Eco Home. Projektering af plusenergihus. Bachelorrapport af; Pia Kvorning, Nanna Lee Thusgaard, Vejleder: Flemming Hammer, COWI

Transkript

1 Eco Home Projektering af plusenergihus Bachelorrapport af; Pia Kvorning, Nanna Lee Thusgaard, Vejleder: Flemming Hammer, COWI Ingeniørhøjskolen i Århus, december 2009

2

3 Resumé Byggeindustrien er alene årsag til 40 pct. af den samlede CO 2 -udledning både på globalt plan og lokalt plan hvis man ser på Danmark. Det er helt essentielt for at nå fremtidige klimamål, at der opstilles bæredygtige langtidsholdbare løsninger. Plusenergiboliger baseret på vedvarende energikilder og intelligent styring indeholder uden tvivl grundlaget, der indikerer og definerer de krav, som fremtidens huse engang skal leve op til. Mange ved i dag stadig ikke nok om det, og afskrækkes enten ved prisen eller ved tanken om at bo i en intelligent bolig. I forlængelse heraf har dette projekt to formål; - At projektere en plusenergibolig, udarbejdet på baggrund af generelle ønsker og holdninger til en bolig, der er rentabel både økonomisk og miljømæssigt. - Udarbejdelse af et projektkatalog, der nemt og overskueligt skal præsentere konceptet omkring plusenergiboliger og fremme kendskabet for personer, der ikke er bekendt med principperne. En analyse foretaget på baggrund af en spørgeskemaundersøgelse har været udgangspunktet for den videre projektering af boligen. De energieffektive tiltag, der er valgt til designet er analyseret i beregningsprogrammer, herunder er BSim2002 anvendt til indeklimasimulering og Be06 anvendt til energirammeberegning. Det viste sig muligt at projektere en plusenergibolig med årligt overskud på 14,9 kwh/m 2 og en kvadratmeterpris på kr. Resultatet viser realistiske muligheder for at bygge plusenergiboliger både nu og i fremtiden. Side 3

4 Abstract The construction industry in itself is causing 40 percent of the total CO 2 -emissions both globally and locally looking at Denmark. It is absolutely essential for the achievement of future climate goals to establish sustainable long-lasting solutions. Plus Energy houses, based on renewable energy and intelligent control contains undoubtedly the foundation, which indicates and defines the requirements for future houses. To this day many still do not know enough about energy efficiency dwellings, and are deterred either by price or at the thought of living in a smart home. Hence this project contains two purposes; - To design a profitable Plus Energy house both financially and environmentally based on general concerns and attitudes to housing and the choices of energy suppliers. - Compilation of a project catalogue, that in an easy and logical approach presents the concept of Plus Energy houses and promote awareness to people who are not familiar with the principles. An analysis based on a questionnaire survey has been the starting point for the further design of the dwelling. The energy efficient initiatives chosen for the design has been analyzed in calculation programs including BSim2002 for simulation of indoor climate and Be06 for energy schemes. It proved possible to design a plus energy house with an annual profit of 14,9 kwh/m 2 and a square meter price of 17,500 kr. The result shows realistic prospects for building Plus Energy houses now and in the future.

5 Forord Som afslutning på diplomingeniørstudiet på Ingeniørhøjskolen i Århus udarbejdes og forsvares et bachelorprojekt svarende til 30 ECTS point. Projektet er udført på installationsteknisk afdeling. Nærværende rapport udgør de studerende Pia Kvorning og Nanna Lee Thusgaards bachelorprojekt udarbejdet i perioden Undervejs i projektforløbet har flere personer bidraget med vejledning og hjælp. Her vil vi gerne rette en tak til Gitte Gylling Sørensen, der indenfor emnet integreret energidesign er i færd med et Ph.d. studium i samarbejde med VKR Holding, og har engageret sig i vores projekt og bidraget med forslag. Der skal også rettes en tak til Esbensen Rådgivende Ingeniører, der afsatte tid til et opstartsmøde, hvor indledende tvivlsspørgsmål blev afklaret vedrørende projekteringen af aktivhuset Bolig For Livet samt løbende vejledning via . Undervisere Arne Førland Larsen og Steffen Maagaard fra installationsteknisk afdeling på Ingeniørhøjskolen i Århus har ligeledes bidraget med vejledning. Vi vil også gerne takke vores mentor Ejvind Bjerre for at læse rapporten igennem og give konstruktiv kritik. Alle deltagerne i spørgeskemaundersøgelsen skal desuden have tak for deres bidrag. En stor tak til Nilan A/S, WindowMaster A/S, Danfoss A/S og Velux A/S, der har sponsoreret tryk til projektkatalog og flyers. Slutteligt vil vi gerne rette en særlig tak til vores vejleder Flemming Hammer, som har været en stor hjælp med afklaring af rapporttekniske spørgsmål og kommet med gode råd til rapportindhold. Målgruppe Projektet består af to dele; en rapport og et projektkatalog. Rapporten henvender sig til de rette beslutningstagere indenfor det beskrevne område, herunder ingeniører, arkitekter, fagfolk generelt og politikere med interesse i energi og optimering af projekteringsprocesser med fokus på nedbringelse af energiforbrug. Projektkataloget er et biprodukt udarbejdet på baggrund af rapporten. Det har til hensigt at skabe fokus på plusenergihuse, og henvender sig til alle personer, der har interesse i mulighederne omkring energieffektivt boligbyggeri. Projektkatalogets målgruppe er derfor både fagfolk og boligejere generelt. Læsevejledning Rapporten består af 16 kapitler. Indledningsvis beskrives baggrunden for projektets relevans. Herefter følger en analyse foretaget på baggrund af en spørgeskemaundersøgelse. Ud fra denne opstilles et overordnet energikoncept hvor selve projekteringen foretages i tre faser; bygningsdesign, integreret energidesign og Side 5

6 energiforsyning. Med udgangspunkt i valgte løsninger i projekteringsfasen præsenterer rapporten energimæssige- og økonomiske betragtninger. Dernæst vil et diskussionsafsnit redegøre for alternative løsninger samt fordele og ulemper ved projektering af et plusenergihus. Slutteligt sammenholdes rapporten i en endelig konklusion og perspektivering. Henvisninger Henvisninger til referencer, kapitler, figurer, tabeller og appendikser foretages efter følgende principper: Der henvises til referencer via fodnoter. Fodnoteteksten angiver titel og relevant afsnit. Ved hjemmesider angives den fulde sti til webadressen. Referencehenvisninger findes i en samlet litteraturliste sidst i rapporten. Henvisninger til kapitler angives med kapitel- og afsnitsnummer (eksempelvis jf. afsnit 8.3) Figur- og tabelhenvisninger nummereres fortløbende i hvert kapitel, der derfor har to cifre. Det første refererer til kapitelnummeret og det sidste til figur- eller tabelnummeret (eksempelvis figur 8.1 eller tabel 8.1). Der er i margenen gjort plads til figur- og tabelforklaringer. Appendikser nummereres fortløbende med bogstaver (eksempelvis Appendiks A). Projektkataloget skal ses som en indføring i de grundlæggende principper indenfor projektering af energieffektivt boligbyggeri med udgangspunkt i de valgte løsninger i Eco Home. Det præsenteres på en overskuelig måde af hensyn til målgruppen. Et layout til projektkataloget er vedlagt i Appendiks A.

