Kassettebyggesystem til lavenergihuse

Transkript

1

2 Kassettebyggesystem til lavenergihuse Stor isoleringsevne kombineret med lavt materialiforbrug og billig produktion er målsætningen med et BURjorsøg med lavenergikossetter. I projektet er udviklet et byggesystem med modulopbygning afnyudviklede konstruktionselementer. Det nye system er anvendt i et prøvehus opstillet i Nærum ved København. Fra teoretiske beregninger ogfra målinger i prøvehuset gennem et år, er det eftervist, at det nye kossettesystem giver en nettobesparelse i energiforbrug til opvarmning iforhold til et BR82-hus i samme størrelse på ca. 30 til 50%. Systemet, der kaldes DOMlKAS-lavenergikassettesystemet efter fabrikanten, har haft følgende krav til kassetternes konstruktion som udgangspunkt: O Materialeøkonomi - la og enkle komponenter o Produktionsøkonomi - la og enkle operationer _ O Montageøkonomi - ensarte~ hurtige samleoperationer _ o Energiøkonomi - små meromkostninger ved store isoleringstykkelser o Anvendelsesøkonomi - samme kassetteprincip til gulv, vægge ogta_ Kassetterne er stressed-skin elementer, hvor flangerne består af spåneller krydsfinerplader og kroppene atij hård træfiberplade eller krydsfiner. Mellem kroppene placeres mineraluld og kassetterne afsluttes med skot af spån- eller krydsfinerplader. Flangerne limes til kroppene med resorcinollim i fræsede noter. Kassetternes bredde er 1,2 m. Længden og tykkelsen afhænger af anvendelsesstedet. Den indbyrdes samling af gulv-, vægog tagkassetterne sker med krydsfinerlasker fastskruet til kassetternes ene side. Vægkassetternes lasker er desuden fastgjort til gulvkassetterne samt til tagkassetternes endeskot. Herved sammenlåses byggesystemet på en simpel og økonomisk måde. I gavlene kan denne enkle metode dog ikke anvendes. I stedet er gavlkassetterne fastgjort til de udhængte tagkassetters underflange med sømbeslag. På denne måde samles de enkelte kassetter til flader (facader, gavle, gulve og tagflader), så huset i statisk henseende fremstår som bygget afskiver. Grundplan og tværsnit for prøvehuset.

3 Prøvehusets udformning og indretning Arkitekt Ib Rasmussen har designet prøvehuset. Han har søgt at skabe en grundmodel som: D optimerer volumen/overflade-forholdet til begrænsning af materialeforbruget og varmetabet gennem klimaskærrnen. D optimerer muligheden for individuel skillevægsplacering og indretning uden fordyrelse i byggeprocessen. D minimerer byggetiden med her af følgende lavere byggeomkostninger. D koncentrerer de våde rum og de tekniske installationer til begrænsning af installations- og driftsomkostninger. Resultatet er en næsten kvadratisk husmodel i een etage med 22 grader saddeltag. Den indvendige loftplade følger tagfladen, og det traditionelle hovedskillerum er erstattet af to hoveddragere, som hver understøttes af fire limtræssøjler. Herved fremstår et husrum uden indvendige vægge, der skal deltage i det statiske system. Kassettesystemet giver i kombination med en præfabrikeret vådkerne mulighed for en kort byggetid. For yderligere at begrænse installationsarbejderne er husets varme- og friskluftanlæg samt varmtvandsinstallationer kombin.eret med vådkernen og placeret over denne. Huset er 120 m 2 og er inddelt i en»stille-afdeling«med forældresoveværelser og stue og en»aktiv-afdeling med børneværelser og køkken-alrum. De to afdelinger er adskilt af vådkernen, som er integreret badeværelse og bryggers. Langs sydfacaden er opsat en uopvarmet 21 m 2 glastilbygning, der fungerer som indgangsparti dels som udestue/væksthus. Huset er opbygget afkassetter som vist på tegningen til højre. Prøvehuset er udstyret med et luftvarmeanlæg, der samtidig fungerer som ventilationsanlæg til sikring og kontrol af frisklufttilførslen. Såvel rumsom brugsvandsopvarmningen sker ved hjælp afen luft til vandvarmepumpe (ARam SYSTEM 30), der henter varmen fra ventilationsanlæggets afkastluft og fra udeluften. Rumopvarmningen suppleres ved elopvarmning afventilationsluften. "Eksploderet" tegning afprøvehuset på kassettestadium. Varmetekniske undersøgelser For at sikre, at huse opført med det udviklede lavenergikassettesystem lever op til de stillede energiøkonomiske krav, er der udført varmetekniske undersøgelser før og efter opførelsen af prøvehuset.. Disse undersøgelser omfatter teoretiske beregninger og praktiske målinger i prøvehuset. Undersøgelserne omfattede: D Teoretiske beregninger af transmissionskoefficienter og energiforbrug til opvarmning. D Målinger til bestemmelse af faktiske energiforbrug under simuleret og reel beboelse. D Specielle varmetekniske undersøgelser af komfort og energiforbrug. Teoretiske beregninger Opbygningen afvægge, gulv og loft er vist på næste side. Her er også anført konstruktionernes transmissionskoefficienter U udregnet som angivet i DS418. Dørene er glasdøre med trækarm. Dørene har transmissionskoefficienten U =1,4 W/m 2 DC. Varmeforbruget er beregnet ud fra en metode beskrevet i SBI-rapport 148, der tager hensyn til interne varmetilskud fra personer i bygningen og fra brug af el og varmt vand, varmetilskud ved solindfald gennem vinduer samt bygningens varmeakkumuleringsevne ved beregninger på velisolerede tætte bygninger. En sådan standardberegning er oprindeligt udført i forbindelse med planlægning og projektering af bygningen og udgør en del afbeslutningsgrundlaget for den endelige udformning, samt klassificeringen som lavenergihus. På grundlag af resultaterne fra de varme- og klimatekniske målinger og andre observerede forhold under beboelsen er der efter måleperiodens slutning foretaget endnu nogle beregninger med det formål at finde et teoretisk beregnet nettoenergiforbrug, der kan sammenlignes med det i perioden målte. Disse beregninger tager større hensyn til specielle konstruktionsdetaljer og aktuelle forhow omkring beboelsen og til sol- og vejrforhold end standardberegningerne. Der er stor usikkerhed på disse beregningsresultater.

