Koncepter for superlavenergihuse i Nordeuropa

Transkript

1 Koncepter for superlavenergihuse i Nordeuropa

2 Indledning Huse med meget lavt energiforbrug bruger under 50% af den energi, der anvendes i typiske bygninger. Dette er opnåeligt også i kolde klimaer med de rigtige løsninger, design og konstruktioner. Dette dokument giver et overblik over emnet og resultaterne fra projektet. 2

3 Kort om Projektets formål: Forøge kendskab til og markedsandele for huse med meget lavt energiforbrug i den nordeuropæiske byggesektor. - Definere kriterierne for boligbyggeri med meget lavt energiforbrug og lokale koncepter for de nordeuropæiske lande. - Opstille løsninger for nedbrydning af barrierer for brede markedsaccept af energieffektive produkter. - Reducere forskellene mellem demonstrationsprojekter med meget lavt energiforbrug og markedets generelle udvikling Projektperiode Partnere Aalborg Universitet, Danmark Cenergia Energy Consultants, Danmark Passivhus.dk ApS, Danmark Tartu Ülikool (Tartu Universitet), Estland Tampere University of Technology, Finland Riga Technical University, Letland Vilniaus Gedimino technikos universitetas (Vilnius Tekniske Universitet), Litauen SINTEF - Stiftelsen for industriell og teknisk forskning ved Norges tekniske høgskole, Norge National Energy Conservation Agency, Polen IVL Swedish Environmental Research Institute, Sverige Lund Universitet, Sverige 3

4 Hvad er et meget energieffektivt hus? Forskellige nationale og internationale definitioner «Lavenergihus» Bygning med markant lavere energibehov - typisk % - end bygninger opført efter Bygningsregelementets minimumskrav. Gældende (BR10) danske maksimumkrav for vægtet og købt primærenergi for alt energiforbrug i boliger bortset fra elektricitet til husholdningen: Klasse 2015: /A kwh/m²/år og Klasse 2020: 20 kwh/m²/år «Passivhuse» Rumvarmebehov højst 15 kwh/m²/a eller maksimal effekt til rumvarme højst 10 W/m², totalt primær energibehov højst 120 kwh/m²/a, n 50 under 0,6 h -1, og indetemperatur over 25 ºC i højest 10% af brugstiden I Sverige, Norge og Finland bruges passivhus også for andre, nationale værdier. 4

5 Hvad er et meget energieffektivt hus? Forskellige nationale og internationale definitioner «Aktivhus» en betegnelse der bruges for et lavenergihus, hvor fokus er på udnyttelse af dagslys, naturlig ventilation og vedvarende energiproduktion på matriklen «Nulenergihus» en betegnelse der bruges for et lavenergihus med vedvarende energiproduktion på matriklen, som modsvarer bygningens energibehov på årsbasis 5

6 Hvad er et meget energieffektivt hus? Forskellige nationale og internationale definitioner «Nulemissionsbygning» en betegnelse der bruges for bygninger med vedvarende energiproduktion på matriklen, der modsvarer emissionerne fra konventionel energi brugt i bygningen og til produktionen af materialer «Plusenergibygning» en betegnelse der bruges for et lavenergihus med vedvarende energiproduktion på matriklen, som mere end modsvarer bygningens energibehov på årsbasis 6

7 Space heat demand [kwh/m²a] Hvad er et meget energieffektivt hus? Rumvarmebehovet er afhængig af udeklimaet Koncept 1 En bygning der opfylder passivhuskriteriet i Danmark flyttes rundt til andre nordeuropæiske klimaforhold uden tilpasning Space heat demand (SFH) Concept 2 "No compensation" Concept 1 "Compensation" Koncept 2 U-værdier tilpasses således at huset opfylder passivhuskriteriet under alle klimaforhold i Nordeuropa (bortset fra i Sodankylä) Copenhagen Oslo Warsaw Stockholm Vilnius Tallinn Riga Værdierne er beregnet for et kompakt enfamiliehus med et bruttoareal på 172 m². Jyväskylä Tromso Sodankylä 7

8 Hvad er et meget energieffektivt hus? Mærknings- og certificeringsordninger Der findes adskillige ordninger for energieffektive og bæredygtige bygninger 8

9 Hvorfor bygge superlavenergihuse i stedet for almindelige huse? For at reducere miljøpåvirkningen For at få bedre totaløkonomi hvis energipriserne er høje For at kæmpe mod klimaændringerne og reducere energiressourceforbruget Kilde: commons.wikimedia.org For at opfylde politiske aftaler Reference: IVL (2011) Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries 9

