Assens Kommune. Team Byg OPTIMERING AF ANLÆGSPROJEKTER FRA BR10 - BR20

Transkript

1 2013 Assens Kommune Team Byg OPTIMERING AF ANLÆGSPROJEKTER FRA BR10 - BR20

2 Indhold Allerede fra Energirammen...2 Energirammens kriterier...2 Energiberegninger... 3 Krav til bygningens transmissionstab er blevet strammet... 3 Energiforbruget reduceres med en tæt klimaskærm... 4 Lufttæthed og energiforbrug... 4 Blower Door Test...5 Find utætheder i klimaskærmen ved hjælp af en Blower Door test!...5 Erfaringer med tæthedsmålinger af bygninger...5 Lokalisering af utætheder...5 Lovkrav om tæthed i bygninger... 6 Termografering beregningsfaktorer for fjernvarme og el...7 Regneeksempel for en lavenergiklasse 2020 bolig:...7 Fremtiden... 8 Det gode argument... 8 Overtemperatur... 8 Mere dagslys... 8 Konstruktionsopbygning... 9 Eks. Rentabilitetsberegning

3 Allerede fra 2008 I forbindelse med lanceringen af det nuværende bygningsreglement BR10, påbegyndtes forberedelserne af et tillæg med en 2020 klasse. Med virkning fra d. 24. august 2011 blev bygningsklasse 2020 en realitet, idet den blev implementeret i det nye Bygningsreglement 2010 (BR 10). Der forestår dog et krævende udviklingsarbejde for byggevareproducenterne for at materialer og konstruktioner kan honorere de nye krav, og der må forventes en række nye produkter på markedet i de kommende år. Energirammen En del af de foreløbigt frivillige krav er langt hen ad vejen forventelige i forhold til de tidligere opstillede, energimæssige reduktionsprocenter m.v. Det skal nævnes, at energirammen (Nyt BR10 afsnit Bygningsklasse 2020) med hensyn til et sundt indeklima og god arkitektur er kravsat til: 20 kwh/m2 for boliger/etageboliger 25 kwh/m2 for øvrige bygningstyper Energirammens kriterier I energirammeberegningen tages der højde for: Klimaskærmen. Den del af bygningen, der er påvirkelig over for vejrlig. Bygningens placering og orientering. Bygningens placering i forhold til verdenshjørnerne, placering på byggegrunden, skyggeforhold og lægivere. Dagslys og udeklima. Bygningens muligheder for at udnytte sollyset, udeklimaets påvirkning på bygningen. Varmeanlæg og varmtvandsforsyning. Information om det valgte system til rumopvarmning og til opvarmning af varmt vand. Heri indgår f.eks. varmeanlæggets evne til at udnytte brændsel (effektivitet). Bygningens varmeakkumulerende egenskaber. En beskrivelse af bygningens konstruktion tungt eller let byggeri (tegl, mursten, træ m.v.). Evt. ventilations- eller køleanlæg. Heri indgår anlæggenes effektivitet. Solindfald og solafskærmning. Tagudhæng, markiser, overdækning og afskærmning for kraftigt sollys (solenergiindfald). Særligt vigtigt i forbindelse med store vinduesarealer. Naturlig ventilation. En beskrivelse af ventilation, luftskifte (størrelse og kapacitet) m.v. Solvarme og solceller. Energi, der tilføres bygningen. Varmepumper. Beskrivelse af varmepumpetypen (Jordvarme, Luft til luft, Luft til vand) samt effektivitet og kapacitet. Varmeforsyning. Rørledninger og forsyninger, der ligger udenfor bygningens isolering. Belysning. Kun i bygninger, der ikke anvendes til bolig m.v. Det er kun grundbelysningen (lofts- og adgangsbelysning m.v.), der indgår ikke hygge- og skiftende arbejdsbelysning. 2

