Beregning af bygningers varmetab

Transkript

1 Dansk standard DS udgave Beregning af bygningers varmetab Calculation of heat loss from buildings

2 DS 418 København DS projekt: M ICS: Første del af denne publikations betegnelse er: DS, hvilket betyder, at det er en standard udarbejdet på nationalt niveau. DS-publikationen er på dansk. Denne publikation erstatter: DS 418:2002, DS 418/Till. 2:2008, DS 418/Ret.1:2003 og DS 418/Till.1:2005. DS-publikationstyper Dansk Standard udgiver forskellige publikationstyper. Typen på denne publikation fremgår af forsiden. Der kan være tale om: Dansk standard standard, der er udarbejdet på nationalt niveau, eller som er baseret på et andet lands nationale standard, eller standard, der er udarbejdet på internationalt og/eller europæisk niveau, og som har fået status som dansk standard DS-information publikation, der er udarbejdet på nationalt niveau, og som ikke har opnået status som standard, eller publikation, der er udarbejdet på internationalt og/eller europæisk niveau, og som ikke har fået status som standard, fx en teknisk rapport, eller europæisk præstandard DS-håndbog samling af standarder, eventuelt suppleret med informativt materiale DS-hæfte publikation med informativt materiale Til disse publikationstyper kan endvidere udgives tillæg og rettelsesblade DS-publikationsform Publikationstyperne udgives i forskellig form som henholdsvis fuldtekstpublikation (publikationen er trykt i sin helhed) godkendelsesblad (publikationen leveres i kopi med et trykt DS-omslag) elektronisk (publikationen leveres på et elektronisk medie) DS-betegnelse Alle DS-publikationers betegnelse begynder med DS efterfulgt af et eller flere præfikser og et nr., fx DS 383, DS/EN 5414 osv. Hvis der efter nr. er angivet et A eller Cor, betyder det, enten at det er et tillæg eller et rettelsesblad til hovedstandarden, eller at det er indført i hovedstandarden. DS-betegnelse angives på forsiden. Overensstemmelse med anden publikation: Overensstemmelse kan enten være IDT, EQV, NEQ eller MOD IDT: Når publikationen er identisk med en given publikation. EQV: Når publikationen teknisk er i overensstemmelse med en given publikation, men præsentationen er ændret. NEQ: Når publikationen teknisk eller præsentationsmæssigt ikke er i overensstemmelse med en given standard, men udarbejdet på baggrund af denne. MOD: Når publikationen er modificeret i forhold til en given publikation.

3 Indholdsfortegnelse 0 Forord Reglernes ikrafttræden Overgangsbestemmelser Normative referencer Indledning Anvendte begreber Symboler og enheder Dimensionerende temperaturer Dimensionerende indetemperatur Dimensionerende udetemperatur Andre dimensionerende temperaturer Beregning af transmissionstab Transmissionstab gennem ydervægge, tage, vinduer og yderdøre Transmissionstab gennem terrændæk, kældergulve og kældervægge Transmissionstab gennem skillevægge, etageadskillelser og kælderdæk Transmissionstab gennem samlingen omkring vinduer og døre Transmissionstab gennem ydervægsfundamenter omkring terrændæk Beregning af transmissionsarealer Beregning af længden af de lineære kuldebroer Beregning af ventilationstab Ventilationstab Naturlig ventilation Mekanisk udsugning Andre mekaniske ventilationssystemer Beregning af det samlede varmetab Varmetab for et rum og for en bygning Beregning af transmissionstab Beregning af transmissionskoefficient Transmissionskoefficient og isolans Overgangsisolans Isolans for materialelag Isolans for luftfyldte hulrum Ikke ventileret hulrum Svagt ventileret hulrum Ventileret hulrum Ikke ventileret hulrum med reflekterende flader Ventilerede loftrum Konstruktioner med inhomogene materialelag Konstruktioner med kuldebroer Murbindere Udmuringer og ribber Spring i isoleringsplan Tyndpladeprofiler i skeletvægge Skillevægsfundamenter Andre gennembrydninger Vinduer, yderdøre mv Beregning af U-værdi Bestemmelse af transmissionsarealer (A) og længder (l) Bestemmelse af transmissionskoefficienter (U) Bestemmelse af linjetabet ( ) Andre metoder til bestemmelse af transmissionskoefficienter Andre figurer og tabeller til bestemmelse af U Terrændæk, kældergulve og kældervægge mod jord Betonsandwichelementer Kileformet isolering Beregning af U-værdi Side 3