7 Rapporten er afleveret i to kopier d. 16. december 2009 på Ingeniørhøjskolen i Århus samt en digital version afleveret d. 17. december Rapporten udgør i alt anslag. Dette bachelorprojekt er udarbejdet af følgende studerende: Pia Kvorning Nanna Lee Thusgaard Side 7

8 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Problemstilling Problemformulering Analyse Formål Opsamling Energikoncept Bygningsdesign 3 Lokalplan Grundplan Bygningsdele Klimaskærm Indvendigt materialevalg Integreret energidesign 6 Opvarmning Opvarmningsbehov Valg af opvarmningsmetode Mekanisk ventilation Naturlig ventilation Generelle forhold Beregning af ventilationsbehov Løsningsforslag Beregning af åbningsarealer BSim Intelligent styring Bygningsbeskrivelse Styresystemer Styringsstrategi Energiforsyning 10 Forsyning til el-produktion Forsyning til rumopvarmning Forsyning til opvarmning af brugsvand Energibetragtninger Energiramme Energiforbrug og energiproduktion Økonomiske betragtninger Anlægsøkonomi Rentabilitet af solceller Sammendrag 15 Diskussion Validitet af resultater Alternative tiltag Kildekritik Konklusion Perspektivering Projektkatalog... 84

9 1 Indledning Global opvarmning og de deraf afledte klimaforandringer vi oplever netop nu, er den største udfordring, verden står overfor i dag. Det er derfor meget vigtigt, at der bliver udarbejdet en global handlingsplan for hvordan, vi skal imødekomme de fremtidige problemstillinger. Klimaforandringerne er et faktum, og der er de seneste år blevet udarbejdet en række energipolitikker og energistrategier på både lokalt og globalt plan, der har til hensigt at skabe forbedringer i den samlede energibalance. Det er i den anledning vigtigt at fokusere og sætte ind på de områder, hvor der reelt set er et stort potentiale for en CO 2 reduktion. Her er byggeindustrien en oplagt mulighed, da hele 40 pct. af energiforbrug går til opførsel og drift af bygninger på både globalt og lokalt plan Problemstilling Baggrund for energitiltag Regeringens mål er, at Danmark på sigt skal være 100 pct. uafhængige af fossile brændsler, og i den forbindelse arbejdes der intensivt på en reducering i udledning af drivhusgasser. Der er blandt andet opstillet et mål om, at 30 pct. af det samlede energiforbrug i 2020 skal komme fra vedvarende energiformer, hvor der i dag kun anvendes 18,7 pct. 2. Jf. Kyoto-aftalen har Danmark desuden forpligtet sig til inden 2012 at nedbringe CO 2 -udledningen med 21 pct. i forhold til niveauet i 1990, og der arbejdes internationalt på at skærpe kravene yderligere. Der forventes med klimatopmødet COP15 ultimo 2009 et udkast til en handlingsplan, der skal erstatte Kyoto-aftalen. Handlingsplanen træder i kraft i år 2013 og løber frem til år På nationalt plan ses, at 80 pct. af kommunerne allerede har opstillet mål for hvor meget, de vil reducere CO 2 -udslippet 3. Århus Kommune har som eksempel et mål om at være total CO 2 neutral i år Ud fra en ren energioptimerings tilgang er der mest at hente ved eksisterende bygninger. Især bygninger, der blev opført før oliekrisen i 1970 erne som efterfølgende medførte skærpede energikrav i bygningsreglementet. Det betyder rent praktisk energirenoveringer, og kræver en stor samfundsmæssig indsats samtidig med en holdningsændring fra byggebranchen, politikerne og ikke mindst fra boligejerne selv Energipolitisk redegørelse Momento 4/2009, 10. november Side 9

10 Det er imidlertid også vigtigt at kigge på fremtidens bygninger. Inden for byggeindustrien arbejdes på højt niveau med implementering af vedvarende energiformer samtidig med en reduktion i anvendelsen af fossile brændsler som et centralt led i den fremtidige danske energistrategi. Dette skal bane vejen frem mod en energieffektiv byggekultur. Energieffektive boliger Motiveret af miljøinteresse, stigende energipriser samt øget fokus på energirådgivning fra energiselskaberne er boligejerne i stadig stigende grad begyndt at interesse sig i mulighederne for at energieffektivisere deres huse. Alt nybyggeri af boliger ses i dag stort set kun opført ved minimum lavenergiklasse 1 eller 2, og med de stadig skærpende krav til CO 2 -udledningen hentes i stigende omfang inspiration fra Tysklands Passiv Haus, der har et energiforbrug svarende til omtrent halvdelen af et hus i lavenergiklasse 1. Det sidste nye på stammen er konceptet om nulenergihuse og endda plusenergihuse, der som navnet indikerer, formår at producere mere energi end det forbruger. Disse typer boliger findes der endnu kun få af på verdensplan, men de indeholder uden tvivl grundlaget, der indikerer og definerer de krav som fremtidens huse engang skal leve op til. Bolig for Livet Energioptimering handler om at prioritere ambitioner vedrørende energi, arkitektur, installationer, indeklima og økonomi. Jo tidligere i processen prioriteringerne foretages, jo bedre er mulighederne for at opnå det ønskede resultat og indpasse teknologier og tilpasninger af systemet efter behov. Bolig for Livet er projekteret med udgangspunkt i energi, komfort og æstetik. Det er en del af et større projekt med VKR Holding, der i alt skal opføre otte plusenergi huse i Europa inden udgangen af år Bolig for Livet er opført i Lystrup ved Århus, og huser nu en familie på en testperiode over et år. I Bolig for Livet er der først og fremmest sat fokus på at skabe et plusenergihus med vedvarende energiformer. Der er desuden lagt vægt på et sundt indeklima, velvære for beboerne samt at skabe en arkitektonisk helhed. I Danmark er der stor variation i solens intensitet, hvor den om sommeren er meget stærkere end vinteren. Det er derfor ikke realistisk kun at satse på vedvarende energiformer til fremtidens boliger, og det er nødvendigt at supplere med alternative måder til at reducere energiforbruget. Her kan man med fordel drage nytte af de nyeste energiteknologier. Bolig for Livet er et projekt, hvor implementering af energiteknologi indenfor intelligent bygningsstyring har været en central del af projekteringen. Bolig for Livet viser frem for alt et energieffektivt byggeri med et overskud på energibalancen. 5

