Energirigtigt byggeri
Energiteknolog Sofiendalsvej 60 Telefon 72 50 59 00 Fax 72 50 59 99 http://www.ucn.dk Titel: Afgangsprojekt. Tema: Passivhuse. Projektperiode: 4.semester afgangsprojekt. Deltager: Bo Tholander Dennis B. Bossen Hovedvejleder: John Midtgaard Jensen Bi vejleder: Trine Rask Bindslev Tree En særlig tak til: BAI Green Energy Tech College Aalborg Sidetal: 59 Bilagsantal: 10 Synopsis: Denne rapport indeholder et løsningsforslag til at bygge et lavenergihus, med reduceret vægetykkelse ved brug af refleksiv isolering, samt en let ydrevægs konstruktion. Huset er forsøgt lavet efter de kommende be2020 krav, uden brug af alternative energikilder. Der vil i rapporten ligeledes blive set på mulighederne, for at lave yderligere besparelser i huset, ved at anvende energibesparende komponenter og maskiner, samt at visualisere husets energiforbrug. Dette gøres for at opnå en synliggørelse, der kan hjælpe til yderligere reducering af energiforbruget i huset. Afsluttet den: 07-06-2013 Side 1 af 59
Forord: Denne rapport er udarbejdet af en Energiteknologstudie gruppe bestående af 2 personer. Rapporten er skrevet på 4. semester på University College Nordjylland i perioden 11-03-13 til 07-06-13 Læsevejledning: Denne rapport er opdelt i forskellige kapitler der er nummereret (1,2,3, ) afsnit er nummereret (1.1,1.2, ). I de forskellige afsnit indgår udregninger, figurer, tabeller osv. Disse bliver angivet henholdsvis med (figur 1.1,tabel 1.1, ) passende med hvilke kapitel de tilhøre udregninger og lignende vil blive betegnet med samme notation. Udover figur /tabel nummer, vil der være en forklarende tekst under figurer /tabellen. I rapporten anvendes der kildehenvisning til ressourcer, såsom hjemmesider, bøger og artikler. Ved alle kildehenvisninger refereres der til kildelisten. I Kildelisten angives internetsider med URL. En særlig tak til: Projektdeltagers underskrift: Bo Tholander Dennis B. Bossen Side 2 af 59
Indhold 1 Indledning. Fælles... 5 2 Kravfasen.... 6 2.1 Problemformulering. Fælles... 6 2.2 Projektafgrænsning. Fælles... 6 2.3 Kravspecifikation. Fælles... 7 3 Projekt analyse:... 8 3.1 Interessentanalyse. Fælles... 8 3.2 Risikoanalyse. Fælles... 9 3.3 Analyse af projektomfang. Dennis... 10 4 Idéfasen.... 11 4.1 Brainstorm af konstruktions typer og materialer. fælles... 11 4.1.1 Mindmap af konstruktions typer og materialer. Fælles... 12 4.2 Brainstorm af energibesparende tiltag. Fælles... 13 4.2.1 Mindmap af energibesparende tiltag. Fælles... 14 5 Analysefasen.... 15 5.1 Analyse/beskrivelse af en by og land grund. Dennis... 15 5.2 Valg af byggegrund. Dennis... 16 5.2.1 by zonen. Dennis... 17 5.2.2 Land zone. Dennis... 19 5.3 Analyse/beskrivelse af BR10/15/20. Bo... 20 5.4 Refleksiv isolering. Bo... 22 5.5 Flamingoklodser. Dennis... 24 6 Konceptfasen.... 25 6.1 Husets form. Dennis... 25 6.2 Husets indretning. Dennis... 26 6.3 Varmegivere... 27 6.3.1 Guldvarme. Bo... 27 6.4 Konstruktioner. Fælles... 28 6.4.1 Ydrevæge. Fælles... 28 6.4.2 Tag. Bo... 30 6.4.3 Gulv. Dennis... 31 6.5 Vinduer og døre.... 31 Side 3 af 59
6.6 Linjetab. Bo... 32 6.7 Tegninger. Fælles... 34 6.8 Ventilation. Bo... 35 6.9 Vand til vand varmepumpe. Dennis... 38 6.10 Be10 beregning. Fælles... 40 7 Konstruktionsfasen / Implementering.... 41 7.1 Beskrivelse af solfanger. Dennis... 41 7.2 Beskrivelse af husstandsvindmølle. Dennis... 43 7.3 Beskrivelse af energibesparende tiltag.... 44 7.3.1 LED belysning. Dennis... 44 7.3.2 Vandsparende tiltag. Dennis... 45 7.3.3 Visualisering af energiforbrug.... 47 7.4 Det færdige hus. Dennis... 53 8 Konklusion. Fælles... 54 9 Litteraturliste. Fælles... 55 10 Bilagsliste. Fælles... 59 Side 4 af 59