4 Målinger i prøvehuset n der og luftmængder for blandt andet at klarlægge energiforbruget i huset. Resultater fra sep. '84 og okt. '85 dækker den ubeboede periode med varmeanlægget i drift, mens resultater fra dec. '84 til maj '85 dækker den,~, beboede periode. r I diagrammerne overfor er der vist ~,-. :... : ' :;~ :.,.. ~-. f.. nogle af resultaterne. Det ene er en L. opgørelse over elforbruget og det andet er en opgørelse over nettoenergiforbruget i form af leveret varme sammenholdt med de tilsvarende varmeforbrug fra den korrigerede beregning med luftskifter på hhv. 0,42 h-i og 0,62 h-i. I diagrammet til højre er ligeledes vist nettoenergiforbruget i et BR-82 hus af samme størrelse som prøvehuset. Det ses klart, at de målte varmeforbrug ligger højere end de beregnede. Selv under hensyntagen til den store usikkerhed på de beregnede forbrug, er det ikke muligt at få de beregnede værdier til at ligge på et niveau med de målte. Det har ikke ved yderligere undersøgelser været muligt at finde et enkelt forhold, der kan forårsage denne afvigelse. Målte elforbrug - total og til husholdning + lys (resten til teknik). \000 _ J ',- I-~ L _ -r--.., --~ _._._ ~(..l r.-:'(p'..i ~ ~...a,ll!;) Y\.,,\1.h"' Målte og beregnede nettoenergijorbrug til opvarmning (leveret varme) i kwh/md. i beboet periode. e--":-, Specialundersøgelser Der er blevet foretaget en række specielle varmetekniske undersøgelser i prøvehuset blandt andet med henblik på: D sporing afutætheder D måling afinfiltration D klarlæggelse af det termiske miljø og beboernes komfort D undersøgelser af varme- og ventilationsanlæggets effektivitet. Her nævnes kort et par af disse undersøgelser. Trykprøvninger af huset v.h.a. Veab trykprøvningsudstyr viser, at det generelt er meget tæt. Det ligger så- I' Jlfdes på højde med de bedste af de 6 lavenergihuse i Hjortekær. Infiltrationsmålingerne viste, at luftskiftet ved infiltration var så lavt som (0,013 :1::0,001) h-i målt ved hjælp af sporgas efter henfaldsperioden. Det må ud fra de samlede specialundersøgelser konkluderes, at huset er overordentligt tæt og uden væsentlige kuldebroer. Med hensyn til både temperaturforhold og luftbevægelser giver huset og dets for god komfort i termisk henseende. Varme- og ventilationsanlægget har med hensyn til levering af varme og varmt vand fungeret efter hensigten, men har driftsmæssigt været dårligere, idet varmepumpen har leveret mindre energi med lavere effektfaktor end forventet. Husets klimaskærm har ifølge de praktiske målinger af specifikke varmetab dårligere varmeisolerende egenskaber end teoretisk forventet. Den målte værdi ligger ca. 30% over den teoretiske. Der har ikke kunnet findes nogen umiddelbar årsag hertil. Udvikling af produktionsanlæg Mulighederne for en serieproduktion aflavenergikassetteelementer anvendt.. til typehuse er blevet undersøgt af o'y' Træteknik, Teknologisk Institut, }.. ~:~.~ Tåstrup. Der foreligger et idekatalog'> _~ baseret på en produktion på ~~<. huse og alternativt 300 huse pr. år. $:{::; I- --'