11 1.2 Problemformulering Denne indledning har præsenteret en situation, hvor byggeindustrien vil tvinges til at reformere sig selv for at imødekomme de stadigt skærpende energikrav. Opførelse af plusenergihuse er i denne sammenhæng en oplagt og bæredygtig fremtidssikker mulighed. Ovennævnte er udgangspunktet for dette projekt. På baggrund af teori i integreret energidesign samt spørgeskemaundersøgelser udarbejdes projektet, der omhandler; - Et designforslag til en plusenergibolig, der benævnes Eco Home. - Analyser og beregninger på indeklimaforhold, varme, ventilation samt energi- og anlægsøkonomiske betragtninger for Eco Home. - Et projektkatalog, der nemt og overskueligt skal præsentere Eco Home og give et overblik over konceptet samt have en informativ funktion for personer, der ikke er bekendt med principperne ved plusenergi huse. Projektets formål består af følgende; Design af et plusenergihus og analyse af energieffektive virkemidler samt udarbejdelse af et projektkatalog til at fremme kendskab og lyst til at bygge plusenergihuse. Side 11

12

13 2 Analyse Energieffektive boliger er fremtidens bæredygtige byggeri, og kan bidrage til en stor del af CO 2 -nedbringelsen. Boligejeren er af afgørende betydning for succeskriteriet til energieffektivt boligbyggeri, og derfor er det helt essentielt at undersøge hvilke ønsker, krav og fordomme, de sidder inde med. Dette afsnit præsenterer de væsentligste resultater fra analysen. Den fulde analyse fremgår af Appendiks B. Formålet med undersøgelsen er at skabe grundlag for beslutninger vedrørende design af boligen samt udformning af et projektkatalog. Der er anvendt spørgeskema til at kortlægge resultaterne. Det er en enkel metode til at indsamle viden, og et velegnet redskab til at segmentere målgruppen ud fra svarmulighederne. 2.1 Formål Det er hensigten, at spørgeskemaerne skal besvares af en så bred målgruppe som muligt for at give det mest realistiske billede af holdningerne til energieffektivt boligbyggeri. Målgruppen består af boligejere samt potentielle boligkøbere. Det vil sige et bredt udsnit af Danmarks befolkning aldersmæssigt og med forskellige familiemæssige baggrunde. Der er desuden lagt vægt på at indsamle svar fra personer uden fagligt teknisk indsigt, hvorfor ingeniørfirmaer, fagfolk eller lignende indenfor energiområdet ikke har været kontaktet. Det var ønskeligt, at imødekomme de ønsker, der gennem undersøgelsen blev fremsat til boligen samt at kortlægge nogle af de problemstillinger, der ligger til grund for implementering af energieffektivt boligbyggeri. 2.2 Opsamling Spørgeskemaundersøgelsen henvender sig til en meget bred målgruppe i Danmark. Et korrekt statistisk sikkert billede på meningerne vil kræve som minimum omkring 1000 svar 6. Til denne undersøgelse er indhentet 76 svar, hvilket vurderes tilstrækkeligt for projektets formål til at give et seriøst bud på de generelle holdninger. Boligens design På baggrund af svarene er der i udformningen af boligens design valgt at ligge specielt vægt på følgende parametre: - Etplans bolig - Stor rummelighed - Ligelig fordeling mellem facadevinduer og almindelige vinduer - Funktionalitet - Fleksibilitet 6 Side 13

14 Projektkatalog De adspurgte fra undersøgelsen har størstedelen af deres kendskab til plusenergihuse fra medierne, hvilket ikke siger meget om dybden i det egentlige kendskab. Projektkataloget vil være en effektiv måde at nå ud med konkret og relevant information. Kataloget kan i den forbindelse sendes ud via posten til et begrænset antal husstande, uddeles i relevante institutioner, private firmaer eller anvendes som læsemateriale i eksempelvis banker, caféer eller ved borgerservice. De adspurgte anerkender først og fremmest, at det kræver en generel holdningsændring til indførelsen af plusenergihuse, som skal komme fra dem selv (boligejerne). De mener i mindre grad at ydre omstændigheder såsom politik eller en konservativ byggebranche er af afgørende betydning. Ved spørgsmålet om hvad, der forhindrer dem i at investere i et plusenergihus, er den generelle holdning (40 %), at de ikke føler, de har nok kendskab til det. En stor del af de adspurgte har desuden en mening om, at plusenergihuse er for dyre, uden de nødvendigvis har kendskab til det. Eco Home er påtænkt den almindelige boligejer, og der er derfor i alle henseender så vidt muligt gjort bestræbelser på at minimere omkostningerne til både opførelse og drift, så boligen dog stadig er rentabelt for miljøet, men samtidig også for boligkøberens økonomi. På trods af, at størstedelen af de adspurgte ikke har noget dybere kendskab til plusenergihuse, mener en relativ stor del alligevel (22 %), at der ikke er nogen forhindringer for at investere i et. Det er desuden værd at bemærke, at langt størstedelen mener, at det medfører en nævneværdig forbedring for miljøet, hvilket må konkluderes som en generel positiv holdning overfor plusenergihuse.

15 Energikoncept Med udgangspunkt i ønsket om en plusenergibolig skal bygningen i sig selv samt dens tekniske installationer til opvarmning, ventilation og belysning kunne indgå i et holistisk energikoncept. Der fokuseres på at energioptimere indenfor tre ho- vedområder: Med henblik på at reducere energiforbruget er der først fokuseret på det overtænkes ordnede bygningsdesign, hvor de fysiske rammer for bygningens placering ind i samspil med bygningens udformning. Dernæst er der fokuseret på at miniintegreret energidesign, mere energiforbruget get ved forskellige løsninger indenfor herunder overvejelser af installationer, tekniske løsninger samt intelligent styring. Slutteligt er der fokuseret på selve energiforsyningerne, der skal levere den enerat vælge de mest energieffektive og CO 2 - gi, der forbruges. Her er det væsentligt neutrale kilder. Energikonceptet er overordnet illustreret ved procesdiagrammet som vist neden-n- under. Side 15

16 Bygningsdesign Eco Home I denne fase fokuseres der på at energioptimere ud fra fastlæggelsen af de fysiske rammer for Eco Home.

17 3 Lokalplan En del af visionen bag Eco Home er at gøre energieffektivt boligbyggeri mere realiserbart. Det er dermed en afgørende forudsætning, at Eco Home også projekteres i et realistisk miljø. Ved valg af lokalplan er der taget højde for følgende parametre: - Der skal ikke være nogen specifikke restriktioner til husets design i form af materialevalg og udseende, der forhindrer muligheden for at bygge en energiproducerende bolig. - Det skal være et boligområde i et naturvenligt miljø af hensyn til et ønske om naturlig ventilation, der kræver minimal luftforurening. - Udstykningen skal være repræsentativ for et almindelig dansk parcelhus boligområde. - Grundarealet skal muliggøre opførelsen af et etplanshus på ca. 200 m 2, der er gennemsnitligt areal ved parcelhus nybyggeri i dag. Det er valgt at opføre boligen i boligområdet ved Onsholtgårdsvej i Viby J i henhold til lokalplan nr. 813 i Århus Kommune, vedlagt i Appendiks C. Nedenstående kort illustrerer, hvordan boligområdet kan komme til at se ud, samt en markering af grunden til Eco Home. Grundarealerne varierer fra m 2. Området vurderes til at være repræsentativt for nyudstykninger i Danmark generelt, og opførelsen af Eco Home er derfor ikke begrænset rent geografisk til dette område. Lokalplanens væsentligste restriktioner af betydning for projektering af Eco Home: 6. Nybyggeri skal tilsluttes kollektiv varmeforsyning medmindre der opføres lavenergihus hvor der dispenseres. Figur 3.1. Udstykning lokalplan stk. 1. Bebyggelsesprocent er stk. 2. Bygningen må højest opføres i 2 etager med maks. højde på 8,5 m. 8 stk. 1. Dele af anlæg, der anbringes udvendigt på bygninger til indvinding af solenergi eller lignende, skal indgå som en del af tagfladen eller bygningens ydervægge. 8 stk. 4. Til tagdækning må der ikke anvendes bølgeplader og reflekterende materialer, herunder glaserede tagsten. Side 17