1 Indledning. Fælles Stigende energipriser og øget forbrug har gjort det nødvendigt, at forholde sig mere kritisk til energispild og reduktion af det generelle energi forbrug. I Danmark bliver over halvdelen af det samlede energiforbrug, benyttet til opvarmning er af bygninger. Dette faktum blev man for alvor opmærksom på, ved energikrisen i 1973, hvor der herefter blev fokuseret mere og mere på de energimæssige forhold. Denne udvikling forsat, og resulterer i stadig større krav til både materialer og konstruktioner i byggeriet, dette er både et lovmæssigt krav samt et pres fra forbrugerne. Lovgivningens krav er direkte beskrevet i bygnings reglementet, endvidere er der ved køb og salg, pligt til udover tilstandsrapport også at kunne fremvise en energimærkning. Dette er en sikkerhed for købers investering, da energirenovering kan være omfangsrig og en økonomisk belastning. I byggeriet har man været bundet af traditionelle metoder og materialer, det har resulteret i tendens til at konstruktionerne er blevet stadig tykkere, for herved at opnå den ønskede energiramme. Dette har den ulempe, at kvadratmeter prisen stiger, da man regner med udvendig mål. Ofte har det også været nødvendigt at implementere eksterne energikilder som f.eks. solceller eller husstandsvindmøller for at opnå de fremsatte krav. Ser man på de fremtidige bygningskrav, er kravet til transmissionstabet så højt, at det er svært at forestille sig at kravet i fremtiden vil blive større. Derfor er det nødvendigt at se på andre energitab udover varmetabet. De energitab, der er relevante i bygningen ud over varmen, er hhv. vandspild eller reduktion af elforbruget. Dette gør det nødvendigt, at have større fokus på energi besparende apparater, samt at skabe en større bevidsthed om husets samlede energiforbrug. Side 5 af 59
2 Kravfasen. I dette kapitel vil der blive beskrevet de problemstillinger og de krav der er til projektet. Der vil blive udarbejdes en problemformulering og en projektafgrænsning, derudover vil der blive lavet en kravspecifikation. 2.1 Problemformulering. Fælles Der vil i projektet blive tage udgangspunkt i udviklingen af et lavenergihus. Kan man bygge et lavenergihus med en reduceret vægtykkelse? Kan man fremskynde energimæssige adfærdsændringer i boligen uden markante livsstilsændringer? Der vil blive undersøgt følgende. Visualisering af energiforbrug i bygningen. Konstruktionens udførelse. Sammenhængen mellem bygningens energiforbrug og form. Sammenhængen mellem adfærd og husets samlede energiforbrug. Energireducerende tiltag i huset. Geografiens betydning på hustype. o Herunder kollektiv energiforsyning og dens muligheder. 2.2 Projektafgrænsning. Fælles Der vil i projektet blive arbejdet med. Kravet til et lavenergihus i 2020. o Be10 beregninger. Ventilation. Styring og overvågning af forbrug. o Keepfokus. o Plugwise. Indretningsmæssigt vil der blive taget udgangspunkt i harresøhusets 8 kantede passivhus. Varmeforsyning herunder, luft til vand, vand til vand og kollektiv energiforsyning. Alternativ energiforsyning herunder solceller, solfangere og husstandsvindmølle. Forskellige passivhus konstruktionstyper. Forskellige isoleringsmaterialer og metoder. Brugerens adfærdsmønsters betydning på energiforbruget. Der vil i projektet ikke blive arbejdet med. Den kulturelle arkitektoniske udformning. Lysindfaldets betydning. Side 6 af 59
2.3 Kravspecifikation. Fælles I projektet er der opstillet nogle krav til det lavenergihus der skal udvikles. Huset skal overholde de kommende krav for lavenergibyggeri i 2020 uden brug af alternative energitilskud. Huset skal bygges af miljøvenlige materialer. Der skal findes en miljøvenlig varmeforsyning til opvarmning og varmt brugsvand. Der skal være alternative energi løsninger. o Så som solceller, solfanger og vindmøller. Energiforbruget skal synliggøres for brugerne. o For at fremme adfærdsændringer. Der skal laves en energianalyse over placeringen af huset for en land og by grund. Side 7 af 59
