Isolering i fremtidens bygninger

Transkript

1 Konference IDA og MiljøForum Fyn 16.april 2015 Isolering i fremtidens bygninger Brug af isoleringsmaterialer tilpasset renoveringsopgaver Jørgen Lange/Ekolab aps og E+ A/S

2 Brug af isoleringsmaterialer tilpasset renoveringsopgaver Indhold 1. Præsentation 2. Rammesætning med bæredygtigheden 3. Rammesætning med Realdania Byg -MiniCO2 (nybyg) 4. Rammesætning med teoretisk studie 5. Cases fra udviklingsprojekter i E+ A/S 6. Supplerende cases 7. Opsamling 8. Spørgsmål IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 2

3 Præsentation Indlægsholder Jørgen Lange Teknikumingeniør 1987, Byggeri, Aarhus Teknikum Rådgivende ingeniør hos Carl Bro, Niras m.fl Lektor på Ingeniørhøjskolen i Århus/Aarhus Uni siden 1999 Selvstændig og i partnerskab Partner i ingeniørfirmaet Ekolab aps Partner i tværfaglig rådgivningsfirmaet E+ A/S Praktisk og teoretisk erfaring med indeklima og energi igennem projektering, udvikling og undervisning samt formidling Fagområder er integreret energidesign, lavenergibyggeri, vedvarende energikilder og bæredygtighed i byggeriet Erfaring med kvalitetsudvikling og innovationsprojekter i byggeri IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 3

4 Præsentation Udviklingsprojekter vedr. energirenovering støttes af: Vi arbejder i netværk og med information/formidling: IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 4

5 Præsentation IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 5

6 Rammesætning med bæredygtighed Udfordringer i energirenovering Udfordringer Rentabilitet Værdianskuelse Ejer/lejer problematik Motivation og inspiration Transformation og bevaring Bygningsdesign og teknik Beboeradfærd Værdifastsættelse Bedre komfort og sundhed Bygningsbevaring Værdiforøgelse Miljø- og ressourceforbedring IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 6

7 Rammesætning med bæredygtighed Udfordringer - Bevaring og transformation IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 7

8 Rammesætning med bæredygtighed Bæredygtighed med de tre cirkler Holistisk bæredygtighed handler altid om miljømæssig, social og økonomisk bæredygtighed. Bæredygtighed på dagsorden i 1987, Brundtlandsrapporten. De 3 søjler er omtalt på verdenstopmødet (FN) i Kilde: One Planet Living EN BALANCEAKT! IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 8

9 Rammesætning med bæredygtighed Driftsfokus, energidesign og synergi Bygningssystemer SYNERGI- EFFEKTER Bygningsudformning Brugerne IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 9

10 Rammesætning med bæredygtighed Udnyttelsen af frihedsgrad 1. Udfordringen skal reduceres 2. Mulighedsrummet skal åbnes Vi forsøger at udnytte den store frihedsgrad i starten af et projekt - når først fokus og løsninger er valgt er det vanskeligt at sadle om 3. Indsigt øges som projektet skrider frem IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 10

11 Rammesætning med Realdania Byg -MiniCO2 CO2optimeret nybyggeri ud fra 5 temaer IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 11

12 Rammesætning med Realdania Byg -MiniCO2 Referencehuset IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 12

13 Rammesætning med RealDania -MiniCO2 CO2 optimeret nybyggeri (MiniCO2) IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 13

14 Rammesætning med RealDania -MiniCO2 Fordeling af CO2-belastningen i materialerne Cementbaserede materialer (beton, letbeton, mørtel) og isoleringsmaterialer udgør 70 % af materialernes samlede CO2- udledning over 120 år. Udskiftningen af termoruder hvert 25. år gør samtidig materialekategorien glas til den tredje mest CO2-bidragende materialekategori IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 14

15 Rammesætning med Realdania Byg -MiniCO2 Virkemidler til CO2-optimeret nybyggeri Kompakt arkitektur og lavt materialeforbrug Velovervejet solindfald aht. overophedning og dagslys Middeltung bygning med gode termiske evner Fleksibelt indre af bygningen Alle materiale er skaffevarer men dog re- eller up-cyclet Flere produkter tages tilbage i produktionen efter brug Lang levetid og minimal vedligeholdelse Optimerede varme- og ventilationsinstallationer Sikring mod overophedning med masse, afskærmning og hybridventilation Motivation til energibesparelse Osv. IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 15