18

19 4 Grundplan Boligens grundplan er udført med udgangspunkt i besvarelserne fra spørgeskemaanalysen jf. Appendiks B, hvor implementering af energieffektive tiltag tænkes ind i udformningen. Her har der specielt været fokus på naturlig ventilation, og en god fordeling af dagslyset til alle boligens rum. Etplans bolig Boligen opføres i ét plan med et samlet bruttoareal på 220 m 2 hvilket kræver et grundareal på minimum 880 m 2 for at overholde bebyggelsesprocenten på 25. Nettoarealet er 180 m 2. Figur 4.1. Grundplan af Eco Home. Stor rummelighed Da der ønskes at skabe optimale forhold for naturlig ventilation, føres alle lofter til kip. Rumhøjden, der går fra 3-5 m giver en stor rummelighed. Et stort opholdsrum danner centrum for boligen, og indeholder entré, stue og køkken. Ligelig fordeling mellem facadevinduer og almindelige vinduer Boligen opføres med én glasfacade mod syd i hele opholdsrummets bredde. Udover at sikre rigelig mængde dagslys i rummet, skaber glasfacaden god mulighed for at udnytte solvarmen passivt og dermed minimere opvarmningsbehovet. Der etableres ovenlysvinduer i tagets syd- og nordfacade. Dagslysindfaldet gennem ovenlysvinduerne og glasfacden oplyser boligen som illustreret på figur 4.2. Figur 4.2. Dagslysets fordeling grundet glasfacade, ovenlysvinduer og indvendige vinduesbånd. Side 19

20 Figur 4.3. Vinduesbånd markeret med pilene tillader dagslys fra ovenlysvinduer at trænge ind i værelserne. Indervæggene der adskiller opholdsrummet fra værelser, soveværelse, badeværelse og bryggers, vil i 3 meters højde have vinduesbånd, der tillader dagslyset fra ovenlysvinduerne at trænge ind. Placeringen af den sydvendte glasfacade kombineret med ovenlysvinduerne og vinduesbåndene skaber generelt gode dagslysforhold i boligen, hvorfor behovet til elektrisk belysning i dagstimerne minimeres. Fleksibilitet Indretningsmæssigt er der skabt tre multianvendelige rum med mulighed for at fjerne indervæggen mellem værelse I og III. Det er muligt at opdele opholdsrummet mellem stue og enté med en skillevæg såfremt det ønskes. Opvarmningsformen med gulvvarme medfører desuden større fleksibilitet til indretningen frem for radiatorer. Funktionalitet Boligen er funktionel i den forstand, at der er tilstrækkelig antal værelser til at danne ramme for forskellige familiestørrelser. Værelsernes fleksibilitet forstærker boligen funktionalitet. Sundt indeklima I dag opholder vi os inden døre størsteparten af tiden, hvorfor et sundt indeklima er vigtigt for trivsel i hverdagen. Boligen lukker masser af dagslys ind, og det store glasparti skaber kontakt med udendørsarealerne.

21 5 Bygningsdele Klimaskærmens isoleringsevne og tæthed er to vigtige parametre ved projekteringen. Følgende afsnit beskriver de væsentligste bygningsdele, der indgår i Eco Home, herunder opbygningen, egenskaber og funktion. Første del omhandler de ydre konstruktionsdele, der indgår i klimaskærmen, og anden del beskriver de indvendige materialevalg. 5.1 Klimaskærm Ved klimaskærm forstås den ydre skal, der adskiller inde fra ude. Det vil i praksis sige ydervægs-, gulv- og tagkonstruktion samt vinduer og yderdøre. Klimaskærmen opføres, så det overholder BR08s krav til maksimal utætheder på 1,5 l/s pr. m 2 7. Beregning af U-værdier fremgår i Appendiks D. Ydervæg Ydervæggene opføres som en letvægskonstruktion af træ, der muliggør en stor isoleringsandel. Dermed minimeres også kuldebroer gennem konstruktionen. Der er desuden gjort plads til installationer på den indvendige side af dampspærren for at undgå gennembrydninger og sikre et lille varmetab. Ydervæggen har en samlet tykkelse på 558 mm, hvoraf 390 mm udgør isolering. Der isoleres med mineraluld klasse 34, der isolerer op til 8 % bedre end et almindeligt isoleringsmateriale af klasse Ydervæggens U-værdi er 0,1 W/m 2 K, og overholder minimumskravet fra BR08 på 0,4 W/m 2 K. Der er valgt teglsten som facadebeklædning for at opnå et bæredygtigt flot ydre med minimal vedligeholdelse. Dette er desuden generelt den alment anvendte facadebeklædning for boliger i Danmark. Facadebeklædningen består af blødstrøgne facadeklinker i lyse nuancer. Terrændæk Terrændækket har en samlet tykkelse på 750 mm med en U-værdi på 0,07 W/m 2 K, der overholder minimumskravet fra BR08 på 0,3 W/m 2 K. Der er anvendt isoleringsmateriale af klasse 37, hvorfor det er nødvendigt med et tykkere isoleringslag i forhold til hvis der var anvendt en klasse 34. Isoleringslaget er i alt 400 mm. Der er ved beregningen af U-værdien taget højde for den indlagte gulvvarme, men ikke gulvbelægningen. Klimaskærmens U- værdier: Ydervæg 0,1 W/m 2 K Tag 0,07 W/m 2 K Terrændæk 0,07 W/m 2 K Vinduer/døre 1,0 W/ m 2 K Tagkonstruktion Taget har en samlet tykkelse på 659 mm, hvoraf 500 mm udgør isoleringen med isoleringsmateriale af klasse 34. U-værdien er 0,07 W/m 2 K, der overholder minimumskravet fra BR08 på 0,25 W/m 2 K. 7 BR08 kapitel stk Side 21