10 Hvorfor bygge superlavenergihuse? For at reducere miljøpåvirkningerne I følge livscyklusvurderinger har huse med meget lille energiforbrug også mindre miljøpåvirkning end konventionelle huse: Der bruges mindre primærenergi og de udleder mindre drivhusgasser Drivhuseffekten af husets energiforbug er mere markant end drivhuseffekten af produktionen af byggematerialer Man skal så vidt som muligt vælge vedvarende energi udover at reducere behovet for energi Reference: IVL (2011) Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries Portvakten, et svensk lavenergihus med meget lille energibehov. Kilde: IVL Swedish Research Institute 10

11 Hvorfor bygge superlavenergihuse? Bedre totaløkonomi med høje energipriser Lavere omkostninger til energi ved lavt energiforbrug Energipriserne er vigtige for sammenligningen af huse med meget lavt energiforbrug og konventionelle huse Totaløkonomiske beregninger viser at huse med ekstremt lavt energiforbrug har lavere livscyklusomkostninger end konventionelle huse, forudsat at energiprisen er høj Source: commons.wikimedia.org Reference: IVL (2011) Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries 11

12 Hvorfor bygge superlavenergihuse? Totaløkonomi for huse med ekstremt lavt energiforbrug Reference: IVL (2011) Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries Totaløkonomi for to litauiske etageejendomme ifølge et scenario med høj energiprisudvikling og tidshorisont på 30 år 12

13 Hvorfor bygge superlavenergihuse? For at kæmpe mod klimaændringerne og reducere energiforbrug Større erkendelse om at klimaændringerne skyldes menneskeligt aktivitet, fx energiproduktion med fossile brændsler Det er vigtigt at vi reducerer drivhuseffekten ved at forbruge mindre af de fossile brændsler. Adgang til nemme resourcer for olie og gas produktion er reduceret. Kilde: commons.wikimedia.org Reference: Intergovernmental Panel on Climate Change, (2007), Fourth assessment report Climate change

14 Hvorfor bygge superlavenergihuse? For at opfylde politiske aftaler Byggesektoren står for 40 % af energiforbruget i EU. Der er derfor et stort potentiale for reduktion af energiforbruget og dermed drivhuseffekten. Energieffektive bygninger gør os mindre afhængige af importeret energi. Kilde: commons.wikimedia.org Der findes mange politiske aftaler om forøgelse af bygningers energieffektivitet og reduktion af drivhuseffekten, fx EU's Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) 14

15 Komfort og indeklima Fordele med meget energieffektive huse: Termisk komfort Ensartet varme indvendige overflader vægge, gulve og vinduer pga. velisolerede, lufttætte konstruktioner med lave U-værdier Ingen trækgener ved vinduet eller ved gulvet pga. velisolerede, lufttætte konstruktioner med så få kuldebroer som muligt. Isover.dk Temperaturvariationer både de daglige og på årsbasis bliver mindre i forhold til konventionelle bygninger pga. effektiv solafskærmning, bedre isolering og lufttæthed 15

16 Komfort og indeklima Myter og fakta Myte: Lavenergihuse er for varme om sommeren. For at undgå overophedning om sommeren: Isover.dk Det er vigtigt at optimere husets design og installere udvendig solafskærmning på vinduer mod øst, vest og syd Termisk masse kan hjælpe til at udjævne temperaturudsvingninger Vejledning af beboerne til at styre husets varme- og ventilationssystemer Uden udvendig solafskærmning kan lavenergihuse have samme problemer som konventionelle huse med at holde temperaturen i komfortzonen 16

17 Komfort og indeklima Fordele med meget energieffektive huse: Luftkvalitet Den effektive mekaniske ventilation system vil: Forsyne huset tilstrækkeligt med ren og frisk luft Fjerne støv og lugt med afkastluften og derved reducere gener ved allergi. Begrænse luftfugtigheden og reducere risiko for skimmelvækst Give mulighed for at justere luftmængderne efter behovet 17

18 Komfort og indeklima Myter og fakta Myte: Lavenergihuse kan ikke ånde gennem klimaskærmen fordi de er lufttætte og dermed bliver indeklimaet dårligt / Lavenergihuse har en risiko for fugtproblemer. Et godt indeklima kræver et godt luftskifte. Men luften skal skiftes kontrolleret enten med mekanisk balanceret ventilation eller ved at åbne vinduer ikke ukontrolleret gennem utætheder. En utæt klimaskærm kan resultere i fugtskader og skimmelvækst i konstruktionen (og dermed også dårlig indeklima) fordi den varme og fugtige indeluft vil kondensere på vej ud i den utætte konstruktion. Fugtskader kan ødelægge konstruktionen og forkorte husets levetid. De samme problemer vil ikke opstå i den lufttætte bygning. 18