4 6.12 Samlinger omkring vinduer og døre Linjetab sa i W/mK for samlinger omkring vinduer og døre i hule vægge Linjetab sa for samlingen omkring vinduer og døre i isolerede træskeletvægge med let beklædning eller skalmur Linjetab sa for samlingen omkring vinduer og døre ud for tyndpladeprofiler af metalliske materialer i isolerede skeletvægge med let beklædning eller skalmur Linjetab sa for samlingen omkring ovenlys og tagvinduer inklusive inddækning og karmopbygning Fundamenter Ydervægsfundamenter ved terrændæk Linjetabskoefficienter for fundamenter under døre og vinduespartier Kælderydervægsfundamenter Kuldebroer ved hjørner Materialers isolans og varmeledningsevne Indledning Grundlag for fastsættelse af isolans og varmeledningsevne Deklarerede værdier Designværdier Særlige forudsætninger Anneks A (normativt) Korrektion af transmissionskoefficienten A.1 Generelt A.2 Korrektion for luftspalter i isoleringen A.2.1 Luftspalter på tværs af hele isoleringslaget A.2.2 Luftcirkulation på den varme side af isoleringen A.2.3 Eksempler A.3 Korrektion for bindere A.4 Korrektion for regn på omvendt tag A.4.1 Generelt A.4.2 Korrektion af tagkonstruktionens transmissionskoefficient for den regnmængde, der løber mellem isoleringen og den vandtætte membran A.4.3 Korrektion af varmeledningsevnen Anneks B (normativt) Bestemmelse af linjetab for kuldebroer i konstruktioner Anneks C (normativt) Bestemmelse af linjetab for samlinger omkring vinduer og døre C.1 Vinduer og døre i facaden monteret i lige fals C.2 Vinduer og døre i facaden monteret i forskudt fals C.3 Vinduer og døre ved fundament C.4 Ovenlys og tagvinduer Anneks D (normativt) Bestemmelse af linjetab for ydervægsfundamenter D.1 Linjetab for ydervægsfundamenter ved terrændæk D.1.1 Samlet todimensional varmestrøm D.1.2 Endimensional varmestrøm gennem ydervæg og terrændæk D.2 Linjetab ved fundamenter under døre og vinduespartier ved terrændæk D.3 Linjetab for kælderydervægsfundamenter Anneks E (normativt) Kontrolregler for ikke CE-mærkede varmeisoleringsprodukter Anneks F (normativt) Designværdier for tegl, beton og andre byggematerialer Anneks G (informativt) Designværdier til beregning af eksisterende konstruktioner i forbindelse med ombygning og renovering Anneks H (informativt) Detaljeret beregningsprocedure for den samlede U-værdi for ovenlys Anneks I (informativt) Beregningseksempel Eksisterende bygning med vindue med tolagsenergirude Anneks J (informativt) Betonsandwichelementer Beregningseksempel Anneks K (informativt) Standarder og forslag til standarder, der refereres til i DS Anneks L (informativt) Beregningseksempel DS L.1 Transmissionsarealer og længder af linjetab L.2 Transmissionskoefficienter L.2.1 Ydervæg L.2.2 Samlinger omkring vinduer og døre L.2.3 Vinduer og døre

