændækskonstruktionen vil blive fastholdt på 0,070 W/m 2 K. På den måde kan de forskellige isoleringsmaterialer sammenlignes direkte, og det isoleringsmateriale der så har den laveste energisparepris ved en U-værdi på 0,070 W/m 2 K repræsenterer den mest økonomiske løsning DS/EN "Eurocodes 1: Last på bærende konstruktioner - Del 1-1: Generelle laster", kategori A (bolig) 13

19 Energispareprisen beregnes som beskrevet i afsnit 1.5. Et eksempel på beregningen af den marginale energisparepris for isoleringsmaterialet Sundolitt S60 kan ses i bilag 1. Beregninger for alle isoleringsmaterialerne kan findes på den vedlagte cd-rom. Ved beregningen af energispareprisen skal der tages højde for de meranlægsudgifter der er i forbindelse med at grave ekstra jord væk ved de større isoleringstykkelser. Meranlægsudgifterne er anslået vha. V&S Prisdata [Byggecentrum, 2012] hvor kategorien Muld at afrømme og bortkøre er valgt. Det antages at byggegrunden er flad og at der derfor ikke er et behov for at planere, hvilket ellers kunne have betydet, at der alligevel skulle have været jord kørt til eller fra stedet. I Tabel 9 er prisen for afrømning og bortkørsel af henholdsvis 200, 300 og 400 mm muld angivet. Prisen dækker udgravning af hele husets grundareal på 159 m 2. Tabel 9: Merudgifter fundet i V&S Prisdata. Ved store isoleringstykkelser skal der fjernes mere jord, hvilket øger prisen. Kategori fra V&S Prisdata Mængde m 3 Pris kr. 200 mm muld at afrømme og bortkøre (159 m 2 * 0,2 m) mm muld at afrømme og bortkøre (159 m 2 * 0,3 m) mm muld at afrømme og bortkøre (159 m 2 * 0,4 m) De fundne datasæt fra V&S Prisdata indsættes i en graf i Excel. På Figur 2 ses det, at sammenhængen mellem prisen og den udgravede dybde stort set er lineær. Prisen for at udgrave til den ønskede dybde kan findes vha. Ligning 7, der er fundet ved at tilføje en tendenslinje til grafen i Figur 2 og dividere med 159 m 2. Der divideres med husets areal, da energispareprisen udregnes per kvadratmeter. Grunden til, at det er nødvendigt at have en formel der udtrykker prisen som følge af dybden er, at det er den marginale energisparepris der udregnes. Dette betyder at energispareprisen udregnes for små stigninger i isoleringstykkelsen ad gangen, og meranlægsudgifterne skal derfor være kendt for alle tykkelser (7) Pris [kr.] 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 Muld at afrømme og bortkøre Dybde [m] Figur 2: Figuren viser sammenhængen mellem prisen og den udgravede dybde. 14

20 Den beregnede energisparepris er vist i Tabel 10. Som det er beskrevet ovenfor, kan Sundolitt S60 og Climate C60 ikke benyttes, idet de store isoleringstykkelser og den lave trykstyrke vil føre til for store deformationer. De er blot medtaget for at vise deres energisparepris i forhold til de andre produkter. Sundolitt S150 er heller ikke relevant for den konkrete bolig, da dette materiale har en meget høj trykstyrke, hvilket resulterer i en høj pris og derfor også en høj energisparepris. I de fleste enfamilieshuse vil det ikke være nødvendigt med så stor en trykstyrke, medmindre der f.eks. er planer om at stille bærende skillevægge direkte på isoleringen uden særskilt fundament. Sundolitt S150 er medtaget i Tabel 10 for at vise, at energispareprisen for isoleringsmaterialer med en højere trykstyrke også er tilsvarende højere. De isoleringsmaterialer der er relevante at sammenligne i denne sammenhæng er Sundolitt S80 og Climate C80. De to produkter er markeret med fed skrift i Tabel 10. Energispareprisen for de to produkter er også afbildet på Figur 3. Det ses på Figur 3 at Sundolitt S80, der består af almindelig hvid EPS, har en lavere energisparepris end Climate C80, der består af grå EPS. Det kan altså ikke betale sig at investere i grå EPS i terrændækket, medmindre specielle forhold gør at man gerne vil holde isoleringstykkelsen på et minimum. Forskellen på de to materialers energisparepris er dog kun på 0,15 kr./kwh, hvilket er en relativ lille forskel der let kunne udlignes hvis f.eks. prisen for grå EPS faldt. Hvis der i et byggeri optræder flere meranlægsudgifter som følge af tykkere isolering end der er taget højde for i denne rapport, vil dette være til fordel for Climate C80. Dette kan resultere i, at Climate C80 ender med en lavere energisparepris end Sundolitt S80. Priserne for isoleringsmaterialer og udgiften til meranlægsudgifter skal derfor vurderes fra gang til gang for den konkrete byggesag. Tabel 10: Energispareprisen for de forskellige isoleringsmaterialer. De isoleringsmaterialer der er relevante at sammenligne for den konkrete bolig er markeret med fed skrift. Det drejer sig om Sundolitt S80 og Climate C80. Isoleringsmateriale Varmeledningsevne W/mK Isoleringstykkelse mm Energisparepris kr./kwh Sundolitt S60 0, ,32 Sundolitt S80 0, ,45 Sundolitt S150 0, ,62 Sundolitt Climate C60 0, ,53 Sundolitt Climate C80 0, ,60 15