16 Rammesætning med Realdania Byg - MiniCO2 CO2-optimering ud fra nutidens forsyning 2015 MiniCO2 overgås kun lige af 2020 MiniCO2 og vi kan lave et Active House IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 16

17 Rammesætning med Realdania Byg - MiniCO2 CO2-optimering ud fra fremtidens forsyning 2015 MiniCO2 lavest og huset kan ikke længere gøres Active! IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 17

18 Rammesætning med teoretisk studie Fornyelsesfond udviklingsprojekt Fra DTUs arbejde på E+ Fornyelsesfondsprojektet. Der anvendes Mønsgade 16 og Ryesgade 25 som cases. I analysen vurderes der på energirenoveringens betydning for energiforbruget og effektbehovet, betydning af brugervaner, betydningen af indvendig isolering og behovsstyret ventilation samt mulighederne for lavtemperaturvarme mv. Udført af Ph.d. studerende Maria Harrestrup og Professor Svend Svendsen IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 18

19 Rammesætning med teoretisk studie Mønsgade 16 før renovering Rød = rumvarme Lilla = varmtvands forbrug Hvid/grøn = elektrisk udstyr + lys IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 19

20 Rammesætning med teoretisk studie Mønsgade 16 efter renovering IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 20

21 Rammesætning med teoretisk studie Mønsgade 16 efter renovering Markant forskel med og uden facadeisolering i både energiforbrug og spidslast Markant forskel i rumvarmebehov ved 20/22C Begrænset effekt af renovering uden facadeisolering og 22C IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 21

22 Rammesætning med teoretisk studie Ryesgade 25 efter renovering Forskel på 20/22C giver samme udslag som med/uden facadeisolering Facadeisolering er nødvendigt for at eksisterende byggeri i kommer nærheden af nybyggeri mht. energiforbrug IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 22

23 Rammesætning med teoretisk studie Ryesgade 25 efter renovering Man kommer halvdelen af vejen med vinduesudskiftning og ventilation Følsomheden ved 20/22C er mindst ved totalrenovering IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 23

24 Rammesætning med teoretisk studie Ryesgade 25 efter renovering Vinduer er et meget centralt energisparetiltag og komfortforbedrende! Brugeradfærd kan teoretisk give det samme udslag som facadeisolering Den totale renovering har markant indvirkning på spidslast IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 24

25 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Oversigt udviklingsprojekters temaer De to ejendomme fra teoretisk analyse IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 25

26 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Oversigt parter i udviklingsprojekter IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 26

27 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Fra udvikling til renovering med DGNB Ryesgade 30 Energirenovering + Tagboliger Ryesgade 25 Udviklingsprojekter Andreas Bjørnsgade Tagrenovering + integreret solceller Ryesgade 25 Energirenovering + Tagboliger + DGNB. Projekt for Fornyelsesfonden 360 renovering Projekt for Socialministeriet vedr. brugerprocesser Projekter for EUDP vedr. energibesparelser IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 27

28 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Afgrænsning i præsentation af isolering Der fokusere i det efterfølgende primært på indvendig vægisolering i etagebyggeri med nedenstående isoleringstyper. Alle er fuldklæbede løsninger på afrenset underlag! Kingspan K17: Dampspærreløsning i phenolskum, lambda 21, Tagløsninger optimeret i mock-up til Energitag (udviklet og markedsført sammen med E&P). Testes i forsøgslejlighed og projekters nu i demoejendom med DGNB certificering IQ-Therm: Åndbar løsning i PUR-skum med kalciumsilikat, lambda 31 En lidt dyrere løsning end Kingspan, men også forskellige typer Optimeret i case med tæt leverandørdialog og anvendt i forsøgslejlighed samt med i analyse på kommunalt fyrtårnsprojekt i KBH Multipor: Åndbar løsning i cellebeton, lambda 0,43 Mindre isoleringsevne end IQ-Therm, men billigere Overvejet som alternativ på kommunalt fyrtårnsprojekt i KBH IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 28

29 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Ryesgade 30 fokus varmebesparelse Indvendig efterisolering: Traditionel isolering Kompaktisolering Vakuumisolering Ventilation: Kombination af forskellige ventilationsløsninger Fugtmålinger: Udføres i træbjælkelag for at følge udviklingen ved forskellig indvendig facadeisolering IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 29