19 Komfort og indeklima Fordele med meget energieffektive huse: Akustisk komfort Mindre støj fra naboer, trafik og andre aktiviteter pga den velisolerede og lufttætte konstruktion og gode vinduer. Ventilationssystemet skal være designet korrekt for at separere indendørs- og udendørslyde. Ventilationssystemet, der ikke er designet og udført korrekt, giver unødig støj fra selve ventilationsanlægget og kanalerne. Dette gælder også for konventionelle huse. 19

20 Komfort og indeklima Myter og fakta Isover.dk Myte: Teknikken i lavenergihuse er for kompliceret for brugerne. Det er ikke mere kompliceret at bo i et lavenergihus end i et almindeligt hus. Det kan måske også være nemmere Med rigtig vejledning er det nemt at bo i et lavenergihus. Isover.dk Information om hvordan brugeradfærd påvirker husets energiforbrug er meget vigtig. Det meste af husets teknik fungerer automatisk, og dermed behøver brugeren ikke blive meget involveret. 20

21 Hvordan bygges et superlavenergihus? Valg af den optimale byggegrund Sydvendte skråninger muliggør udnyttelsen af passiv og aktiv solenergi Løvtræer reducerer overophedning om sommeren og muliggør udnyttelse af solvarme om vinteren Afstand mellem bygninger skal optimeres for at de fx ikke skygger for hinanden 21

22 Hvordan bygges et superlavenergihus? Velisoleret og lufttæt klimaskærm Lave U-værdier for konstruktioner: - Ydervægge, gulv og tag < 0.12 W/m 2 K - Vinduer < 0.8 W/m 2 K - Døre < 1.0 W/m 2 K Minimale kuldebroer God lufttæthed af klimaskærmen - n 50 < 0,6 h -1 En kompakt bygningskrop - Et lavt forhold mellem klimaskærmens areal i forhold til husets volumen (A/V) Steder hvor der typisk er problemer med lufttæthed. Kilde: 22

23 Hvordan bygges et superlavenergihus? Udnyttelse af passiv solenergi De fleste vinduer skal orienteres fra sydøst til sydvest for at muliggøre udnyttelse af solvarme i fyringssæsonen Vigtigt med justerbar udvendig solafskærmning for at reducere risiko for overtemperaturer. Også altaner og tagudhæng skal optimeres. Størrelse af vinduerne og type af ruderne i henhold til placering og orientering. Rækkehuse i Batschuns, Østrig Arkitekt: Walter Unterrainer Foto: Passivhus.dk 23

24 Hvordan bygges et superlavenergihus? Temperaturzoner Termisk masse kombineret med glidende setpunkter for varmesystemet hjælper med at udnytte gratisenergi. Indetemperatur kan variere frit indenfor setpunkterne og massen kan lagre eller afgive varme, afhængigt af temperaturen. Det ikke nødvendigt med stor termisk masse: et tungt gulv i en let bygning er nok. Tænk over at der er sammenhæng mellem evt. overskudsvarme og varmebehov. Derfor typisk opholdszone centralt og med solindfald (SØ-SV), og rum med mindre behov for varmetilførsel (fx køkken og soveværelse) mod nord. 24

25 Hvordan bygges et superlavenergihus? Designstrategi for meget energieffektive huse 1. Reducér varmetab 2. Reducér elforbrug 3. Udnyt passiv solenergi 4. Kontrollér og synliggør energiforbrug 5. Vælg energiforsyning og kilde 25

26 Komponenter for superlavenergihuse Komponenter der reducerer varmetab Isoleringsmaterialer med lav varmeledningsevne, lambda < 0.05 W/m/K Kilde: efem arkitekter 26

27 Komponenter for superlavenergihuse Vindueskomponenter der reducerer varmetab og udnytter solenergi og bidrager til dagslys U-værdi for vinduer < 0.8 W/m²K Soltransmittans g > 0.5 (udnyttelse af solenergi) Lystransmittans τ > 0.7 (reducerer behov for elektrisk belysning) 27

28 Komponenter for superlavenergihuse Konstruktioner, der reducerer varmetab Yderdøre med U-værdi < 1.0 W/m²K Komponenter for bærende konstruktioner med minimale kuldebroer Kilde: Masonite Beams AB I-bjælke 28

29 Komponenter for superlavenergihuse Komponenter til lufttæthed Tætningsprodukter af høj kvalitet hjælper med at opnå høje krav for lufttæthed Tæthedsprøvning og lokalisering af utætheder Foto: Jan Trygg Foto: Jan Trygg 29