5 L.2.4 Terrændæk L.2.5 Fundament L.2.6 Loft og tag L.2.7 Lysskakter i forbindelse med tagvinduer L.2.8 Samlinger omkring tagvinduer L.2.9 Linjetab ved samlinger L Hjørne mellem ydervæg og ydervæg L Hjørne mellem ydervæg og loft L.3 Varmetab Anneks M (normativt) Kuldebroer ved hjørner M.1 Lodrette ydervægssamlinger M.1.1 Generelt M.1.2 Retvinklede hjørner M.1.3 Ikke-retvinklede hjørner M.2 Væg-tag-samling M.2.1 Ydervæg og vandret loft M.2.2 Skråloft og ydervæg M.3 Murkrone M.4 Lodret lejlighedsskel/loft M.5 Eksempel M.6 Geometri og varmeledningsevne Anneks N (informativt) Bestemmelse af transmissionskoefficienten U g for ruder i eksisterende byggeri

6 0 Forord Denne 7. udgave af DS 418 erstatter DS 418, 6. udgave, 2002 med tilhørende tillæg 1 (DS 418/Till.1:2005) og tillæg 2 (DS 418/Till.2:2008). DS 418 er en del af den danske byggelovgivning (bygningsreglementet) og står som sådan over de europæiske og internationale standarder, bortset fra hvor der er henvist til disse standarder. 0.1 Reglernes ikrafttræden 7. udgave træder i kraft den 17. juni Overgangsbestemmelser I perioden 17. juni december 2011 kan projekter udføres enten efter 6. udgave af DS 418:2002 samt tillæg 1 og 2 eller efter 7. udgave udgave. Efter 17. december 2011 er det kun 7. udgave, der er gældende. 0.3 Normative referencer Nedenfor er nævnt standarder, der er henvist til i DS 418. Det er kun de dele af standarderne, der refereres til, der er normative. I anneks K er anført standardernes titel. DS 469 DS/EN DS/EN 673 DS/EN DS/EN 823 DS/EN DS/EN 1520 DS/EN DS/EN 1745 DS/EN DS/EN 1873 DS/EN DS/EN DS/EN DS/EN DS/EN DS/EN DS/EN DS/EN ISO 8990 DS/EN DS/EN ISO 6946 DS/EN DS/EN ISO 7345 DS/EN DS/EN ISO 9251 pren DS/EN ISO 9288 DS/EN DS/EN ISO DS/EN DS/EN ISO DS/EN ISO DS/EN ISO DS/EN ISO DS/EN ISO DS/EN ISO DS/EN ISO DS/ISO I anneks K er ligeledes anført en liste over andre standarder og forslag til standarder, der har relevans for beregning af bygningers varmetab. 6