22 Tagkonstruktionen er belagt med sorte tagsten. Solceller udgør tilsammen 50 m 2 af tagfladen, solfangere udgør 5 m 2 og ovenlysvinduerne udgør 10 m 2. Tagkonstruktionen indgår som en vigtig del af klimaskærmen i forhold til afskærmning af den sydvendte glasfacade. Den er opbygget med et udhæng på 1 m i vandret plan fra ydervæggen. Tagets udhæng afskærmer mest i sommerperioden hvor solen står højest på himlen (57 juni), og der er størst risiko for overophedning. I opvarmningsperioden udnyttes den passive solvarme, hvor solen står lavere på himlen (10 december), og strålerne når længere ind i bygningen. Figur 5.1. Solindfald fra syd gennem glasfacade og ovenlysvinduer sommer- og vintersituation. Vinduerne og dørenes egenskaber Der benyttes 2-lags super lavenergiruder til alle vinduer i ydervæggen med en U- værdi på 1,0 W/m 2 K for vinduet og lystransmittans på 0,72 for ruden 9. I taget benyttes 3-lags super lavenergiruder til ovenlysvinduer med en U-værdi på 1,0 W/m 2 K for vinduet og lystransmittans på 0,67 for ruden 10. Vinduer og døre er trukket 85 mm tilbage i forhold til facaden, for at minimere linietabet ved samlingen ved ydervæggen, der hermed bliver 0,06 W/mK. Glasfacaden er trukket 110 mm tilbage i forhold til ydervæggen, og linietabet udgør dermed kun 0,03 W/mK. Ved ovenlysvinduerne er konstruktionen opbygget, så linietabet er 0,04 W/mK. 11 Glasandelen i vinduerne udgør 85 pct. Det samlede glasareal i Eco Home udgør 25 pct. af bruttogulvarealet, hvor 21 pct. kommer fra vinduer i facaden (sidelys) og 4 pct. fra vinduer i taget (ovenlys). Til sammenligning anses det tilstrækkeligt i arbejdsrum med 10 pct. sidelys eller mindst 7 pct. ovenlys af gulvarealet 12. Den intelligente facade Den intelligente facade er vigtig i forhold til samspillet mellem optimering af energitab og opretholdelse af et sundt indeklima. Facaden fungerer ved en aktiv behovsstyret regulering af ventilationsåbninger og afskærmning. Den vil have størst aktivitet i sommerperioden, hvor der benyttes naturlig ventilation, og hvor overtemperaturer som følge af solens varmestråling kan forekomme. I vinterhalvåret vil den passivt udnytte solen til at opvarme bygningen i dagstimere, og om 9 Velfac energiberegner, 10 Velux prisliste 2009, 11 DS 418 Tabel og Tabel BR08 kapitel stk. 1

23 natten vil den automatisk styrede indvendige og udvendige afskærmning holde på varmen. I kapitel 9 uddybes styringsstrategien nærmere. Stabilitet og bærende konstruktioner Der forekommer ikke beregningsmæssige redegørelser for de bærende dele i konstruktionerne, men bygningens overordnede stabilitet er kort overvejet. I tag og ydervægge opsættes krydsfinerplader for at opnå skivevirkning. Ved særligt belastede områder kan stålsøjler placeres i yder- og indervægge. 5.2 Indvendigt materialevalg Gulvbelægning Gulv i værelser, soveværelse og opholdsrum (undtagen køkkenet) er belagt med træ, der er nemt at vedligeholde og rengøre. Gulv i køkken, badeværelser og bryggers er belagt med klinker. Alle gulvbelægninger er indeklimamærket. Loftsbeklædning Af hensyn til akustikken beklædes loftet med akustikgipsplader i opholdsrummet og alle værelser. Loftsbeklædningen er indeklimamærket, og malet med økologisk maling. Indervæggene Indervæggene er 200 mm og opføres som en letvægskonstruktion af træ med mellemliggende isolering af hensyn til lyden. De beklædes med to lag gips på hver side, og er malet med økologisk maling. Indervægge i badeværelser beklædes med klinker udenpå vådrumsgipsplader. Udstyr og armaturer Boligen forsynes med A++ mærket hårde hvidevarer samt vandbesparende wc er og armaturer ved vandhaner og brusere. Side 23

24 Detalje ved terræn

25 Detalje ved ydervæg og tag Side 25

26 Integreret energidesign Eco Home I denne fase fokuseres der på at energioptimere på ventilation og opvarmning, ud fra konkrete energieffektive tiltag.

27 6 Opvarmning Dette afsnit redegør for opvarmningen af Eco Home og indeholder en undersøgelse af opvarmningsbehovet og redegørelse for den valgte opvarmningsmetode. Afsnittet beskriver overvejelserne, der har indgået til det endelige valg af opvarmningsmetode. Der er gennemgående i afsnittet fokuseret på en optimal udnyttelse af varmeenergien. 6.1 Opvarmningsbehov Opvarmningsbehovet udgør boligens samlede varmetab (transmissionstab og ventilationstab) fraregnet solindfaldet, idet Eco Home er bygget op omkring udnyttelse af solens passive varmeenergi. Tabel 6.1 viser en oversigt over den nødvendige opvarmningseffekt. Uddybende beregninger af transmissionstab, ventilationsvarmetab og solindfald fremgår af Appendiks E, og er beregnet i henhold til DS 418 og SBi anvisning 202. Forudsætninger for beregning af opvarmningsbehov: - Den dimensionerende indetemperatur regnes som 22 ⁰C og ikke 20 ⁰C, da det giver et mere realistisk billede. - Dimensionerende ude temperatur er -12 ⁰C. - Luftskiftet er 0,3 h December regnes som dimensionerende måned i opvarmningsperioden, da den har lavest værdi af solindfald 14. Rum Parameter Φ t flade [W] Φ t samling [W] Φ v [W] Varmetab [W] Φ sol [W] Samlet opvarningsbehov [W] Opholdsrum 1484,8 190,96 414, ,93 155, ,41 Køkkenområde 705,39 101,36 110,13 916,88 109,46 807,41 Soveværelse 288,34 85,18 122,65 496,17-496,17 Værelse I 286,47 80,59 75,95 443,01 15,88 427,13 Værelse II 294,42 80,59 84,03 459,04 4,07 454,96 Værelse III 143,11 43,13 71,78 258,02 11,81 246,21 Badeværelse I 146,73 30,02 74,86 251,60-251,60 Badeværelse II 108,52 26,09 53,86 188,47 3,07 185,40 Bryggers 152,12 28,34 50,09 230,54 5,35 225,20 Total 3609,9 666, ,5 5333,65 305, ,48 Tabel 6.1. Oversigt over det samlede opvarmningsbehov i de enkelte rum, og bygningen totalt. Det fremgår af tabel 6.1, at den positive effekt fra solindfaldet (Φ sol ) kun bidrager med 6 pct. af det samlede opvarmningsbehov. De energimæssige foranstaltninger, der blev taget i fasen bygningsdesign mindsker kun varmetabet, og der vil stadig være et behov for tilført varmeenergi. Varmetilskuddet fra personer, udstyr 13 BR08 kapitel stk SBi anvisning 202, tabel 6.4 Side 27