30 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Ryesgade 30 -isolering klimaskærm 1. Indvendig facadeisolering den virker -og den skader ikke bygningen afrensning og omhu i opsætning er afgørende store forskelle i materialers pris og bygbarhed 2. Vinduer nye klasse A vinduer med koblede rammer blev valgt lavest pris, højest Erefog bedst lysindfald og funktion 3. Isolering af brandmur mod nabo (udvendig isolering) etageadskillelse mod kælder IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 30

31 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Ryesgade 30 - teoretisk effekt af energitiltag lavenergiklasse 1: 35,4 Det er muligt at opnå meget betydelige reduktioner i varmeforbrug i ældre etageejendomme. Beregnet reduktion til 73% Brugeradfærder af stor betydning for både de realiserede energibesparelser og for indeklimaet Energiforbruget afrapporteret i 2014 er reduceret til ca. 53% IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 31

32 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Ryesgade 25- Forsøgslejlighed Hybridventilation: om sommeren udsugning gennem anlæg og luftindtag via ventilationsvindue om vinteren udsugning og indblæsning gennem anlæg Indvendig isolering Indvendig isolering med åndbar IQ-Thermisolering 50 mm på væg og 30 mm i lysninger Pålimetafrenset væg og afsluttet med åndbar maling IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 32

33 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Mønsgade 16 - forsøgslejlighed Fugtmålinger udføres fra medio 2014 i træbjælkelag og ydervæg for at følge udviklingen ved forskellig indvendig facadeisolering (Kingspan) IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 33

34 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Andreas Bjørnsgade - Solcelletag mock-up Mock-up af solcelletag i forsøgshal hos Enemærke & Pedersen AS i forskellige udformninger og tagopbygning med Kingspan isolering IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 34

35 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Andreas Bjørnsgade - Færdigt solcelletag IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 35

36 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Udvikling program til energirenoveringstjek Der er medtaget forskellige valg til udvendig og indvendig ydervægsisolering IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 36

37 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Energirenovering i Ryesgade 25 med DGNB IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 37

38 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Energirenovering i Ryesgade 25 med DGNB For at opnå certifikat skal der ud over samlet score også opfyldes delkrav og opfyldes knock-out kriterier IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 38

39 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Energirenovering i Ryesgade 25 med DGNB Hovedkriteriet Teknisk kvalitet er vanskelig at hæve uden at det presser gennemførlighed af projektet. Men der er pointmæssigt plads nok i de andre hovedkriterier til at reducere pointtal. Der blev her valgt indvendig 50 mm isolering med Kingspan K17 IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 39

40 Cases fra udviklingsarbejde i E+ A/S Energirenovering i Ryesgade 25 med DGNB Den samlede bæredygtighedsvurdering af materialer er stadig kompleks: -> vi drømmer alle om en sandhedsdatabase som aldrig vil blive komplet -> Vi har opstillet faktablade med samlet vurdering af miljø og byggeteknik med tre produkter -> de scorer samlet set ens og valg i praksis ofte ud fra delhensyn IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 40

41 Supplerende cases Den Skandinaviske Designhøjskole Mure er massive Komfortmæssige hensyn og synergieffekter (stråling) Udvendige æstetiske og byggetekniske hensyn Indvendige æstetiske og energimæssige prioritering IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 41 41

42 Supplerende cases Den Skandinaviske Designhøjskole - analyse Temperatur- og kondensanalyse Ved tidligere forhold var kampestensvæggens indvendige overfladetemperatur i en normalvinter ca C og dermed risiko for kondens. Løsningen var opvarmning af væg med konvektorer ved gulv men stort varmetab! Ved en partiel isolering (aht. æstetik) -et stykke på ca. 150 mm på hver side af alle træstolper efterlades uisoleret-bliver overfladetemperatur ca C. Der er valgt at gøre forsøget og forberedt for varmerør ved de uisolerede vægpartier IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 42

43 Supplerende cases Den Skandinaviske Designhøjskole - økonomi Efterisolering med: Isoleret areal (m2) Ny U-værdi (W/m2K) Forskel U-værdi (W/m2K) Reduceret varmetab (kw) Reduceret energibehov (kwh) 283 0,32 1,68 15, mm (facader) 50 mm (gavl) 95 0,46 1,54 4, mm 20 0,66 1,34 0, (væg ind mod rem) 15 mm 25 0,90 1,1 0, (bag søjler) I alt , Samlet investering på kr. og en forudsat 40 års levetid på isoleringen giver en energisparepris på 0,38 kr./kwh inkl. moms IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 43

