24. januar 2012 I Peter Grønlund I Manager LIVINGlab by DOVISTA. Rationel Vinduer og Døre. Vinduers energiteknik. LIVINGlab. 24.

Transkript

1 I I Manager er. en helhedsorienteret viden og formidlingsenhed der arbejder for at vinduer udvikles og anvendes, så de bidrager positivt til menneskers sundhed, udvikling og trivsel, og til et bedre miljø og klima. 1

2 arkitekter ingeniører sociologer antropologer fremtidsforskere DtU SBi TI SDU AUC VKR MIMA ActiveHouse people comm tech IC materialer teknik funktioner fremtid lovgivning DK regulations EU/world rådgivere slutbrugere private kunder professionelle kunder Klimaskærm Rockwool Isover DAFA o.l. DOVISTA Forske og indsamle viden 2

3 Projektdeltagelser +energihuse Lavenergihuse Driftneutrale huse Aktivhuse Energihuse CO2-neutrale huse Superlavenergihuse +huse Ultralavenergihuse Bolig+ Passivhuse Net Zero huse Kl Passiv+ huse 0-energihuse Kl Energineutrale huse = 3

4 = energi I hvorfor Hvorfor lavenergi nu? by 4

5 Hvorfor nu? Hvorfor nu? 5

6 Hvorfor nu? FN Population Hvorfor nu? 15 Årligt globalt energiforbrug Naturgas Olie 220 Uran 900 Kul Globale reserver Klodens kendte fossile energireserver i TW Kilde: Sonnenkraft 6

7 Hvorfor nu? Kilde: Energistyrelsen og Venstres hjemmeside Hvorfor nu? 7

8 Hvorfor nu? = energi 8

9 Levetid Udsyn Indeklima Pris Montage Sikkerhed = Design energi Dagslys Miljø Vedligehold Lyd Leverandørservice Æstetik Comfort Frisk luft Levetid Udsyn Indeklima Pris Montage Sikkerhed = Design energi Dagslys Miljø Vedligehold Lyd Leverandørservice Æstetik Comfort Frisk luft 9

10 350 BYGNINGSREGLEMENTET KWh/m²/year BR 1961 BR 1979 BR 1995 BR 2006 BR 2010 BR NØDVENDIG INDSATS : 1 Reducer energiforbrug 2 Udnyt passive tiltag isolering, bedre vinduer/passiv solenergi, naturlig ventilation, tæthed Brug vedvarende energi Vindkraft, solceller, varmepumper, biomasse (vinduer!) 3 Effektive installationer Højere virkningsgrader, lavere elforbrug by 10

11 22. november juli

12 8. december juni

13 11. september august

14 16. juni 2005 Erhvervs og Byggestyrelsen 16. juni

15 Krav til varmetab 2005 tilført Krav til energi

16 Detailkrav Mindsteværdier tab Funktionskrav Bruttoramme tab + tilskud 2005 lokale vedvarende energikilder energitilskud gennem vinduer Vinduer = varmetab U I Transmissionstab

17 Vinduer = varmetab + tilskud g I Solvarmetransmittans (solfaktor) 2005 g - U = E Solens energitilskud gennem vinduet Varmetab gennem vinduet Vinduets energibalance 17

18 Energibalance Eref U w g w E ref Energibehov 1,28 0, ,33 0, ,33 0, ,36 0, Be06 eksempelhus, ver. 4 Energibalance Eref kwh/m2/år E nord E øst/vest E syd BR10 krav til ydervæg (U=0,3) BR10 krav til vinduer (U=1,3 / Eref 33) Typisk 3 lags argon (Uw 1,0 / Eref = 7 +Energi produkt (Uw 0,85 / Eref = +4) 18

19 tab ENERGi BALANCE tab tilskud 19

20 Energistrategier Energireducerendereducerende Isolering Tæthed Vamegenvinding Vinduer Reducer transmissionstab Minimer overophedning Energiproducerende Solfangere Solceller Varmepumper Vinduer Direkte solenergi varme Direkte lysenergi dagslys Udsyn Ukompliceret teknologi Ingen pladskrav Få driftsudgifter Lavt vedligehold Lang levetid 60% Opvarmningsbehov dækket af vinduer 20

21 Solenergi TW/år x

22 I DIREKTE SOLENERGI I INDSAMLE g værdi / Lt værdi / glasprocent areal / orientering / skygger I KONTROLLERE g værdi solafskærmning termisk masse I TILBAGEHOLDE U værdi / linietab indbygningsløsning I DIREKTE SOLENERGI I INDSAMLE g værdi / Lt værdi / glasprocent areal / orientering / skygger I KONTROLLERE g værdi solafskærmning termisk masse I TILBAGEHOLDE U værdi / linietab indbygningsløsning 22