28 og madlavning indgår ikke i den samlede opvarmningseffekt, men det vil have en positiv virkning på opvarmningsbehovet. Opvarmningsbehovet kan nedsættes yderligere hvis varmetilskuddet fra personer og udstyr medtages, hvilket fremgår af nedenstående: Total opvarmningsbehov medregnet påvirkning fra interne belastninger. 5028,48 3,1 220, 3,1 W/m 2 svarer til værdien benyttet i Be06 beregningen, der dels er afledt af varmetilskud fra personer og dels af forbruget af el til husholdning, som beskrevet i energibetragtningerne i kapitel Valg af opvarmningsmetode Ved valg af opvarmningsmetode vægtes varmeeffekt pr forbrugt energimængde højt. Beboernes komfort er desuden også medtaget som en væsentlig del af betragtningerne. Der vælges at opvarme samtlige rum ved hjælp af vandbåren lavtemperatur gulvvarme, hvilket både medfører minimering af energiforbrug og høj komfort for beboerne. Opvarmning via gulvvarme opfattes ofte som mere behagelig i forhold til radiatorvarme, da rummet opvarmes mere jævnt. De højeste temperaturer vil desuden være ved gulvniveau omkring fødderne, hvor mennesker er mest følsomme overfor kulde. Dermed mindskes også behovet for at justere i temperaturniveau i det tilfælde, at der var anvendt radiatorer. Figur 6.1. Princippet i Danfoss Speed Up gulvvarme løsning. Gulvvarmen er blevet udviklet fra at være et meget trægt regulerende system, til at have en relativ hurtig omstilling i temperaturniveau. Et gulvvarmesystem udført efter standarderne holder i mange år, og udgifter til reparation og vedligeholdelse er begrænsede. Der er valgt Speed Up gulvvarmesystem fra Danfoss 15. Speed Up systemet består af aluminiumsbelagte varmefordelende plader med riller, hvor gulvvarmeslangerne installeres. Gulvvarmepladerne placeres lige under gulvbelægningen, og er anvendelig til alle typer af gulvbelægning. Figur 6.2 er indhentet fra databladet i Appendiks K, og det skraverede område viser energibesparelse ved den valgte gulvvarmeløsning. Figur 6.2. Grafen viser hvordan energibesparelse opnås ved løsning med let gulvvarme-system. 15 Jf. Appendiks K

29 Gulvvarme kredse For at optimere på energiforbruget skal rumtemperaturerne kunne reguleres uafhængige af hinanden, hvilket også optimerer komforten for beboerne. Den uafhængige regulering udføres ved at udlægge gulvvarmesystemet som individuelle kredse i de enkelte rum. Et Danfoss gulvvarmerørsystem må ikke overstige 90 m af hensyn til tryktabet. Det svarer til et areal på 22 m 2, når rørene ligger i en afstand på 250 mm. Der anlægges i alt 11 kredse; en kreds i hvert værelse, en kreds i køkkenområdet og tre kredse i resten af opholdsrummet. Afstanden mellem rørene halveres i afstanden fra glasfacaden og 1 m ind i rummet for at kompensere for kuldenedfald 16. Figur 6.3. Principskitse over gulvvarmekredse. Her vist med trådløs temperatur styring fra Danfoss. 16 Jf. Appendiks K Side 29

30

31 7 Mekanisk ventilation Ved en tæt bygning som Eco Home er det nødvendigt med god ventilation for ikke at kapsle fugtig og dårlig luft inde. Det er valgt at anvende hybrid ventilation, der udnytter fordelene ved naturlig og mekanisk ventilation. I sommerperioden ventileres bygningen med naturlig ventilation med undtagelse af køkken, badeværelser og bryggers, som vil have kontinuerlig mekanisk udsugning. Månederne april og oktober ventileres ved en kombination af naturlig og balanceret mekanisk ventilation efter en behovsstyret automatik. I opvarmningsperioden varetages ventilationen udelukkende af balanceret mekanisk ventilation med effektiv varmegenvinding. Uden varmegenvinding ville ventilationsvarmetabet være en faktor Desuden opnås et højt komfortniveau uden trækgener. Eco Home ventileres med en udelufttilførsel på 0,35 l/s pr m 2 nettoareal for bygningen 18. Hver time indblæses en tempereret luftstrøm på 227 m 3 svarende til et luftskifte på 0,3 h -1. Der er i Appendiks F undersøgt for nødvendigt luftskifte grundet koncentration af CO 2 og sensoriske belastninger. CO 2 -koncentrationen er normalvis indikator for indeluftkvaliteten, og det antages, at andre forureningskilder fjernes hvis der ventileres efter et passende CO 2 -niveau 19. Det er valgt at anvende et ventilationsanlæg af typen Nilan VP18 Compact 20. Ventilationsanlægget kan indstilles i fire forskellige driftstrin. Det indeholder integrerede varmepumper til rumopvarmning og opvarmning af brugsvand, og der er desuden tilkoblet et solvarmeanlæg. Det valgte ventilationsanlæg har som udgangspunkt funktionen at opvarme indblæsningsluften yderligere med varmegenvinding, når der ikke er behov for brugsvandsopvarmning. Denne funktion omgås i styringen for at nedbringe energiforbruget til ventilationen. Anlægget er særdeles velegnet, da det har en høj temperaturvirkningsgrad, og er udviklet specielt til passivhuse. Anlægget er udstyret med en energislange, som indtagsluften trækkes gennem inden den når huset. Energislangen forvarmer luften passivt, er ca. 40 m lang og, og anlægges i jorden udenfor bygningen. 17 Jf. Appendiks E 18 BR08 kapitel stk Jf. SBi anvisning 202, Kapitel 7 20 Jf. Appendiks K Side 31

32

33 8 Naturlig ventilation Afsnittet undersøger de nødvendige luftbehov og åbningsarealer til naturlig ventilation. For at udnytte den naturlige ventilation bedst muligt er der fokuseret på bygningens rumlige organisering og samspillet mellem udelufttilførsel og afkaståbninger. Der gives indledningsvis beskrivelser af generelle forhold af bygningen, der ligger til grund for det videre arbejde med ventilationsprincipperne. Dernæst følger overslagsberegninger, og bygningen undersøges sluttelig ved en detaljeret BSim2002 analyse. 8.1 Generelle forhold Bygningen inddeles som vist i figur 8.1, hvor dette afsnit indeholder overslagsberegninger på naturlig ventilation for zone 1 og værelse I. Zone 1 består af entré, gang, køkken og stue. Bygningen regnes som et enfamilieshus, hvor det antages, at brugerne er to voksne og to børn i alderen 3-6 år. Figur 8.1. Grundplan med zoneinddeling Bygningsudformning Bygningen er udformet til gunst for den naturlige ventilation, hvor stor rumhøjde giver mulighed for at benytte opdriftsventilation. Sydfacaden i zone 1 består af glas, hvor der er automatisk regulerede åbninger i øverste del af glaspartierne. Med store sydvendte glasarealer er det nødvendigt Side 33