44 Supplerende cases Islands Brygge 37 - Helhedsrenovering Fokus på indeklima og energiperformance. Indvendig isolering kom i spil for at det ville forbedre komforten, var rentabelt i en samlet pakke af tiltag og for at kunne opnå DGNB certificering (Bronze). NB: Projektet er pt. ikke kommet længere end projektforslag IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 44

45 Supplerende cases Islands Brygge 37 overvejelser facadeisol. Forbedret termisk indeklima ved en reduceret strålingsudveksling? -> viste en vis betydning Risiko for reduceret udnyttelse af termisk masse til klimatisering? -> viste sig at have mindre betydning Betydningen af lavere lufttemperatur pga. mindre stråling?-> Ikke indregnet ekstra sikkerhed Kuldenedfald/ strålingsasymmetri-> viste en mindre betydning U-værdi betydning for point i DGNB -> betingelse for at få bronze! netop opfyldt Øget materialeforbrug reducere effekten af CO2 emission? -> beregning medtages i hovedprojekt IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 45

46 Supplerende cases Islands Brygge 37 rentabilitet og miljø De anførte priser er bedste skøn på materialepriser arbejdsproces påvirker priserne IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 46

47 Supplerende cases Islands Brygge 37 - IQtherm eller Multipor? Åndbar isolering prioriteret i dette tilfælde dvs. IQ-Therm eller Multipor IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 47

48 Supplerende cases Islands Brygge 37 analyse på lysninger En tykkelse på 15 mm benyttes i de fleste projekter bl.a. af hensyn til lavest mulige påvirkning af lysindfald. Også arkitektoniske hensyn med bevarelse af synlig karm Energimæssigt udgør forskellen mellem 15 og 30 mm isolering i lysning 1.1 kwh/m2 pr. år på energirammen, dvs. meget begrænset indflydelse. 30 mm isolering vil forøge overfladetemperaturen i lysningen med 0,5-1,0 C dvs. lille indflydelse. Med baggrund i disse analyser anbefales derfor brug af 15 mm i lysninger. IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 48

49 Supplerende cases Islands Brygge 37 - analyse af linietab 0,15 W/m*K ved 30 mm isolering i lysning 0,21 W/m*K ved 15 mm isolering i lysning. Linjetab kan på ingen måde opfylde DGNBkravet om et max linjetab på 0.06 W/m*K IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 49

50 Supplerende cases Islands Brygge 37 rentabilitet og miljø Samlet set er tilbagebetalingstid og nu-værdi på kanten af det acceptable, men der kan så indregnes værdi i bedre komfort! CO2 reduktionen svarer til 12 normaldanskere, med omlægning af energiforsyningen i DK vil gøre CO2-reduktionen mindre år for år IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 50

51 Opsamling Centrale sammenhænge ved isolering (1) Ambitiøs renovering er nødvendigt for at vores mål og for at have robusthed til forskellig typer brugeradfærd Ambitiøs energirenovering er ikke nødvendigvis direkte økonomisk eller miljømæssigt bæredygtig og kan være byggeteknisk meget udfordrende Ambitiøs energirenovering giver stor fordel i DK konvertering til ny VE-forsyning - og dermed er ambitiøs energirenovering bedst for samfundet. kommer der mon ikke højere krav/mere støtte? Til de teoretiske beregninger skal der laves grundige forudsætninger da brugervaner kan vælte regnestykket Betragtning af strategisk vedligehold, komfortforbedring, skimmelsikring og værdistigning øger relevansen for opgradering af bygningen IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 51

52 Opsamling Centrale sammenhænge ved isolering (2) En typisk udskiftning af vinduer tætner bygningen, men øger dermed skimmelrisiko en efterisolering af ydervæg vil afhjælpe og en kombinationsløsning med decentral ventilation er det bedste ved indvendig isolering I eje/andels/leje-etageboliger er en kombination af fælles tiltag og individuelle tiltag en balanceret vej frem mod målet CO2fokus er en miljø-indikator, men omlægning af energiforsyningen gør at det bliver for snæver en betragtning Isoleringsmaterialers tekniske egenskaber og pris/ydelsesforhold er det centrale men gode LCA/EPD vil dog præge valget. Helhedsvurderinger nødvendige der er flere sandheder! Der skal findes en balance mellem energirenovering og omlægning af energiforsyningen IDA/MiljøForum Fyn Ekolab/Jørgen Lange 52

53 Spørgsmål? Og ellers tak for nu og lad bæredygtigheden være med jer!