4 Energiberegninger For at sikre korrekt energirammeberegning i henhold til Be10 (tidligere Be06) vedrørende 2020 kravene skal mindst 10 pct. af byggesagerne kontrolleres. Der er i forbindelse med indførelse af bygningsklasse 2020 og færdigmelding af disse bygninger, indført krav om tæthedsdokumentation i alle byggesager, dette gælder også for alle bygninger opført efter lavenergiklasse Krav til bygningens transmissionstab er blevet strammet 1 I bygningsklasse 2020 er der kommet en lille stramning på transmissionstabet på 5-7,5 %. Det er ikke meget, men kravet til transmissionstabet er både blevet strammet ved en standard BR10 bygning og igen ved lavenergibyggeri klasse Transmissionstabet fortæller, hvor stort et tab en bygning har gennem gulv, ydervægge og tag samt linjetabet omkring døre, vinduer og fundament. Da bygninger som regel har en lang levetid, er det væsentligt at sikre, at isoleringen er så god som mulig, da der sandsynligvis ikke ændres på den i de næste mange år, hvorimod installationerne kan nå at blive ændret mange gange. Kravet skal sikre, at uanset hvilken energikilde, der anvendes i bygningen, og uanset hvor stort et solcelleanlæg, der tilføjes, så ender det ikke med en dårlig isoleret bygning. Dimensionerende transmissionstab Bestemmelserne omkring klimaskærmen skal sikre, at den som helhed udformes med en rimelig isoleringsevne. Det dimensionerende transmissionstab bestemmes som angivet i DS 418 Beregninger af bygningers varmetab Udgave 7(se nedenstående). Her er de nye 2020 krav oplistet i forhold til de øvrige gældende krav og 2015 kravene: 1 etage 2 etager 3 etager BR10 5,0 W/m 2 * 6,0 W/m 2 7,0 W/m 2 lavenergiklasse ,0 W/m 2 5,0 W/m 2 6,0 W/m 2 bygningsklasse ,7 W/m 2 4,7 W/m 2 5,7 W/m 2 *Arealet for vinduer og døres transmissionstab indgår ikke i disse beregninger. Vær opmærksom på særlige forudsætninger for høje rum. Kravene til 1-etages huse vil medføre en gennemsnitlig isoleringstykkelse på 40 cm i konstruktioner som ydermure, gavle, tag og fundament med skyldig hensyntagen til linjetab samt hvilken murkonstruktion mv., der vælges

5 Energiforbruget reduceres med en tæt klimaskærm 2 Omkring en tredjedel af vores boligers energiforbrug til opvarmning forsvinder i dag gennem utætheder i bygningernes klimaskærm. Ukontrolleret luftindtrængning i bygninger medfører derfor øget varmetab med højere varmeudgifter til følge. En af de simpleste måder at reducere energiforbruget og varmeregningen på er at sikre en tæt klimaskærm. Herudover spiller utætheder i bygninger også ind i forhold til indeklimaet, og kan bl.a. forårsage trækgener og i værste fald føre til bygningsskader som følge af fugt i konstruktionerne. Utætheder er derfor ikke hensigtsmæssige og bør så vidt muligt undgås i en moderne bygning. Den primære bevæggrund for at tætne huset er at spare på energien. Ud over at isolere tilstrækkeligt er det vigtigt at tætne huset, så kold luft ikke blæser ind i boligen. Når kold og varm luft mødes, vil luften sætte sig i bevægelse. Det er det, vi oplever som træk. Lufttæthed og energiforbrug Når vinden blæser på en bygning, vil der opstå et overtryk på bygningens vindside og undertryk på læsiden. Trykforskellene inde i og udenfor huset vil bevirke, at der trænger luft ind fra bygningens vindside, og at der suges luft ud fra den del af bygningen, hvor der er undertryk. Ligeledes vil der ved vindstille vejr være en naturlig luftgennemstrømning (konvektion) tværs gennem konstruktionen, som følge af forskelle i det atmosfæriske lufttryk inde i bygningen og uden for. Er der utætheder i klimaskærmen, vil energiforbruget til opvarmning derfor øges. En utæt klimaskærm vil også betyde, at et evt. varmegenindvindingsanlæg i forbindelse med mekaniske ventilationssystemer ikke kan udnyttes optimalt, da den kolde udeluft og varme inde luft ikke passerer gennem varmeveksleren. Luftskifte gennem utætheder Omkring tæthedskravet er udviklingen her gået fra 1,5 l/s pr.m2 i BR10 standardbygninger, over lavenergiklasse 2015 til 1,0 l/s pr.m2 og afsluttes med det nye frivillige krav på 0,5 l/s pr.m2 for bygningsklasse 2020 (BR 10 _ , stk. 5). 2 askaerm.pdf 4