3 Projekt analyse: I dette kapitel, laves der en interessentanalyse, for at finde ud af, hvem der har interesse i projektet og hvem der skal tages kontakt med, for at projektet skal kunne lykkes. Der vil ligeledes blive udført en risikoanalyse, for at anslå projektets risikoomfang. 3.1 Interessentanalyse. Fælles En interessentanalyse er at værktøj, der giver projektdeltagerne et overblik over de personer, der har en interesse i produktet og hvem, der skal skabes kontakt med. I interessentanalysen vil interessenterne blive opdelt i 4 kategorier. Gidsler: Gidsler er den gruppe mennesker der ikke har direkte indflydelse på projektet, men som er nødvendige for at projektets kan føres ud i livet. Ressource personer: Ressource personer er den gruppe mennesker der har direkte indflydelse på projektet og som er nødvendige for udførelsen af det. Eksterne interessenter: Eksterne interessenter er den gruppe mennesker der ikke har direkte indflydelse på projektet eller for udførelsen af det. Grå eminence: Grå eminence er den gruppe mennesker der har direkte indflydelse på projektet, men som ikke har indflydelse for udførelsen af projektet. Gidsler: Håndværkere. Ressource personer: Bygherre. Entreprenør. Gruppen/os. Leverandør. Eksterne interessenter: Naboer. Fredningsstyrelse. Plugwise. Brancheforeningen for alternativ isolering. Grå eminencer: Kredit forening. Bank. Lokalplan. Forvaltning. Green energi. UCN Aalborg. Tech College Aalborg Side 8 af 59
3.2 Risikoanalyse. Fælles En risikoanalyse bruges til at analysere størrelsen af risikoen, er for at et projekt går godt eller skidt. I analyser er der nogle udsagn med relevans for projektet, hvor man skriver et tal mellem 1 og 5 alt efter hvor enig eller uenige man er i det pågældende udsagt. Dette giver nogle tal, som til sidst sættes ind i tabellen, som så giver indikationen af risikoen samt på hvilke områder i projektfasen man skal være særligt opmærksom på. Se figur 3.2.1 hele analysen kan ses i bilag 2. Figur 3.2.1 Risikoanalyse. Som det kan ses på figur 3.2.1 fås der i denne risikoanalyse et tal på 3,4 dette betyder at projektet er i risikoomfang lav risiko. Analysen bruges til er at man, i projektperioden kan se hvad man skal være opmærksom på, samt hvad der kan gå galt. Derudover kan den bruges til at evaluere, hvad der kan gøres bedre til næste gang. Side 9 af 59
3.3 Analyse af projektomfang. Dennis Projektet vil tage udgangspunkt i et moderne lavenergihus, og alle de elementer der indgår. På figur 3.3.1 er der en grafisk oversigt over de grundelementer der kommer til at indgå i projektet. Figur 3.3.1 mindmap af projektomfanget. Side 10 af 59
4 Idéfasen. Der vil i dette kapitel blive laver og beskrevet de brainstorms, der er lavet samt de tilhørende mindmaps. 4.1 Brainstorm af konstruktions typer og materialer. fælles Der er i projektet lavet en brainstorm over de konstruktions typer og materialer der kan tænkes at kunne blive anvendes til huset. Se figur 4.1.1 Figur 4.1.1Brainstorm af konstruktions typer og materialer. Side 11 af 59
4.1.1 Mindmap af konstruktions typer og materialer. Fælles Ud fra brainstormen om konstruktions typer og materialer er der lave et mindmap, hvor alle ideerne er sat i system, se figur 4.1.1.1 og for støre billede se bilag 3. Derefter er der valgt hvilke løsninger der arbejdes videre med, markeret med grøn og hvilke der fravælges, markeret med rød. Derudover er der nogle der er markeret med gul, dette er de løsninger der skal undersøges nærmere for eventuelt potentiale. Figur 4.1.1.1. Mindmap om konstruktions typer og materialer. Se stort billede i bilag 3 Side 12 af 59
4.2 Brainstorm af energibesparende tiltag. Fælles Der er i projektet lavet en brainstorm over de energibesparende og forsynings tiltag der kan tænkes at have en positiv indvirkning på huset. Se figur 4.2.1. Figur 4.2.1. Brainstorm af energibesparende og forsynings tiltag. Side 13 af 59