5 1\ :.., III O,'..': " ~.. " ~ " : " Ifo-.. ~~ ".". o, o ' o : ' ' -e::l, e, " ','.,. " ". O o.. f:j'., '-. (),G'",.oret c'>, (~)' ~,. u. "j, J, 1,., <!..: ~ (. KlimaskærmCTIs opbygni1l;g med atl$ivelse aftransmissiotl$koefficienter U. dimensionerede varmetab, m.v. Kassettebyggesystem til lavenergihuse Forsøgsprojektet er med økonomisk støtte fra BUR og Energiministeriet udarbejdet af: Støttemodtager: AIS DOMIKAS datterselskab af entreprenørfirmaet AIS IKAS Gungevej Hvidovre Professor, civilingeniør Vagn Korsgaard, Danmarks Tekniske Højskole, Laboratoriet for Varmeisolering, 2800 Lyngby Projektleder: Professor, civilingeniør Vagn Korsgaard, Danmarks Tekniske Højskole Rapporter: Forsøgsprojektet er beskrevet i Meddelelse nr, 197, december Laboratoriet for Varmeisolering, Danmarks Tekniske Højskole Yderligere oplysninger om projektet fås hos: Professor Vagn Korsgaard, Laboratoriet for Varmeisolering, DTH, df, Civilingeniør Niels Henrik Rasmussen, AIS IKAS, df

6 Anden generationshuset Der er arbejdet med videreudvikling med kassetterne og forslag til et 2. generationshus, hvis opførelse dog foreløbig er skrinlagt. Erfaringerne fra prototypehuset i Nærum har givet basis for følgende forbedringer af kassettesystemet, der sikrer, at de byggetekniske og økonomiske krav til produktet kan opfyldes: o Færre kassetteelementvarianter ved at lave trekantelementer til gavl af de øvrige elementtyper og ved at fremstille tilbehør, der monteres på pladsen (bl.a. tagrem, fodrem, udhængskassetter). o Dørelementernes konstruktion ændres. o Montagetiden reduceres fra 6 til 2-3 dage for et 130 m 2 hus pga mindsket følgearbejde på byggepladsen. o Reducerede udgifter til fabrikation af elementer. o Væg- og tagkassetter leveres med færdigmonteret dampspærre og indvendig beklædning klar til maling. (Elementfugerne tætnes, så lufttæthed sikres). o Billigere og mere fugtsikker gulvkonstruktion ved ændring fra gulvkassetter på rendefundament over krybekælder til en traditionel»gulv-på-jordkonstruktion«. 2. generationshuset er på 134 m 2 og med en 21 m 2 glastilbygning. Huset er i store træk som prototypehuset. Der er dog foruden et bad også et bryggers. Herudover er den ekstra plads i forhold til prototypehuset brugt til soveværelset, arbejdsværelset og forstuen. Huset er af økonomiske grunde planlagt udført med et direkte elvarmesystem. Nedenfor ses plan og tværsnit for 2. generationshuset. Omkostningerne til opførelse af 2. generationshuset forventes bragt ned på ca kr.lm 2 (i 1985-priser) mod ca kr.lm 2 (i 1984-priser) for prototypehuset. Totaløkonomien i 2. generationshuset forventes at blive bedre end i et tilsvarende almindeligt typehus. Grundplan og tværsnit for 2. generationshuset. BUR/Byggeriets Udviklingsråd B UR/Byggeriets Udviklingsråd er oprettet ved lov af19. maj 1971 omfremme afbyggeriets udvikling. BUR har til opgave atfremmeforanstaltninger, der kan øge byggeriets kvalitet og produktivitet samt dets konkurrencedygtighed på et internationalt marked. Som et led i sit arbejde skal B UR bl.a. virkefor, at der gennemføresfotsøgs- og udviklingsopgaver af betydningfor byggeriets udvikling, og at resultaterne heraf udbredes og udnyttes. BUR-resumeer, der ojfentliggøresfra afsluttedeforsøg, kanfås gratis ved henvendelse til BUR's sekretariat. BUR-rapporteringer, der offentliggøresfra afsluttedeforsøg, kanfås gratis ved henvendelse til BUR's sekretariat. BUR-rapporter, der offentliggøresfra afsluttedeforsøg, kan købes i Byggecentrums Boghandel, ~ster Voldgade 94, 1552 København K, telefon , telefax samt i Statens Informationstjeneste, postboks 1103, 1009 København K, telefon og gennem boghandlere. Byggeriets Udviklingsråd, Stormgade 10, DK 1470 København K, telefon , telefax OYVA BOGTRYK-OFFSET GLOSTRUP ISSN