Active House. Active House baggrund, visionen Bolig for livet fra vision til virkelighed Eref vinduets helhedsorienterede værdi

Transkript

1 LYS Temadag Arkitektskolen Aarhus 23. September 09 Ellen Kathrine Hansen, Arkitekt MAA, VKR Holding Active House Active House baggrund, visionen Bolig for livet fra vision til virkelighed Eref vinduets helhedsorienterede værdi

2 VKR Gruppen

3 Dagslys, frisk luft og bedre miljø

4 Fremtidige krav mindre vinduer og tykkere vægge

5 Baggrund 40 procent af energiforbruget i de industrialiserede lande bruges i bygninger Vi tilbringer op i mod 90 procent af vores liv indenfor Hver tredje bygning har dårligt indeklima, der medvirker til allergi, depression og nedsat læring

6 Baggrund Brundtland rapporten Vores fælles fremtid 1987 Bæredygtig udvikling: At sikre at den imødekommer de øjeblikkelige behov uden at gå på kompromis med de fremtidige generationers mulighed for at sikre deres behov.

7 Energiressourcer i verden Renewable energy 6 11 Biomass 23 Ocean Thermal Energy Conversion Waves 0.5 WIND Natural Gas Petroleum 15 World energy use 15 TW yr per year ~ 450 exajoules ~ 440 Quads 19/10/2009 TIDES Geothermal HYDRO FINITE ENERGY RESERVES 900 Total reserve 220 Uranium COAL

8 Energiressourcer i verden 19/10/2009 Waves 0.5 Natural Gas Ocean Thermal 170 Energy Conversion Renewable energy 6 Biomass Petroleum Ikke begrænsninger men muligheder 4 HYDRO TIDES Geothermal World energy use 15 TW yr per year ~ 450 exajoules ~ 440 Quads Solar Energy FINITE ENERGY RESERVES Total reserve WIND 70 Uranium COAL

9 Visionen Active House er en vision om at udvikle og opføre bygninger, der producerer mere energi end de forbruger og samtidig har et sundt og komfortabelt indeklima og er i balance med omgivelserne

10 Visionen

11 Energi Producerer mere energi end det forbruger belaster hverken klimaet eller miljøet bygningen er optimeret til at bruge mindst mulig energi producerer vedvarende energi der er integreret i bygningen

12 Indeklima Sundt og komfortabelt indeklima Masser af dagslys og frisk luft Materialer har minimal påvirkning af indeklima og miljø Et funktionelt og fleksibelt hus

13 Omgivelser Er i balance med omgivelserne harmoni med landskabet, byggestilen og den arkitektoniske tradition regionale klimatiske forhold er integreret i designet, bygningen er orienteret i forhold til solen og omgivelserne optimeret i forhold til de lokale energiforsyninger og strukturer

14 Designprincipper Et hus der orienteres efter sol og omgivelser Et åbent hus der lukker naturen ind Et intelligent hus der reguleres efter vejr og behov Et producerende hus, der laver vedvarende energi

15 Fra vision til virkelighed 8 eksperimenter i 5 lande Et eksperiment er mere værd end ekspertantagelser VKR Gruppens stifter Villum Kann Rasmussen

16 Bolig for livet Lystrup, Danmark Åbnede d. 20. april 2009 VELFAC er projektleder på huset Forventet energiforbrug -7 kwh/m2

17 Active House Haus der Zukunft Regensburg i Tyskland Åbnede d. 17. september 2009 Sonnenkraft er projektleder på huset Forventet energiforbrug -3,2 kwh/m2

18 Active House Solar Aktivhaus St. Veit i Østrig Sonnenkraft er projektleder på huset Forventet energiforbrug 0 kwh/m2 Åbner d. 2. oktober 2009

19 Active House Green Lighthouse Københavns Universitets klimavenlige og bæredygtige hus med den lavest mulige CO2- udledning Forventet energiforbrug -7,5 kwh/m2 Åbner d. 20. oktober 2009

20 Project time perspectives September 2009 April 2009 Juli 2009 Oktober 2009 Januar 2010 April 2010 Juli 2010 Oktober 2010 Januar 2011 April 2011 Juli 2011 Oktober 2011 Home for Life Open house Test house Green Lighthouse Test house Haus der zukunft Open house Test house for 2 years VELUX House Test house for 2 years Solar Aktivhaus Test house Sun Light House Open house Test house France UK Open house Test house Opening Open house Test period Sale

21 Measuring Method Method will be prepared to support the holistic evaluation of the Active House vision. This means that the quantitative measurements must be compared with the qualitative, experienced measurements. Energy Indoor climate Environment Quantitative measurements: Energy behaviour, energy balance, measurements of indoor climate Qualitative measurements: End-users real behaviour and experience of the house Results of measurements Learning Communication