6 Blower Door Test En Blower-Door test bruges til at måle, hvor tæt en bygning er. En Blower-Door er en specialudformet dør, der kan monteres i et dørhul. Med hjælp fra dørens indbyggede ventilator kan der skabes et overtryk eller undertryk inde i bygningen. Inden testen foretages, forsegles alle udeluftventiler og aftrækskanaler, der indgår i husets ventilationssystem. Når ventilatoren sættes i gang, kan det måles, hvor meget ekstra luft der skal tilføres bygningen for at holde trykket. Den luftmængde der skal tilføres, er et udtryk for størrelsen af utæthederne i bygningen. Find utætheder i klimaskærmen ved hjælp af en Blower Door test! Når en bygning sættes i undertryk, vil det blæse ind alle de steder, hvor bygningen er utæt. Ved hjælp af røg, vindmåler eller en termofotografering kan man herefter lokalisere utæthederne. Kombineret med en termofotografering, får man et rigtig godt billede på husets klimaskærm. Ved en termofotografering tages et billede, der viser temperaturforskelle på ydermur, ved samlinger m.v. Temperaturforskellene fremgår som farver, hvor f.eks. blå er de koldeste og rød de varmeste. Erfaringer med tæthedsmålinger af bygninger Dansk Byggeri har undersøgt utætheder i danske enfamiliehuse, bygget i perioden Målingerne viste utætheder på fra 0,5 til 4,1 l/s pr. m² og med et gennemsnit på 2,1 l/s pr. m². Måling af vindhastighed Termografering I byggerier med fokus på tæthed var der målt et gennemsnit på 1,18 l/s pr. m², dvs. at dagens krav om 1,5 l/s pr. m² var overholdt. Værd at bemærke er, at topscoreren med en utæhed på kun 0,45 l/s pr. m² er vant til at bygge sommerhuse ved Jyllands vestkyst. Lokalisering af utætheder En Blower-Door test kombineres ofte med andre undersøgelser, der kan påvise placeringen af utætheder. Man kan enten bruge en røgampul eller et anemometer (vindhastighedsmåler), eller man kan 5

7 vælge at bruge et termovisionskamera til at registrere de områder, der er særligt afkølede som følge af luftgennemgangen. Ved at kombinere Blower-Door test og termofotografering fås et godt redskab til at definere alle former for utætheder i klimaskærmen. Ved at gennemføre termofotografering før og efter Blower-Door testen udføres, kan man bedre se forskel på permanente kuldebroer og variabel luft indtrængen. Termofotografering er den dyreste løsning og forudsætter samtidigt en temperaturforskel på mindst 6 grader mellem ude og inde for, at overflader ved utætheder afkøles tilstrækkeligt til, at afkølingen ses tydeligt ved termofotografering. Lovkrav om tæthed i bygninger 3 Siden 2006 har alt nybyggeri (sommerhuse undtaget) skullet overholde nye energikrav til tæthed og luftskifte i bygninger. Ifølge bygningsreglementet må luftskiftet gennem utætheder i klimaskærmen ikke overstige 1,5 l/s pr. m2 opvarmet etageareal ved trykprøvning med 50 Pa. For et hus på 150 m² svarer det til, at der maksimalt må være et hul med en diameter på 180 mm i klimaskærmen. Tæthedskravet for lavenergiklasse 2015 er 1,0 l/s pr. m2 opvarmet etageareal ved trykprøvning med 50 Pa. Tæthedskravet for lavenergiklasse 2020 er 0,5 l/s pr. m2 opvarmet etageareal ved trykprøvning med 50 Pa. Termografering 4 Termografering er en metode til at afsløre kuldebroer, utætheder og varmespild. Man opnår en varmeteknisk kortlægning af overfladetemperaturer af fx bygningsflader og konstruktioner og får hurtigt et overblik over, hvor der optræder svagheder i klimaskærmen. Nærmere undersøgelser kan herefter målrettes til disse steder. Termograferingen kan udføres indvendigt og udvendigt: Indvendigt til kontrol af eventuel tilstedeværelse af luftlækager og kuldebroer med kondensrisiko. Her scannes typisk Ydervægge Lofter Vinduespartier Samlinger omkring loft/vægge og vægge/gulve Udvendigt typisk til kontrol af isoleringstilstanden i ydervægge. Her scannes typisk: Tagflader, kviste og gavltrekanter (såfremt loftetagen er udnyttet og opvarmet) Ydermure specielt partier omkring vinduer, etageadskillelse og fundamenter Termografiudstyr måler infrarød stråling, som omsættes til overfladetemperaturer. Der dannes billeder (termogrammer), som vises på en monitor, og som kan gengives elektronisk eller på papir