34 med en effektiv afskærmning og god ventilation for at undgå overtemperaturer i sommerperioden. Taget har 1 meter udhæng i vandret plan, hvilket fungerer som afskærmning og udformes, så det ikke hindrer for tilstrækkelig dagslys og samtidig giver mulighed for de nødvendige åbninger til ventilation. Derudover er der automatisk udvendig afskærmning ved glasfacaden. Derudover er alle vinduer udstyret med indvendig automatisk styret afskærmning. Rumdybden i opholdsrummet er 12,9 m, og rumhøjden er på det laveste sted 3 m. Forholdet mellem rumdybde og rumhøjde er 4,5, hvorfor der ikke er problemer ved at anvende opdriftsventilation. Sammenlignet med tværventilation anbefales et forhold på maksimalt 5 på grund af luftstrømmens indtrængningsdybde 21. Afkaståbningerne placeres højt i taget for at udnytte den termiske opdrift. Rumdybden i værelse I er 5,7 m, og rumhøjden er på det laveste sted 3 m. Forholdet mellem rumdybde og rumhøjde er i værste tilfælde på ca. 2, og det er derfor intet problem i forhold til ventilationskapaciteten for opdriftsventilation Varme og forureningsbelastning Den primære kilde til varmebelastningen i bygningen er solindfaldet, hvilket reduceres af tagudhænget samt en behovsstyret afskærmning. Den interne varmebelastning reduceres ved at installere lavenergibelysning, energieffektive apparater og hårde hvidevarer. Den primære kilde til forureningsbelastningen er brugerne. Alle bygningsmaterialer, overfladebehandlinger, møblement og gulvbelægning er af lav forureningsgrad i kategori M Luftfordelingsprincip og åbningsforhold Figur 8.2 viser princippet i den generelle luftstrømning i bygningen, hvor det ses, at loftshøjden udnyttes til opdriftsventilation. Al luft går til afkaståbningerne, der er placeret så højt som muligt i taget for at udnytte det termiske drivtryk. Fra alle værelser og soveværelse vil luften gå til afkaståbningerne i taget via ventilerede vinduesbånd placeret øverst i indervæggene. 21 SBi anvisning 202 kapitel 2 22 DS/CEN 1752

35 Figur 8.2. Princip for bygningens luftstrømning ved naturlig ventilation Vindforhold Da bygningen placeres i et forstadskvarter, forudsættes de omgivende bygninger at have samme højde som bygningen. Når vindretningen ligger mellem sydøst og sydvest, vil åbningerne i den sydvendte facade og i taget skabe et positivt bidrag til drivtrykket for den naturlige ventilation. Direkte vestlig vindretning vil ligeledes bidrage til et lille positivt drivtryk. Åbningen i taget mod nord vil skabe et mindre negativt bidrag til drivtrykket, når vindretningen ligger mellem nordøst og nordvest. I situationen med naturlig ventilation i sommerperioden er vindretning sydøst dimensionerende. 8.2 Beregning af ventilationsbehov Der undersøges for fire forskellige luftskifter; basisluftskifte i henhold til BR08 krav, basisluftskifte i henhold til CO 2 koncentration, basisluftskifte i henhold til sensorisk belastning samt nødvendigt køleluftskifte. Luftskiftet i henhold til olf medtages udelukkende til referencebrug, og er ikke dimensionsgivende ved senere beregning af åbningsarealer, da CO 2 anses for indikator for det atmosfæriske indeklima 23. Væsentlige forudsætninger og beregninger til dette afsnit findes i Appendiks G afsnit 1.1. Basisluftbehov beregnes i henhold til krav fra BR08 om luftkvalitet med minimum udelufttilførsel på 0,35 l/s pr. m 2 i enfamiliehuse 24. Der stilles i BR08 ingen krav til maksimal tilladelig CO 2 -koncentration i bygninger. Vejledende retningslinjer ifølge Arbejdstilsynet siger, at koncentrationen ikke bør overstige 0,1 pct. af det samlede luftindhold, svarende til 1000 ppm, og kun 0,2 23 SBi anvisning 202, kapitel 7 Indeklima 24 BR Side 35

36 pct. i kortere perioder 25. Der vil dog tillades højere koncentration i boliger, da der i højere grad selv er mulighed for at lufte ud. Dog ønskes som udgangspunkt ikke at overskridelse 1000 ppm for CO 2 -koncentrationen. Når der opholder sig personer i rummet, vil CO 2 -kocentrationen stige indtil der indstiller sig stationære forhold på grund af det kontinuerlige luftskifte. De resulterende CO 2 -koncentrationer er beregnet ud fra en koncentration i udeluften på 350 ppm 26. Køleluftbehovet skal som minimum dække kravet til basisluftbehov fra BR08, og beregnes under hensyn til de termiske komfortkrav i DS 474. Der er udført døgnstationære beregninger i henhold til SBI 202 for at bestemme køleluftmængder Basisluftbehov i zone 1 Basisluftbehovet i henhold til BR08 giver et minimum basisluftskifte på 0,3 h -1 med gulvarealet på 88,7 m 2 og volumen på 359 m 3. Luftskiftet grundet forureningskoncentrationerne er fundet til 0,3 h -1 for CO 2, og 1,5 h -1 ved sensorisk belastning. Figur 8.3. Tidsmæssigt forløb af CO 2 - koncentrationen i zone 1 afhængig af luftskifter. CO2-koncentration [ppm] Timer [h] n = 1,5 h-1 n = 1,0 h-1 n = 0,5 h-1 n = 0,3 h-1 Det fremgår af figur 8.3, at der ved et luftskifte på n = 0,3 h -1 først vil indstille sig nogenlunde stationære forhold efter ca. 12 timer, og den resulterende CO 2 koncentration vil overskride det ønskede krav til maksimalt 1000 ppm. Der vil dog yderst sjældent opstå en situation, hvor der opholder sig personer i et rum i 12 timer uden nogen form for manuel åbning af døre eller vinduer. Figuren viser desuden, hvordan forholdene ser ud ved luftskifter på n = 0,5 h -1, n = 1,0 h -1 og n = 1,5 h -1, hvor der på intet tidspunkt vil opstå problemer med for høje CO 2 - koncentrationer. 25 AT-vejledning A.1.2 afsnit 3.1, 26 SBI anvisning 202 (8.12)

37 8.2.2 Basisluftbehov i værelse I Basisluftbehovet i henhold til BR08 giver et minimum basisluftskifte på 0,3 h -1 med gulvarealet på 13,5 m 2 og volumen på 59,4 m 3. Luftbehovet grundet forureningskoncentrationerne er fundet til 1,2 h -1 for CO 2 udledning, og til 1,8 h -1 ved sensorisk belastning. CO2-koncentration [ppm] Timer [h] Figur 8.4. Tidsmæssigt forløb af CO 2 - koncentrationen i værelse I afhængig af luftskifter. n = 1,8 h-1 n = 1,2 h-1 n = 0,5 h-1 n = 0,3 h-1 Det fremgår af figur 8.4, at der først vil indstille sig stationære forhold efter 15 timer ved n = 0,3 h -1, og allerede overskride 1000 ppm efter 5 timer. En sådan situation kan eksempelvis forekomme om natten Forudsætninger for køleluftbehov Køleluftbehovet bestemmes ved en døgnstationær beregning, og fastlægges ud fra følgende forudsætninger til indetemperatur og inddata angivet i tabel 8.1, 8.2 og 8.3. Der beregnes luftskifter i overgangsperioden for månederne april og oktober, og i sommerperioden for både juli og august 27. Dimensionerende situation Overgangsperiode - Middeldøgn - Maksimumsdøgn Sommerperiode - Middeldøgn - Maksimumsdøgn Middeltemperatur Tabel 8.1. Dimensionerende indetemperaturer 27 Jf. Appendiks G, vedlagt døgnstationære beregninger Side 37