23 I DIREKTE SOLENERGI I INDSAMLE g værdi / Lt værdi / glasprocent areal / orientering / skygger I KONTROLLERE g værdi solafskærmning termisk masse I TILBAGEHOLDE U værdi / linietab indbygningsløsning Glas Alm. glas Jernfattigt glas (LI Low Iron) Glasopbygning 2/3 lag Glasafstand Gasfyldning Atm. luft Argon Krypton Belægninger Isolerende Varmedæmpende Spacer Rustfri stål Aluminium Kunststof (WE warm edge) g g Glassets solenergitransmittans Lt g Glassets sollystransmittans U g Glassets transmissionskoefficient Ψ g Spacerens linietab og indbygning 23

24 Karm/ramme (U f) Træ Metal Kunststof Rude Glasprocent (F f) Rudearealets andel af det samlede vinduesareal g w Vinduets solenergitransmittans Lt w Vinduets sollystransmittans U w Vinduets transmissionskoefficient VARMETAB U (W/m2*K) I Varmetransmission I Formel Uw = Ag xug + Af x Uf + Ig Psig / ( Ag + Af ) U Ug = Rudens U værdi målt på midten angivet i W/m2K Uf = ramme /karmarealets U værdi angivet i W/m2K Psi = linietab for rudens afstandsprofil + indbygning angivet i W/m2K Ag = glasarealet i m2 (glas eller tilsvarende) Af = areal af karm, ramme og sprosser angivet i m2 Ig = Omkreds af glasarealet angivet i meter g Lt U 24

25 DAGSLYS Lt (%) I Lystransmission dagslys Lt = Lystransmittans LRud = Udadgående lysrflektans I Eksempel Lt værdi: 66% LRud / LRind: 21/22 LRud Lt LT (τν) er værdien på det transmitterede synlige lys, i intervallet nm angivet i procent af det mod glasset indfaldende lys. LRud (ρν) er reflekteret lys udad i det samme interval. DS/EN 410 g Lt U SOLENERGI g (%) I Solenergitrasmission (solfaktor) Direkte solenergitransmittans + transmittans fra solenergiabsorbtion I g I Eksempel g værdi: 48% (0,48) SR/ST/SA: 33/38/29 SR SA ST Intervallet for solenergistrålingen (I) er nm i henhold til DS/EN 410. ST (τθ) er den Direkte Solenergitransmittans, SR (ρθ) er den udadrettede Solenergireflektans SA (αθ) Solenergiabsorptans er den i glaskombinationen absorberede solenergi. g-værdi (TST) er den totalt transmitterede solenergi som består af ST plus den andel af absorberet solenergi som efterstråler indad. g Lt U 25

26 I Glas Alm. glas Jernfattigt glas (LI Low Iron) Rude glas I Glas Kvartssand, soda og kalk tilsat jern, magnesium og aluminiumsoxider I Alm. floatglas Grønt 26

27 Rude glas I Jernfattigt floatglas (LI) Mindre jernoxyd Mere klart Højere G Lidt højere Lt værdi Bedre farvegengivelse (Ra værdi) Dyrere (LI = Low Iron) Alm. float U g :0,90 g g : 057 0,57 Lt : 0,73 Low Iron U g : 0,90 g g : 0,62 Lt : 0,75 I Spacer Aluminium Rustfri stål Kunststof (WE warm edge) 27

28 Rude spacer Rude spacer 28

29 Rude spacer Warm Edge I Glasopbygning 2/3 lag Glasafstand

30 Rude glasopbygning 4 mm U g : 5,80 g g : 0,87 Lt : 0, Atm. luft U g : 2,80 g g : 078 0,78 Lt : 0, Atm. luft U g : 1,80 g g : 071 0,71 Lt : 0, Atm. luft U g : 2,80 g g : 0,78 Lt : 0, Atm. luft U g : 1,70 g g : 0,71 Lt : 0,75 Klar floatglas / atmosfærisk luft / ingen belægninger I Gasfyldning (Atm. luft) Argon Krypton 30

31 Rude gasfyldning I Stillestående luft isolerer Luft står ikke stille i en rude konduktivitet I Gas reducerer konduktivitet Øget viskositet Øger isoleringsgrad Rude gasfyldning I Atmosfærisk luft 78% nitrogen + 21% ilt I Argon Ca. 1% af jordens atmosfære 1 l. argon kræver 100 l. luft I Krypton Ca. 0,0001% af jordens atmosfære 1 l. krypton kræver liter luft 31