4.2.1 Mindmap af energibesparende tiltag. Fælles Ud fra brainstormen om energibesparende og forsynings tiltag er der lave et mindmap, hvor alle ideerne er sat i system, se figur 4.2.1.1 og for støre billede se bilag 4. Derefter er der valgt hvilke løsninger der arbejdes vider med, markeret med grøn og hvilke der fravælges, markeret med rød. Derudover er der nogle der er markeret med gul, dette er de løsninger der skal undersøges nærmere for eventuelt potentiale. Hvis de gul markeret viser sig at have potentiale kan de godt gå ind og overtage pladsen for nogle af de valgte løsninger markeret med grøn. Grunden til nogle løsninger fravælges frem for andre er f.eks. i solcellernes tilfælde nye lovgivninger på området og for andre et valg. Figur 4.2.1.1. Mindmap over energibesparende og forsynings tiltag. Se stort billede i bilag 4 Side 14 af 59
5 Analysefasen. I dette kapitel vil der blive lavet analyser, af de elementer der vil have indvirkning på projektet. Der vil også blive lavet analyser af geografisk placering af byggeriet, samt hvilke muligheder og begrænsninger der er mellem at bygge i byområde og at bygge i et landområde. Der vil ligeledes blive lavet en byggeteknisk analyse af kravene for lavenergi 2020 og hvilke faktorer der spiller ind ved opførelse af et lavenergihus. 5.1 Analyse/beskrivelse af en by og land grund. Dennis Når man skal bygge et hus skal man først have en grund at bygge det på, og det er ikke helt lige meget hvor den grund ligger, der er nemlig forskellige love / regler og servitutter der er gældende. Danmark er delt op i 3 kategorier eller zoner, land zone der er den største, så er der by zone og sommerhusområder som den mindste kategori. Se figur 5.1.1. Figur 5.1.1 Danmarks zone inddeling. Kilde http://kort.plansystem.dk/ Side 15 af 59
Grunden til at man har valgt, at inddelt Danmark på denne måde, er for at kunne kontrollere og planlægge bebyggelse gennem kommune og lokalplaner. Men hvad er så forskellen mellem disse zoner, der er nogle overordnet regler og forbehold der gør sig gældende samt ting man skal være opmærksomme på 1. - Byzone. o Byggeri kræver byggetilladelse. o Pr 1. januar 2008 trådte en lov om jordflytning i kraft om at alt jord i byzone betragtes som lettere forurenet. Dette betyder at al jord der skal flyttes fra grunden skal analyseres og afskaffes på forsvarlig måde 2. o Servitutter dette kan f.eks. være Facade farve, stil osv. Tag farve, hældning, stil osv. Solceller, solfangere. der er ofte regler om genskind osv. Husstans vindmøller. det er genneralt meget svært at få lov til at sætte dem op på grund af støj og skygger - Landzone. o Byggeri kræver byggetilladelse. o Byggeri kræver landzonetilladelse med undtagelse af. Erhvervsmæssigt byggeri inden for landbrug og skovbrug. Byggeri til avl og drift af landbrug. Ombygning af bolig og drift bygninger. Tilbygning og ny opførelse af bolig under 250 km 2. o Bopælspligt. Det vil sige at du skal have fast bopæl på ejendommen. Dog med undtagelser Ejendomme under 30 ha har beboelsespligt. der skal bo nogle på ejendommen Bopælspligt og beboelsespligt frafalder efter 8 år. - Sommerhusområde. o Byggeri kræver byggetilladelse. o Forbeholdt sommerhuse. 5.2 Valg af byggegrund. Dennis Da der er stor forskel på by og land zone og de fordele og ulemper der er, laves der 2 koncepter et hvor huset bygges på en grund i en by zone hvor der er mulighed for fjernvarme og et hvor grunden er i en land zone hvor der ikke er mulighed for fjernvarme. Da der også er stor forskel på hvilken kommune grundene ligger i er der er valgt kun at se på 2 grunde i Aalborg kommune se figur 5.2.1. 1 http://www.bolius.dk/alt-om/koeb-salg-og-udlejning-af-bolig/artikel/love-og-regler-naar-du-bor-paa-landet/ 2 http://www.skidt.dk/default.aspx?m=2&i=77 Side 16 af 59