30 Komponenter for superlavenergihuse Afkastluft Komponenter til ventilationsanlæg, der reducerer varmetab og elforbrug Udsugningsluft Udeluft Tilluft Tilluft Varmegenvinding > 80 % Ventilationssystemer med specifik ventilatoreffekt < 1.0 kw/(m³/s) Luft-til-luft varmegenvindingsenhed Kilde: REC Indovent AB 30

31 Komponenter for superlavenergihuse Energieffektive elektriske komponenter Varmepumper med sæson COP > 3 Effektive cirkulationspumper med en effektivitet > 40 % Produktion af varmt brugsvand med lavt stand-by tab Energieffektive brugsvandsinstallationer Husholdningsapparater med lavt elforbrug (Klasse A eller bedre) 31

32 Komponenter for superlavenergihuse Kontrol og synliggørelse af energiforbrug Brugervenlige systemer for effektiv styring af opvarmning og ventilation. Foto: Kaisa Svennberg 32

33 Komponenter for superlavenergihuse Komponenter til effektiv solafskærmning Udvendig solafskærmning: udhæng, persienner, screens Reducerer overtemperaturer og kølebehov Kilde: efem arkitekter 33

34 Komponenter for superlavenergihuse Komponenter for vedvarende energi Solvarmeanlæg, solceller, biomassekedler Kilde: Andresen, I. (2008). Planlegging av solvarmeanlegg for lavenergiboliger og passivhus, SINTEF Byggforsk 34

35 Komponenter for superlavenergihuse Konklusion omkring komponenter Komponenter er generelt tilgængelige i Danmark og i de nordeuropæiske lande. Mere information om komponenter på komponentdatabase på hjemmesiden: 35

36 Eksempel fra Finland Helsinki: Bæredygtig bebyggelse i forstaden Viikki Nogle af bygningerne er opført af store developere, mens andre af privatpersoner eller beboergrupper Den største solvarmekapacitet i Finland Tilskud fra Miljøministeriet og offentligt financieringsfond for teknologi og innovation (TEKES) Mere information: eco-viikki_en.pdf 36

37 Eksempel fra Norge Bergen: Løvåshagen boligforening var de første i Norge til at bygge boligblokke som passivhuse. Arkitekt: ABO Plan og Arkitektur Mere information: 37

38 Eksempel fra Sverige Lindås: Den første boligblok i Sverige udført som passivhus i 2001 og fungerer stadig meget godt jf et studie fornyligt. Arkitekt: efem arkitekter Mere information: Passivhus Lindåsen. Foto Maria Wall

39 Eksempel fra Danmark Vejle: 10 passivhuse udført i 2008 i samarbejde med en række aktører fra byggesektoren Målet: Husene skulle certificeres efter den internationale passivhusstandard. Fokus på komfortabelt indeklima. Mere information: 885/language/eng-GB 39

40 Eksempel fra Estland Põlva: Villa. Byggeriet startede i efteråret Arkitekts: Architekturbüro Reinberg ZT GmbH, Østrig og Sense OÜ, Estland Målet: Det første certificerede passivhus i Estland efter den internationale passivhusstandard. Mere information (på estisk): 40

41 Eksempel fra Letland Valmiera: Renovering af en 9-etages boligblok med ESCO - ordning Energiforbruget er reduceret med 50%. Indetemperaturen er 1-2 o C højere. Mere information: content&view=article&id=12&itemid=31&lang=en 41

42 Eksempel fra Litauen Vilna: Gennemgribende renovering af en boligblok fra 1965, anført af Vilnius kommune Renovering omfattede ydervægge, vinduer, opgange, yderdøre, tag, altaner. Husets intallationer blev moderniseret både inde og ude og omgivelserne fik et løft. Mere information: success/list_of_projects/51 42

43 Eksempel fra Litauen Vilnius: Det første litauske enfamiliehus opført efter passivhusstandard Arkitekt: Rytis Kripas, UAB «Veikmės projektai» Mere information: veikmes_pasyvus_namas/apie_projekta/1119 Padvarės str

44 Eksempel fra Polen Wrocław: Enfamiliehus. Samarbejde mellem arkitektfirma Lipioscy Domy, Institute of Heating and Ventilation og NAPE Lipioscy Dom Pasywny 1 Rumvarmebehov er 15 kwh/m 2 a, hvilket er kun 1/8 af varmebehovet i et almindeligt hus. Energiforbruget til varmt brugsvand er 14 kwh/m 2 a, svarende til halvdelen af behovet i et almindeligt hus. Halvdelen af energiforsyningen kommer fra solvarmeanlægget. 44