32 Rude gasfyldning Argon U g : 1,19 g g : 064 0,64 Lt : 0,80 Argon U g : 0,65 g g : 051 0,51 Lt : 0,70 Krypton U g : 1,16 g g : 0,64 Lt : 0,80 Krypton U g : 0,54 g g : 0,51 Lt : 0, / , Energy, WE Rude gasfyldning I Argon Størst effekt ved 15 mm glasafstand (2 lag) Størst effekt ved 19 mm glasafstand (3 lag) I Krypton Størst effekt ved 9 mm glasafstand (2 lag) Størst effekt ved 11 mm glasafstand (3 lag) / , Energy, WE 32

33 Rude gasfyldning Argon U g : 1,19 g g : 0,64 Lt : 0,80 Argon U g : 1,22 g g : 0,64 Lt : 0,80 Argon U g : 0,65 g g : 0,51 Lt : 0,70 Argon U g : 0,57 g g : 0,51 Lt : 0,70 Krypton U g : 1,16 g g : 0,64 L 080 Krypton U g : 1,19 g g : 0,64 L 080 Krypton U g : 0,54 g g : 0,51 L 070 Lt : 0,80 Lt : 0,80 Lt : 0,70 Krypton U g : 0,55 g g : 0,51 Lt : 070 0,70 32 mm 52 mm Energy, WE Rude gasfyldning I Argon I Krypton I Det næste? 33

34 I Belægninger Coatings Isolerende Varmedæmpende Rude belægninger 34

35 Rude belægninger Varme Varme Rude belægninger 35

36 Rude belægninger λ = nm λ > nm λ > nm Rude belægninger Reducer varmetab 36

37 Rude belægninger Reducer varmetab Rude belægninger Reducer varmetilskud 37

38 Rude belægninger Reducer varmetilskud Rude belægninger Lys Varme Varme 38

39 Rude belægninger Stort varmetilskud (ingen belægning) Varme stort dagslystilskud stort varmetab g Rude belægninger Lavt varmetilskud (reflektiv belægning) lavt dagslystilskud g 39

40 Rude belægninger Lavt varmetab (lavemmisiv belægning) Varme lavt varmetilskud lavt dagslystilskud U Rude belægninger REFLEKTIVE VARMEDÆMPENDE U g :1,10 g g : 071 0,71 Lt : 0,43 U g :1,10 g g : 050 0,50 Lt : 0,27 U g :1,10 g g : 040 0,40 Lt : 0,23 U g :1,10 g g : 018 0,18 Lt : 0,29 U g :1,10 g g : 0,80 Lt : 0,63 Lavemessiv / , Argon, WE 40

41 Rude belægninger LAVEMMISIVE VARMEISOLERENDE U g : 1,50 g g : 074 0,74 Lt : 0,75 U g : 1,10 g g : 063 0,63 Lt : 0,80 U g : 1,00 g g : 049 0,49 Lt : 0, , Argon, WE Rude belægninger Argon U g :1,10 g g : 0,80 Lt : 0,63 Argon Li U g :0,47 g g : 0,39 Lt : 0,58 Xenon U g :0,26 g g : 0,31 Lt : 0,46 41

42 Rude Glas Alm. glas Jernfattigt glas (LI Low Iron) Glasopbygning 2/3 lag Glasafstand Gasfyldning Atm. luft Argon Krypton Belægninger Isolerende Varmedæmpende Spacer Rustfri stål Aluminium Kunststof (WE warm edge) g g Glassets solenergitransmittans Lt g Glassets sollystransmittans U g Glassets transmissionskoefficient Ψ g Spacerens linietab og indbygning Rude Glas Gasfyldning Glasopbygning Belægninger Spacer 42

43 Karm/ramme (U f) Træ Metal Kunststof Rude Glasprocent (F f) Rudearealets andel af det samlede vinduesareal I Karm/ ramme Træ Metal Kunststof Komposit 43

44 Rude karm/ramme Rude karm/ramme 44

45 Rude karm/ramme Rude karm/ramme 45

46 Rude karm/ramme I Lav u værdi ofte i modstrid med styrke og stabilitet I Dimensioner Øget dybde giver lavere energitab Rude karm/ramme I Karm/ramme Uf W/m2*K Træ 1,2 1,5 Træ/alu (Alu bærende del ) 1,7 2,5 Alu 1,6 6,0 PVC 0,8 1,8 Komposit 0,7 2,0 Certificerede passivhusvinduer typisk 08 0,8 46

47 Rude karm/ramme I Bygningsniveau U f Opvarmningsbehov [kwh/m2 pr år] 1,4 16 1,2 15 Areal (brutto): 182,7 m² Orientering: 31⁰ mod øst Opvarmning(PHPP): 15 kwh/m²/år Vinduesprocent i huset: 19% I Glasprocent (F f ) 47

48 GLASPROCENT I Glas isolerer oftest bedre end karm/ramme I Høj glasandel kan ofte kompensere for lavere u værdi på karm/ramme Rude glasprocent GLASPROCENT bygningsniveau 2 stk. 59% 68% 48