Figur 5.2.1 zone inddeling i Aalborg kommune kilde http://kort.plansystem.dk/ På figur 5.2.1 kan man se hvor i Aalborg kommune og omegn der er by zone og hvor der er land zone samt hvor de 2 grunde ligger markeret med et rødt mærke. Grunden i by zonen er i Vodskov og grunden i land zonen er ved Kærvej uden for Mou by. 5.2.1 by zonen. Dennis Den valgte by zone grund er beliggende i Vodskov, der er en forstad til Aalborg. Se figur 5.2.1.1. Denne grund har en central beliggenhed, med kollektiv energiforsyning og har alle de fordele og ulemper der følger med en by grund. Vodskov ligger 11 km nordøst fra Aalborg og har omkring 4.300 indbygger. Vodskov er en by med vokseværk og derfor er der ifølge lokalplanen blevet udstykket flere områder til henholdsvis tæt og åben bolig bebyggelse, så der er rig mulighed for udvidelse 3. Grunden ligger centralt i byen tæt på dagligvarebutikker og daginstitutioner, samt nem adgang til motorvej. 3 http://www.aalborgkommune.dk/kommuneplan/kommuneplanrammer/nord-omraadet/vodskov/default.htm Side 17 af 59
Figur 5.2.1.1 Der er i Vodskov tvunget tilslutning til fjernvarme, dog med den undtagelse at enfamiliehuse der overholder klassifikationskravene for lavenergihuse kan få dispensation til ikke at skulle tilslutte sig fjernvarmen. Der står ligeledes i lokalplanen at der ikke gives tilladelse til opsættelse af hustands vindmøller. Fordele Kollektiv varmeforsyning (fjernvarme, gas). Kort afstand til dagligvarebutikker, daginstitutioner mm. Ulemper Larm fra trafik, naboer osv. Forurening fra trafik osv. få muligheder for vindmøller Servitutter for solceller, byggestil, farver mm. Mangel på plads. Side 18 af 59
5.2.2 Land zone. Dennis Den valgte land grund er placeret ved Kærvej i nærheden af Mou. Se figur 5.2.2.1. Grunden er valgt som en kontrast til by grunden, med alle de fordele og ulemper der følger med en grund på landet. Land grunden er beliggende i naturrig område. Der er ved land grunden ikke nogle muligheder, for tilslutning til hverken gas eller fjernvarmenet, det er derfor nødvendigt med egen varmeforsyning. På grunden er der ingen servitutter imod vindmøller, solceller og solfanger samt jordvarme, der er derfor alle muligheder for egen energiforsyning. Figur 5.2.2.1 placering af land grund. Fordele Få Servitutter. Muligheder for vindmøller. Meget plads. Minimal larm fra trafik, naboer osv. Intet / lille Forurening Ulemper Lugtgener fra gylle osv. Sværere at få byggetilladelse. Skal have landzonetilladelse. stor afstand til dagligvare, institutioner mm. Ingen Kollektiv varmeforsyning (fjernvarme, gas). Ud fra de 2 opstillede by og land-grunde er det valg at arbejde videre med landgrunden, dette valg er truffet på baggrund mulighederne, for diverse energitiltag i form af varme og el produktion. Side 19 af 59
5.3 Analyse/beskrivelse af BR10/15/20. Bo I projektet vil der blive taget udgangspunkt i de forventede krav der vil blive opsat i BR20, der omhandler energimæssige forhold. Br20 er endnu ikke er fastlagt, derfor tages der forbehold for de ændringer der vil komme. Det kan være politiske energiplanlægning, opdagelse af nye materialer eller nye konstruktions metoder. I nedestående er der taget udgangspunkt i Br10 for herved at beskrive de forbedringer/ændringer der er planlagt i Br15 og Br20. ændringerne kan ses i figur 5.3.1 Krav Br2010 Br2015 lavenergi Br20 lavenergi Ydrevæg W/m 2 K 0,30 0,15 0,15 Loft/tag W/m 2 K 0,20 0.09 0,09 Terrændæk W/m 2 K 0,20 0,1 0,1 Vinduer/døre W/m 2 K 1,8 1,0 0,8 Transmissionstab 5 4 3,7 1 etage W/m 2 Energirammen 20 kwh/m 2 ( ) ( ) Vindues areal Max 25 % Max 25 % Max 25 % Tæthed l/s pr. m 2 1,5 1,0 0,5 Ventilation Naturlig Mekanisk med genvinding Mekanisk med genvinding Elforbrug ventilation J/m 3 800 800 Figur 5.3.1 Udviklingen af bygnings krav. Ser man på udviklingen i bygningsreglementet, kan man se at kravene er til klimaskærmen er blevet strammet. det der for alvor startede nødvendigheden af de energimæssige ændringer, var oliekrisen i 1973. Efter den blev det nødvendigt, både for forbrugerne og hele samfundet, at indfører energi forbedringer. På figur 5.3.2 kan man se udviklingen i varmetabet og fordelingen, fra Br72 til Br2015, og man kan her se hvilke komponenter der har det største varmetab. Dette kan så give en ide hvilke konstruktioner der er mest nødvendige at forbedre. Side 20 af 59