7 1 Indledning Beregningsreglerne tilsigter opnåelse af ensartethed ved bestemmelse af bygningsdeles isolans og bygningers varmetab under danske klimabetingelser, bl.a. i relation til bygningsreglementets energibestemmelser. Det er brugerens ansvar, at bygningsreglementets krav er opfyldt. Der kan forekomme tabelværdier i DS 418, der ikke opfylder disse krav. Sådanne værdier kan kun anvendes i forbindelse med eksisterende konstruktioner. Reglerne giver anvisning på beregning af bygningsdeles transmissionskoefficient U til bedømmelse af bygningsdelenes varmeisoleringsevne. U-værdier baseres på udformningen og dimensionerne af konkrete konstruktioner, og værdier for produkter kan ikke direkte benyttes ved beregning af varmetab. Det forudsættes, at konstruktioner og sammensatte bygningsdele er korrekt opbygget bl.a. ved anvendelse af anerkendte metoder og korrekt arbejdsudførelse. En konstruktion, der som helhed savner vindtæthed, eller som tillader utilsigtet ventilation eller konvektion i eller omkring de varmeisolerende lag, kan have væsentlig mindre isoleringsevne end udtrykt ved en beregning, der forudsætter normal vind- og fugttæthed. For vinduer og døre er der jævnfør afsnit 6.8 også mulighed for at bestemme U-værdier på basis af målinger på de konkrete vinduer, der anvendes i en konstruktion. I beregningerne indgår materialekonstanter, som er fastsat under hensyn til forventede gennemsnitsforhold i konstruktionerne. På grund af forenklingerne kan beregningsreglerne ikke umiddelbart benyttes til detaljerede beregninger af fx overfladetemperatur, kondensation eller fugttransport. Beregningsreglerne angiver en metode til beregning af rums eller bygningers dimensionerende varmetab. Metoden er udformet, så det dimensionerende varmetab med tilnærmelse bliver lig med rummets eller bygningens virkelige varmetab under stationære forhold ved de angivne indvendige og udvendige klimabetingelser. Ved beregning af det dimensionerende varmetab fra et rum tages der ikke hensyn til de situationer, hvor tilstødende rum midlertidigt undlades opvarmet. For en forenklet metode henvises til DS 469. Kan det i konkrete tilfælde påvises, at beregningsmetoden ikke giver en rimelig god tilnærmelse til de virkelige forhold, bør mere detaljerede metoder tages i anvendelse. Reglerne er udformet således, at beregningerne bliver rimeligt simple og praktisk anvendelige. Brugeren af DS 418 skal have fornøden teknisk indsigt. Der kan forekomme specielle tilfælde inden for reglernes gyldighedsområde, hvor reglerne ikke er dækkende. En vurdering af, om et aktuelt tilfælde er dækket, skal altid foretages. Der kan afviges fra reglerne, såfremt det dokumenteres, at afvigelsen er forsvarlig og teknisk begrundet. En sådan dokumentation skal ske ved anvendelse af EN- og ISO-standarder (se anneks K), hvis ikke denne standard foreskriver noget andet. Fortolkningsspørgsmål kan rettes til Dansk Standard, Kollegievej 6, 2920 Charlottenlund tlf eller [email protected]. 1.1 Anvendte begreber Deklareret værdi for isolans og varmeledningsevne Værdi for et byggemateriales eller -produkts isolans eller varmeledningsevne bedømt ud fra målte værdier ved referenceforhold for temperatur og fugtighed. (Se evt. også DS/EN ISO 10456, pkt ) Densitet Densiteten af et materiale er dets masse pr. volumenenhed, hvor voluminet inkluderer materialets porer. Densiteten gælder for materialet i tør tilstand. Denne densitet kan i nogle tilfælde afvige fra materialets nominelle densitet i henhold til almindelig handelsbetegnelse eller lignende. (Se evt. også DS/EN ISO 9251, pkt. 3.7). 7

8 1.1.3 Designværdi for varmeledningsevne og isolans Værdi for et byggemateriales eller -produkts varmeledningsevne eller isolans under specifikke forhold, som anses for typiske for materialets eller produktets termiske ydeevne, når det anvendes i en bygningsdel. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 6946, pkt Dimensionerende indetemperatur Den dimensionerende indetemperatur er en fiktiv temperatur, der er fastsat som grundlag for beregning af det dimensionerende varmetab for det pågældende rum. Indetemperaturen repræsenterer den sammenvejede værdi af lufttemperatur og strålingstemperatur, som medfører samme varmeafgivelse til rummets begrænsningsflader, som de faktiske temperaturer giver. For beboelsesrum og lignende har indetemperaturen og den operative temperatur midt i rummet praktisk taget samme størrelse. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 10211, pkt Dimensionerende udetemperatur Den dimensionerende udetemperatur er en fiktiv temperatur, der er fastsat for beregning af det dimensionerende varmetab. Den svarer ikke til de mest ekstreme klimapåvirkninger, som er observeret, men til en vis begrænset hyppighed. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 10211, pkt Dimensionerende varmetab Det dimensionerende varmetab for et rum eller en bygning er den varmeeffekt, der skal ydes for at opretholde den fastlagte indetemperatur ved de fastlagte ydre temperaturbetingelser. Det dimensionerende varmetab består af transmissionstabet og ventilationstabet Energiramme Energirammen er det tilladte maksimale årlige energibehov ifølge bygningsreglementet Forskudt fals Metode til indbygning af vinduer i ydervæggen. I forhold til traditionel montering i lige fals opnås typisk både et mindre varmetab gennem vinduet og et linjetab i samlingen samt fordele med hensyn til solvarme- og lysindfald, arkitektur, fastgørelse og fugning Isolans Isolansen er temperaturforskel divideret med varmestrømstæthed. Isolansen er et mål for modstanden mod varmetransmission gennem 1 m² af den betragtede flade eller det betragtede materialelag. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 7345, pkt Kuldebro Del af konstruktion med markant dårligere isolans end resten af konstruktionen. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 10211, pkt Lineær kuldebro Kuldebro med lille bredde, hvis virkning på varmetabet afhænger af kuldebroens længde og de todimensionale varmestrømme, den giver anledning til. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 10211, pkt Linjetab (Den lineære transmissionskoefficient) Varmetabet gennem en lineær kuldebro. Linjetabet er forskellen mellem den endimensionale og den todimensionale varmestrøm. 8