49 I DIREKTE SOLENERGI I INDSAMLE g værdi / Lt værdi / glasprocent areal / orientering / skygger I KONTROLLERE g værdi solafskærmning termisk masse I TILBAGEHOLDE U værdi / linietab indbygningsløsning 49

50 LINIETAB I Liniær transmissionskoefficient I Ψ Psi I Samlingslinietab Ψ sa Indbygningslinietab Ψ indb LINIETAB I Materialer I Konstruktioner I Geometri 50

51 LINIETAB Linietab Be10 LINIETAB Isolering 200 mm 300 mm 400 mm 500 mm 600 mm U værdi 0,22 0,15 0,11 0,09 0,08 Energibehov plushuset / uden solvarme og mek.vent. med genvinding / lambda 0,038 / energibehov korrigeret for reduktion i klimaskærm 51

52 ORIENTERING ORIENTERING N 52

53 ORIENTERING N ORIENTERING N 53

54 Linietab Be10 ORIENTERING Isolering 200 mm 300 mm 400 mm 500 mm 600 mm U værdi 0,22 0,15 0,11 0,09 0,08 Energibehov plushuset / uden solvarme og mek.vent. med genvinding / lambda 0,038 / energibehov korrigeret for reduktion i klimaskærm I DIREKTE SOLENERGI I INDSAMLE g værdi / Lt værdi / glasprocent areal / orientering / skygger I KONTROLLERE g værdi solafskærmning termisk masse I TILBAGEHOLDE U værdi / linietab indbygningsløsning 54

55 60% Opvarmningsbehov dækket af vinduer CHECKLISTE I Orientering / glasfordeling I God energibalance mulig I Lav horisontskygge I Lav egenskygge I Aut. solafskærmning I Varmekapacitet I Mekanisk ventilation. 55

56 CASE Sabro I Enfamiliehus I Areal: 153 m2 I Orientering: 10 grader (fra syd) I Energiramme: 2,2 kwh/m2 pr år I Klasse: Driftsneutral I Øvrigt: Stortsydvendt glasareal Kompakt byggeri Varmekapacitet 120 (høj) Mulighed for aut. solafskærmning CHECKLISTE Sabro I Orientering / glasfordeling I God energibalance mulig I Lav horisontskygge I Lav egenskygge I Aut. solafskærmning I Varmekapacitet I Mekanisk ventilation 56

57 Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref

58 Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref +12 Huset mættet med varme Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas

59 Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning 6 Udhæng 1 m

60 Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning 6 Udhæng 1 m 7 Udhæng 1,5 m Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning 6 Udhæng 1 m 7 Udhæng 1,5 m 8 Udvendig man. solafskærmning

61 Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning 6 Udhæng 1 m 7 Udhæng 1,5 m 8 Udvendig man. solafskærmning 9 Udvendig man. solafskærmning + 1 m udhæng Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning 6 Udhæng 1 m 7 Udhæng 1,5 m 8 Udvendig man. solafskærmning 9 Udvendig man. solafskærmning + 1 m udhæng 10 Fuldautomatisk udv. solafskærmning

62 Case 2 Sabro 1 Vinduer Eref 33 2 Vinduer Eref 18 3 Vinduer Eref Solafskærmende glas 5 Indvendig solafskærmning 6 Udhæng 1 m 7 Udhæng 1,5 m 8 Udvendig man. solafskærmning 9 Udvendig man. solafskærmning + 1 m udhæng 10 Fuldautomatisk udv. solafskærmning kwh/m2/år kwh/m2/år Case 2 Sabro Overslag besparelse Sabro (17 vinduer - 3 med solafskærmning) Tiltag (forbedring ift. 33 kwh/m 2 pr år) Energibesparelse e se [kwh/år] Tiltag tilbagebetalt efter 10 år Hvad må det koste? Tiltag tilbagebetalt efter 20 år Hvad må det koste? Vinduer Eref Vinduer Eref +12 med solafskærmende glas Vinduer Eref +12 og udhæng på 1,5m Vinduer Eref +12, udhæng 1m og udv. solafskærmning Vinduer Eref +12 og aut. solafskærmning Forudsætning: I eksemplet er der regnet med oliefyr som opvarmningskilde, en fyringsoliepris på 8,5 DKK samt en nyttevirkning på 90%. 62

63 = = energi 63

64 Derfor! KLIMA EFTERSPØRGSEL FOSSILE LAGRE ØKONOMI by 64

65 Foto: HENRIK MONTGOMERY / SCANPIX, Berlingske Tidende? Foto: HENRIK MONTGOMERY / SCANPIX, Berlingske Tidende 65

66 TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN Manager t: m: 66