21 Energispareprisen for terrændækket Energispareprisen [kr./kwh] Figur 3: Energispareprisen for Sundolitt S80 og Climate C80. Det ses at S80 er den bedste løsning økonomisk, da dette isoleringsmateriale har den laveste energisparepris. 4 Analyse af ydervæggene I analysen af ydervæggene vil der først blive set på hvilke tykkelser der er nødvendige for at opnå en samlet U-værdi for ydervægskonstruktionen på 0,080 W/m 2 K ved brug af forskellige isoleringsmaterialer. Energispareprisen for de forskellige isoleringsløsninger og tykkelser vil derefter blive sammenlignet. I energispareprisen er der taget højde for de meranlægsudgifter der er ved opførelsen af en ydervæg. F.eks. kræver en tykkere ydervæg også et bredere fundament og et bredere tag. De forskellige vægtykkelser der vil optræde ved brug af forskellige isoleringsmaterialer vil desuden have en effekt på dagslysfaktoren i boligen. For at skabe de samme forhold i boligen uanset typen af isolering og væggens tykkelse, vil størrelsen af vinduerne blive optimeret til hver enkelt vægtykkelse vha. simuleringsprogrammet Velux Daylight Visualizer. På den måde opnås der den samme dagslysfaktor i boligen for alle vægtykkelser. Når de forskellige vinduesarealer er kendt, vil det blive undersøgt hvorvidt nogle af disse løsninger vil føre til overophedning. Dette vil blive gjort i programmet WinDesign, der kan udregne rumtemperaturer på timebasis over et helt år. WinDesign vil også blive brugt til at undersøge hvorvidt et større vinduesareal vil have en effekt på det årlige varmebehov. 4.1 Design Ydervæggen er opbygget som en let konstruktion med et træskelet med krydslægtning. Som søjler er valgt Finnforest I-bjælker fra Moelven der er en I-formet og træbaseret bjælke [Moelven, 2012]. De træbaserede I-bjælker udgør en mindre del af konstruktionen end hvis der var blevet anvendt traditionelle rektangulære træstolper, og U-værdien er derfor lavere. På Figur 4 ses et vandret snit i ydervæggen samt et billede af de anvendte I-bjælker. Væggen er opbygget med 2 x 13 mm gipsplader indvendigt, herefter er der 45 mm isolering med krydslægtning og bag ved det er der opsat en dampspærre. Dampspærren er placeret lidt inde i isoleringen for at undgå skader og huller ved opsætning af diverse installationer. På den anden side af dampspærren er der opsat isolering med en I-bjælke pr. 600 mm. Der er valgt en I-bjælke hvor flangen er 58 mm bred og 36 mm dyb og hvor kroppen er 10 mm bred. Den samlede dybde af bjælken afhænger af isoleringens tykkelse. Ved store isoleringstykkelser vil bjælken udgøre en 16

22 mindre procentdel af isoleringen, da det kun er kroppen der ændrer længde mens flangerne ikke ændrer dimensioner. Bjælkens gennemsnitlige tykkelse gennem isoleringen er beregnet til 18 mm +/- 2 mm alt efter isoleringens tykkelse. Dette bruges til at finde den gennemsnitlige varmeledningsevne for de lag i ydervæggen der både indeholder isolering og træ. Varmeledningsevnen beregnes i Ligning 8 på baggrund af DS 418:2011. På ydersiden af isoleringen er der placeret en vindspærre i pladeform. Efter vindspærren er der 50 mm ventileret hulrum og yderst er der en facadebeklædning der også fungerer som regnskærm. Ifølge DS 418:2011 skal isolansen for det ventilerede hulrum og for facadebeklædningen samt den udvendige overgangsisolans erstattes med den indvendige overgangsisolans for konstruktionen, i det her tilfælde 0,13 m 2 K/W. Dette gælder for konstruktioner med et ventileret hulrum hvor ventilationen sker gennem åbninger større end 15 cm 2 pr. meter vandret længde for lodrette hulrum. æ 582 æ (8) æ 0,13 / Figur 4: Til venstre: Vandret snit i ydervæggen. Den grønne linje markerer dampspærren ( Til højre: Et billede af de træbaserede I-bjælker der anvendes i ydervæggen ( Opbygningen af ydervæggen kan ses i Tabel 11. Hvis der ses bort fra isoleringen har væggen en tykkelse på 107 mm. Til sammenligning har en hulmur med tegl og porebeton en tykkelse uden isolering på 208 mm. En let ydervæg kræver dog en smule tykkere isolering, da der er træ placeret inde i isoleringen, men alt i alt opnås der en tyndere konstruktion ved at bruge en let ydervæg. Det ønskes at isolere ydervæggen så der opnås en samlet transmissionskoefficient for konstruktionen på 0,080 W/m 2 K. Formålet er at sammenligne forskellige traditionelle og nye isoleringsmaterialer, og der vil derfor kun blive foretaget ændringer i isoleringstypen og mængden deraf. Der vil ikke blive set på forskellige opbygninger og typer af ydervægge. I forbindelse med de store isoleringstykkelser der givetvis vil optræde, vil der dog blive set på vinduernes størrelse. Ved store isoleringstykkelser i ydervæggen vil lysindfaldet gennem vinduerne blive mindre, og dagslysfaktoren i boligen vil derfor også være mindre. Ved at gøre vinduerne en smule større, kan der kompenseres for det mindre lysindfald og dagslysfaktoren kan derved holdes på et acceptabelt niveau. 17