22 Measuring programme #3 Quantitative measurements Design phase Calculated/preconditions Construction phase Measuring uninhabited Operation Phase Measuring inhabited Energy Space heating Hot utility water Electricity consumption: Thermographic investigation Blower Door test Space heating Hot utility water Electricity consumption: Lighting, Appliances, Technical installations Energy production by solar collectors, solar heat pump, solar cells Passive solar heat (calculation method will be defined by the Ph.D.) U-value for roof, external walls and ground deck Lighting, Appliances, Technical installations Energy production by solar collectors, solar heat pump, solar cells Passive solar heat (calculation method will be defined by the Ph.D.) CO 2 from operation (calculations) Energy features of windows, U-value, Ueff, g-value Indoor climate Window area Daylight factor Timer for overheat temperature Temperature Calibration, functional test and adjustment of the technical installations Daylight factor Lighting level Air temperature CO 2 -concentration Air humidity Mechanical and natural ventilation Environment Energy used for production of materials/co 2 content of materials CO 2 footprint Local building tradition Adaptation to the surroundings and the landscape Relation to local energy supply Solar intensity Air temperature Air humidity Wind speed CO 2 footprint Relation to incident solar radiation and wind

23 Measuring programme #3 Qualitative measurements Design phase Calculated/preconditions Construction phase Measuring uninhabited Operation Phase Measuring inhabited Energy Indoor climate Environment

24

25 Proces 10 tværfaglige workshops hvor innovation skabes ved at sætte eksisterende viden sammen på en ny måde Intern arbejdsgruppe: VELFAC, VELUX, Window Master Undertitel Rådgivere: AART arkitekter Esbensen Ingeniører, KFS-Boligbyg Spidskompetencer: Ingeniørhøjskolen i Århus Alexandra Instituttet Statens Byggeforskningsinstitut

26 Proces Mål

27 Energikoncept Huset er selvforsynende med El og varme på årsbasis CO 2 -udledning og energiforbrug betales tilbage over ca. 30 år El sælges til nettet eller kunne oplade en el-bil til miljøvenlig transport / Page 27

28 Æstetik Smukke løsninger der udspringer af: Energioptimeret, funktionelt og komfortabelt design Stedets særlige karakter og lysets potentialer

29 Komfort Funktionel og fleksibel indretning Behageligt og sundt indeklima Tæt kontakt til naturen og dens ressourcer

30 Proces

31 Proces

32 Proces

33 Proces

34 Udviklingsmodel

35

36 Solenergiproduktionen giver et årligt energioverskud

37 Solenergiproduktionen giver et årligt energitilskud Statements: Bolig for livet lever op til de forventede 2015 krav med fjernvarme som forsyning uden egenproduktion Bolig for livet er beregningsmæssigt 100% energi- og CO2 neutral på årsbasis

38 3D skitse set fra sydøst

39 3D skitse set fra sydøst

40 B A Snit A Snit B

41 3D skitse set fra sydøst

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55 Vi tester energiforbrug og forudsætninger familien flytter ind

56 De aktive facader regulerer lysindfald og varmetab og udnytter den passive solenergi

57 What is Helo Fibre Helo Fibre is made of PUR: Fine glass treads reinforced with polyurethane

58 Architecture & Design Slim sash profile adds lightness to architecture (43 mm) VELFAC identity is maintained and developed 25 % bigger units floor to ceiling units

59 VELFAC Helo Accessories Basic window Lining ψ-value is improved with up to 75% Inside sun / night screening U w is improved with 10-25% Outside sun screening 88% of the sun s energy is blocked Motor Controlled ventilation IO Control

60 Vinduers energimæssige egenskaber Energibalancen E ref Myter Muren isolerer bedre end vinduer U w = 1,2 er bedre end U w = 1,3

61 Enertilskuddet i fyringssæsonen Sammenlignet med en væg har vinduet større varmetab, men kan i modsætning til væggen tilføre bygningen energi i form af lys og varme For at udnytte vinduets energiegenskaber bedst muligt, bør der anlægges en energibalance betragtning (noget energi kommer ind og noget energi forsvinder ud). = E ref g w U w Vinduets energibalance* Solens energitilskud gennem vinduet Varmetab gennem vinduet *Energibalancen er vinduets reelle energimæssige ydeevne i fyringssæsonen for et standard hus iht. DS 418 [ kwh/m 2 ]

62 Hvad indeholder Energitilskuddet Energitilskudstallet E ref Varmetab Den energimængde der i fyringssæsonen slipper ud gennem vinduet Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Retningsgennemsnit DS Referencehus 26 % mod Nord 33 % fordelt mod Øst og Vest Solindfald Retningsbestemt solindstråling i DK i fyringssæsonen 41 % mod Syd Skyggefaktor Indbygget ca 50 mm tilbagetrukket fra mur, ca 0,5 m udhæng og horisontvinkel på 10 Fyringssæsonen =24/9 13/5

63 Energibalance i fyringssæsonen Den retningsorienterede energibalance E = I korr F s g w G U w [kwh/m 2 ] I = Retningsorienteret solindstråling i fyringssæsonen korrigeret for lodret facadevindue. F s = Skyggefaktor (for et standardhus DS418: 0,7) g w = Vinduets g-værdi [dimensionsløs] G = Gradtimer i fyringssæsonen (for Danmark: 90,36) [kkh] U w = Vinduets U-værdi [W/m 2 K] g = glassets g-værdi = vinduets glasandel F f g w = g * F f

64 Energibalance i fyringssæsonen E ref = 196,4 * g w 90,36 * U w [kwh/m 2 ] Tommelfingerregel: E ref = Ueff * -90,36

65 vejen mod fremtidens helhedsorienterede byggeri Dagslys, frisk luft og bedre miljø

66 lysnet.com activehouse.info