9 Normalemissivitet Normalemissiviteten for en overflade er forholdet mellem strålingen i fladenormalens retning fra overfladen og den tilsvarende stråling fra en absolut sort overflade ved de samme forhold og temperaturer. Normalemissiviteten er et udtryk for den relative strålingsudveksling med omgivelserne. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 9288, pkt Operativ temperatur Den operative temperatur repræsenterer den sammenvejede værdi af lufttemperatur og strålingstemperatur, som medfører samme varmeafgivelse ved konvektion og stråling fra en person, som de faktiske temperaturer giver Punktkuldebro Kuldebro med lille udstrækning. Dens virkning på varmetabet afhænger af de tredimensionale varmestrømme, den giver anledning til. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 14683, pkt Termisk koblingskoefficient (L f ) Varmestrøm (pr. grads temperaturdifferens) mellem to omgivelser, der er i termisk kontakt med den bygningsdel eller konstruktion, der betragtes Transmissionskoefficient, U-værdi Varmetransmissionskoefficienten (betegnet transmissionskoefficienten) for en bygningsdel er den stationære varmestrøm divideret med arealet og temperaturforskellen mellem omgivelserne på hver side af bygningsdelen. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 7345, pkt Transmissionstab Transmissionstabet er den varmemængde, der pr. tidsenhed strømmer gennem rummets eller bygningens begrænsningsflader på grund af temperaturforskelle Varmeledningsevne Varmeledningsevnen er varmestrømstæthed divideret med temperaturgradient under stationære forhold. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 7345, pkt Varmestrømstæthed Varmestrømstæthed er varmestrøm divideret med areal. Vedrørende definition, se DS/EN ISO 7345, pkt Varmetabsramme Varmetabsrammen er det dimensionerende transmissionstab, som kan beregnes for en bygning med transmissionskoefficienter samt vindues- og dørarealer ifølge bygningsreglementet Ventilationstab Ventilationstabet er den varmemængde pr. tidsenhed, som på grund af luftfornyelse i rummet eller bygningen medgår til opvarmning af indstrømmende luft. 9

10 1.2 Symboler og enheder Symbol Størrelse SI-enhed d tykkelse m l længde m L koblingskoefficient Wm/K b bredde m h højde m A areal m² V volumen m³ q luftstrøm m³/s n luftskifte h -1 densitet, massefylde kg/m³ Celsiustemperatur C temperaturdifferens K varmestrøm, varmetab W designvarmeledningsevne W/mK deklareret deklareret varmeledningsevne W/mK U den resulterende transmissionskoefficient inklusive evt. korrektioner W/m²K U' den ikke korrigerede transmissionskoefficient W/m²K U korrektioner i henhold til anneks A R designisolans m²k/w R deklareret deklareret isolans m²k/w (psi) linjetab W/mK (chi) transmissionskoefficient for punktkuldebro W/K c varmefylde, specifik varmekapacitet J/kg K Indekser A omgivende (ambient) E ude (exterior) F fundament F rammekarmdel af vindue (frame) F fastgørelser (mekaniske) G glasdel af vindue G gaslag/luftlag (gas(air)space) H homogent lag I inde I isolering j jord k konstruktion k kuldebro l luftlag m materialelag p fyldning i dør (panel) 10

11 r r s s sa t T v stråling (radiation) nedbør (regn) overflade (surface) mellemrum, gas/luft, (space) samling transmission total ventilation Hyppigt anvendte SI-præfikser Præfiks multiplum af enhed T (tera) G (giga) 10 9 M (mega) 10 6 k (kilo) 10 3 m (milli)