8 Eksempel på udvendig termografering På skalaen ses, hvilke temperaturer de forskellige farver viser. På billedet ses, at vinduerne (røde) lukker relativt meget varme ud, og at der er isoleringsmæssige svagheder mellem vinduerne (grøn) end under vinduerne (blåt) beregningsfaktorer for fjernvarme og el Fjernvarmefaktoren ændres til 0,6 og Elfaktoren sænkes fra de nuværende 2,5 til 1,8 for bygningsklasse Regneeksempel for en lavenergiklasse 2020 bolig: ÅRLIGT FORBRUG/TILSKUD: Varmeforbrug: 4500 kwh Elforbrug (uden belysning): 600kWh El tilskud fra solceller: 1100 kwh For klasse 2020 er omregningsfaktoren 0,6 for fjernvarme og 1,8 for el. Dette giver et samlet energibehov på: 1800 kwh ((4500 x 0,6)+(600 x 1,8)-(1100 x 1,8)) kwh divideret med bygningens areal på 150 m² 12 kwh/m²/år, hvilket fint overholder kravet til energirammen på 20 kwh/m²/år. Uden solceller ville energirammen dog ikke holde. Den nye DS 418 (7.udgave) en opdatering Standarden DS 418 er hovedsageligt opdateret for at forberede muligheden for at beregne lavenergibyggeriet. Dette har bevirket ændringer på følgende hovedområder: * Linjetab omkring vinduer og døre * Linjetab ved fundamenter * Kuldebroer ved hjørner * DS 418 eksempel hus Opdateringen gælder både beregninger og nye tabeller mv. for ovenstående områder. 7

9 Fremtiden Der er ingen tvivl om at der vil blive fokuseret på innovativ produktudvikling i byggebranchen fremover for at kunne leve op til de nye frivillige 2020 krav som nu er stadfæstet. Samtidigt kræver det også at der bliver tænkt i nye samarbejdskonstellationer til byggeriets bedste ikke mindst for at dette kan give os et internationalt boost i forhold til vore konkurrenter i den øvrige verden. Det gode argument Ved at bygge efter bygningsklasse 2020 får man en fremtidssikret bygning med et væsentlig lavere energiforbrug, hvilket betyder, at man kan spare på sin varmeregning. Samtidig får man også et rigtig godt indeklima. De skærpede U-værdi krav til døre på 0,8 W/m²/K og vinduernes energibalance på 0 kwh/m² gør også, at man bedre kan udnytte hele bygningens areal, da der ikke er kuldenedfald og træk langs vinduer og døre. Det skærpede tæthedskrav stiller ekstra krav til luftskiftet, som typisk vil være et ventilationsanlæg med varmegenvinding, evt. suppleret med automatisk styrede vinduer. Overtemperatur Overtemperatur har vist sig at være et stigende problem i takt med, at vi ønsker at bygge med større vinduesarealer. Dette kan dog afhjælpes ved at have et godt udhæng eller udvendig afskærmning, så solen ikke står direkte ind i rummene om sommeren. For at sikre, at indetemperaturen ikke vil blive for høj, skal der udføres en beregning i de mest udsatte rum, som for boliger skal vise, at temperaturen ikke vil overstige 26 C i mere end 100 timer om året og 27 C i mere end 25 timer om året. For kontorer, institutioner mv. fastsætter bygherren antallet af timer, som temperaturen ikke må overstige 26 C. Dette er også gældende for lavenergiklasse 2015 bygninger. Mere dagslys En lystransmittans angiver, hvor stor en del af dagslyset der kommer ind gennem ruden. Jo højere tal, jo mere dagslys. For at sikre et godt dagslys i opholdsrum, stiller bygningsreglementet krav om, at der i bygningsklasse 2020 for boliger, kollegier, hoteller mv. skal være et minimum rudeareal. Arealet skal udgøre mindst 15 pct. af gulvarealet i beboelsesrum og køkken/alrum, hvis rudernes lystransmittans er større end 0,75. Er lystransmittans mindre, skal rudearealet forøges tilsvarende. 8