38 Tabel 8.2. Inddata til døgnstationær model beregning for zone 1. Inddata til zone 1 Geometri Rum højde* Gulvareal Facadeareal Glasprocent i facade Solindfald Vinduesareal: - syd - øst - vest - nord - ovenlys syd - ovenlys nord g-værdi Akkumulering Afskærmningsfaktor - Med udvendig - Uden udvendig U-værdier Klimaskærm Vinduer Intern varmebelastning Personer Belysning Udstyr Tilstedeværelse Opholdstid Værdi 4 m 88,4 m 2 68,5 m 2 59 % (80 % glasandel af vindue) 31,5 m 2 1,5 m 2 9 m 2 3,6 m 2 7,2 m 2 2,6 m 2 0,45 5 W/ C m² gulv 0,05 (f skygge f afsk g rude = 0,7 0,15 0,45) 0,32 (f skygge g rude = 0,7 0,45) 0,1 W/m 2 K 1,0 W/m 2 K *Estimeret da rum højden går til kip fra 3-5 m 4,5 W/m 2 (aktivitetsniveau på 1,2 met 4 personer) 0,68 W/m 2 (20 3 W pærer) 6,2 W/m 2 (2 bærbar pc, fladskærms tv, lydanlæg inkl. afspiller) 100 % timer

39 Inddata til værelse I Geometri Rum højde* Gulvareal Facadeareal Glasprocent i facade Solindfald Vinduesareal: - syd - vest g-værdi Akkumulering Afskærmningsfaktor - Med indvendig - Uden indvendig U-værdier Klimaskærm Vinduer Intern varmebelastning Personer Belysning Udstyr Tilstedeværelse Opholdstid Værdi 4 m 13,5 m 2 32,5 m 2 7,4 % (80 % glasandel af vindue) 1,5 m 2 1,5 m 2 0,45 5 W/ C m² gulv 0,27 (f skygge f afsk g rude = 0,8 0,75 0,45) 0,36 (f skygge g rude = 0,8 0,45) 0,1W/m 2 K 1,0 W/m 2 K *Estimeret da rum højden går til kip fra 3-5 m 6,25 W/m 2 (aktivitetsniveau på 1,2 met 1 person) 1,1 W/m 2 (6 3 W pærer) 20 W/m 2 (bærbar pc, fladskærm, lydanlæg inkl. afspiller) 50 % timer Tabel 8.3. Inddata til døgnstationær model beregning for værelse I Beregnet køleluftbehov Figur 8.5 viser de beregnede nødvendige køleluftskifter i zone 1. Luftskiftet vil i månederne april til oktober ligge i intervallet 0,9 2,6 h -1 ved middeldøgn, og i intervallet 2,1 6 h -1 ved maksimumsdøgn uden afskærmning. Når der tages højde for udvendig afskærmning kan luftskifterne nedbringes betydeligt, og de vil ligge i intervallet 0,2 0,9 h -1 ved middeldøgn, og i intervallet 0,5 2 h -1 ved maksimumsdøgn. Side 39

40 Figur 8.5. Køleluftskifter for zone 1 i månedernes maksimum og middeldøgn med og uden afskærmning. Luftskifte [h-1] Maksimumsdøgn uden afskærmning Middeldøgn uden afskærmning Maksimumsdøgn med afskærmning Middeldøgn med afskærmning 0 April Juli August Oktober Figur 8.6 viser nødvendige køleluftskifter i værelse I. Luftskiftet vil i månederne april til oktober ligge i intervallet 1,1 2,7 h -1 ved middeldøgn uden indvendig afskærmning. De nødvendige luftskifter ved maksimumsdøgn ligger i intervallet 1,8 5 h -1. Det ses, at luftskiftet kan nedbringes en smule ved brug af den indvendige afskærmning, og ligge i intervallet 1,1 2,5 h -1 ved middeldøgn, og i intervallet 1,6 4,6 h -1 ved maksimumsdøgn. Figur 8.6. Køleluftskifter for værelse I i månedernes maksimumsdøgn med og uden afskærmning. Luftskifte [h-1] Maksimumsdøgn uden afskærmning Maksimumsdøgn med afskærmning Middeldøgn uden afskærmning 1 Middeldøgn med afskærmning 0 April Juli August Oktober 8.3 Løsningsforslag De fastsatte luftskifter er beregnet med den forudsætning, at der er konstant luftskifte over døgnet. Der er i løsningsforslaget ikke taget højde for det termiske komfortkrav angivet i DS 474 hvor temperaturen i varme dage må overskride 26 C i højst 100 timer og 27 C i 25 timer i løbet af et år.

41 Tabel 8.4 sammenholder luftskifterne efter BR08, CO 2 og køling. Køleluftbehovet er dimensionsgivende for zone 1, mens CO 2 er dimensionsgivende for værelse I. Minimum luftbehov, BR08 n [h -1 ] Basis luftbehov, CO 2 n [h -1 ] Minimum køle luftbehov n [h -1 ] Zone 1 0,3 0,3 0,9 Værelse I 0,3 1,2 1,1 Tabel 8.4. Oversigt over beregnede basis- og køleluftbehov. Zone 1 I sommerperioden og overgangsperioder er der behov for et luftskifte på 0,9 6 h -1, hvor der ikke anvendes udvendig afskærmning. Der vælges vinduer med automatisk styrede indtagsåbninger for at holde temperaturniveauet i zonen så jævnt som muligt. Åbningerne er tophængte vinduer, der åbnes udad, og er placeret i øverste fag af vinduet. Der vælges automatisk styrede afkaståbninger placeret i taget for at udnytte den termiske opdrift. Alle afkaståbninger er udformet som vippevinduer. Det forudsættes, at ventilationen kan suppleres med manuel udluftning ved åbning af døre og vinduer i både vinter- og sommerperioden. Indtagsåbningerne er placeret som vist på figur 8.7. Terrassedøren åbnes manuelt. Figur 8.7. Åbningernes placering i glasfacaden. Værelse I I sommerperioden og overgangsperioder er der behov for et luftskifte på 1,1 5 h -1 hvor der ikke anvendes indvendig afskærmning. Der vælges vinduer med automatisk styrede indtagsåbninger placeret i øverste fag, mens nederste kan åbnes manuelt. Indtagsåbningerne er tophængte og åbnes udad som vist på figur 8.8. Figur 8.8. Åbningens placering i vindue. Side 41