10 Konstruktionsopbygning Typisk energikrave til BR10: U: 0,14 W/(m2K) Isolering: Gulv: 200 til 250mm Vægge, let konstruktion: 250 mm, Hulmur tung konstruktion: 200 mm Loft/tag: 250 til 300 mm Vinduer og døre: U-værdi 1,1 Max 22 m2 vinduer pr. 100 m2 boligareal Energimærke A, B eller C Opvarmning: Ventilation: Andet: Fjernvarme, gas eller varmepumpe Ventilation med varmegenindvinding Tagudhæng skygger for solen mod syd Typisk energikrave til BR20: U: 0,09 W/(m2K) Isolering: Gulv: 400 mm Vægge let konstruktion: 400 mm Hulmur tung konstruktion: 400 mm Loft/tag: 500 mm Evt. Ekstra gode isoleringsprodukter Vinduer og døre: U-værdi 0,8. Max 22 m2 vinduer pr. 100 m2 boligareal. Energimærke A Opvarmning: Ventilation: Andet: Fjernvarme eller varmepumpe Ventilation med varmegenindvinding De fleste vinduer vender mod syd. Varmtvandsbeholderen placeres centralt i bygningen, tæt ved tappesteder. Tagudhæng skygger for sommersol, men lukker vintersol ind. Huset er kompakt og i 1½-2 plan. Huset er meget tæt. 9

11 Eks. Rentabilitetsberegning (BR10 Krav.) (BR20 krav.) Let Tag med pap. Bilag Konstruktions opbygning. Generisk materiale Tagpap Generisk materiale Finerplade (OSB), 650 kg/m3 22 mm. Generisk materiale Vindpap (vindtæt afdækning). 250 mm. 0,15 mm 50 mm. Generisk materiale Tagpap Generisk materiale Finerplade (OSB), 650 kg/m3 22 mm. Generisk materiale Vindpap (vindtæt afdækning). 450 mm. 0,15 mm 50 mm. U-Værdi. 0,13 W/m 2 K 0,08 W/m 2 K Varmetab pr. m 2. 9,1 kwh/pr. m 2 5,6 kwh/pr. m 2 Areal m m m 2 Samlet tab for bygningsdelen kwh/pr. år kwh/pr. år. Årlige energiforbrug kr kwh/pr. år. x 0,5 = kwh/pr. år. x 0,5 kr. = kr. kr. Udbedrings Økonomi kr kr. Årlige besparelse = 4035 kr. Tilbagebetalingstid. Energiforbruget på (60 års periode). Rentabelberegning. Årlig besparelse x levetid / investering >1.33 Udgift I alt. 40 x = kr. 192 år x 40 år. / = 0,21 Ikke Rentabelt. 10

12 (BR10 Krav.) (BR20 krav.) Tungt Tag med Tegl. Bilag Konstruktions opbygning. Generisk materiale Tagsten på lægter Generisk materiale Tagpap Generisk materiale Krydsfiner, 700 kg/m3 22 mm. 250 mm. 0,15 mm 50 mm. Generisk materiale Tagsten på lægter Generisk materiale Tagpap Generisk materiale Krydsfiner, 700 kg/m3 22 mm. 450 mm. 0,15 mm 50 mm. U-Værdi. 0,13 W/m 2 K 0,08 W/m 2 K Varmetab pr. m 2. 9,1 kwh/pr. m 2 5,6 kwh/pr. m 2 Areal m m m 2 Samlet tab for bygningsdelen kwh/pr. år kwh/pr. år. Årlige energiforbrug kr kwh/pr. år. x 0,5 = kwh/pr. år. x 0,5 kr. = kr. kr. Udbedrings Økonomi kr kr. Årlige besparelse = 4035 kr. Tilbagebetalingstid. Energiforbruget på (60 års periode). Rentabelberegning. Årlig besparelse x levetid / investering >1.33 Udgift I alt. 60 x = kr. 202 år x 60 år. / = 0,30 Ikke Rentabelt. 11

13 (BR10 Krav.) (BR20 krav.) Let Ydervæg med hulmur. Bilag Konstruktions opbygning. Rockpanel A/S Structure Xtreme 6 mm DS 418 Svagt ventileret, opadrettet varmestrøm luftspalte 25 mm. Generisk materiale Vindpap (vindtæt afdækning). 200 mm. 0,15 mm 50 mm. Rockpanel A/S Structure Xtreme 6 mm DS 418 Svagt ventileret, opadrettet varmestrøm luftspalte 25 mm. Generisk materiale Vindpap (vindtæt afdækning). 400 mm. 0,15 mm 100 mm. U-Værdi. 0,16 W/m 2 K 0,09 W/m 2 K Varmetab pr. m 2. 11,16 kwh/pr. m 2 6,3 kwh/pr. m 2 Areal m m m 2 Samlet tab for bygningsdelen kwh/pr. år kwh/pr. år. Årlige energiforbrug kr kwh/pr. år. x 0,5 = kwh/pr. år. x 0,5 kr. = kr kr. Udbedrings Økonomi kr kr. Årlige besparelse = 977 kr. Tilbagebetalingstid. 86 år. Energiforbruget på (60 års Udgift I alt. 60 x 2232 = kr. periode). Rentabelberegning. Årlig besparelse x levetid / investering > x 60 år. / = 0,69 Ikke Rentabelt. 12

14 (BR10 Krav.) (BR20 krav.) Tung Ydervæg med hulmur. Bilag Konstruktions opbygning. Generisk materiale Massiv teglsten 108 mm. Hulrumsfyld 250 mm. Generisk materiale Massiv teglsten 108 mm. Generisk materiale Massiv teglsten 108 mm. Hulrumsfyld 400 mm. Generisk materiale Massiv teglsten 108 mm. U-Værdi. 0,14 W/m 2 K 0,09 W/m 2 K Varmetab pr. m 2. 9,8 kwh/pr. m 2 6,3 kwh/pr. m 2 Areal m m m 2 Samlet tab for bygningsdelen kwh/pr. år kwh/pr. år. Årlige energiforbrug kr kwh/pr. år. x 0,5 = kwh/pr. år. x 0,5 kr. = kr kr. Udbedrings Økonomi kr kr. Årlige besparelse = 698 kr. Tilbagebetalingstid. 101 år. Energiforbruget på (60 års Udgift I alt. 60 x = kr. periode). Rentabelberegning. Årlig besparelse x levetid / investering > x 60 år. / = 0,60 Ikke Rentabelt. 13

15 (BR10 Krav.) (BR20 krav.) Terrændæk med gulvvarme. Bilag Konstruktions opbygning. Generisk materiale Armeret Beton (2 % stål), 2400 kg/m3 100 mm Gulvvarme Gulvvarmens placering 0,25 mm Kapillarbrydende lag indeholder Generisk materiale Polystyren, ekspanderet 41 dim. 200 mm. Generisk materiale Armeret Beton (2 % stål), 2400 kg/m3 100 mm Gulvvarme Gulvvarmens placering 0,25 mm Kapillarbrydende lag indeholder Generisk materiale Polystyren, ekspanderet 41 dim. 200 mm. U-Værdi. 0,16 W/m 2 K 0,09 W/m 2 K Varmetab pr. m 2. 11,16 kwh/pr. m 2 6,28 kwh/pr. m 2 Areal m m m 2 Samlet tab for bygningsdelen kwh/pr. år kwh/pr. år. Årlige energiforbrug kr kwh/pr. år. x 0,5 = kwh/pr. år. x 0,5 kr. = 4708 kr kr. Udbedrings Økonomi kr kr. Årlige besparelse = 3661 kr. Tilbagebetalingstid. Energiforbruget på (60 års periode). Rentabelberegning. Årlig besparelse x levetid / investering >1.33 Udgift I alt. 60 x 8369 = kr. 191 år x 60 år. / = 0,31 Ikke Rentabelt. 14