Figur 5.3.2 Udviklingen fra Br72 til Br2015 Kilde: http://www.energiforumdanmark.dk/fileadmin/pr sentationer/isover_6_oktober_2011.pdf Fra år 2015 er der krav om mekanisk ventilation i nybyggeri, med varmegenvinding på mindst 85 %. Denne ventilation skal dække følgende krav: - Køkken 20 l/s - Badeværelse 15 l/s - Bryggers 10 l/s Den totale bygning skal ventileres med 0,3 l/s pr m 2 Side 21 af 59
5.4 Refleksiv isolering. Bo For at forstå refleksive materialer er det nødvendigt at undersøge varme først. Varme kan opdeles i 4 områder det er dog kun de nedenstående 3 der har indflydelse på byggeriet. Konvektionsvarme o Varme der bliver overført via luft eller gas Strålevarme o Varme der bliver overført ved stråling fra faste stoffer, optræder overalt hvor der er temperatur forskelle. Varmeledning. o Varmeoverførsel ved direkte kontakt mellem væsker/faste stoffer, hvor der er temperatur forskelle. Den traditionelle form for isolering af bygninger, tager kun højde for konvektions varme og varmeledning. Dvs. man søger et stof der har så lav en varmeledning at varmen transporteres langsomt gennem klimaskærmen. Det får det resultat at man ved at øge tykkelsen på isoleringen får et lavere transmissionstab. Figur 5.4.1 Forholdet mellem u-værdi og mm isolering Side 22 af 59
Som det ses på figur 5.4.1 er forholdet mellem u-værdi og mm isolering en hyperbel lignende graf, det betyder at jo mere isolering des mindre virkning. For projektet betyder det at for at komme ned på en u- værdi på 0,1 skal man minimum have 400 mm isolering. Ser man på isolering af strålevarmen eller refleksion som er den rette betegnelse, er det en ting der er kendt og brugt i hverdagen. Når man lægger sølvpapir over maden for at holde den varm er det den refleksive effekt man benytter eller varme tæpper ved ulykker/operation, rumraketter og lign. Problemet når man benytter det i byggeri er at tidligere påsatte man det refleksive materiale til faste materialer. (alukraft) bagsiden af gips, træ eller lign hvorved den refleksive effekt blev kraftigt nedsat eller direkte udeblev, da varmestråling ikke kan passere gennem faste stoffer. Stofferne eller rettere der overflade kan vurderes efter følgende : Emission o Et stofs evne til at afgive varme stråling. Absorption o Et stofs evne til at optage varme stråling. Refleksion o Et stofs evne til at reflekterer varme stråling Transmission o Luftens partikel indhold. Der er i projektet benyttet en sammensætning mellem mineraluld og refleksiv materiale. Det er gjort på bagrund af bilag 5 der viser at det, refleksive materiale der blev undersøgt ca. svarer til 100 mm kl. 37 isolering, det har været nødvendigt at oversætte den refleksive værdi til u-værdi, da der ingen steder i Br10 er beskrevet noget om refleksive materialer og deres værdier. Produktet der er påtænkt benyttet hedder Airflex. Se figur 5.4.2. Det er produceret i Frankrig. Den består af 2 sider alu folie, som er påsat boble plast, mellem de 2 lag er der placeret skummåtte. Airflex har udover refleksive egenskab, den fordel at den fungerer som dampspærre. Figur 5.4.2 Airflex Side 23 af 59
5.5 Flamingoklodser. Dennis En alternativ måde at bygge et hus på er ved at bruge de såkaldte flamingoklodser, se figur 5.5.1. Disse flamingoklodser ligges i forlængelse af hinanden og stables, så de danner en ydremur, lidt ligesom legoklodser. Når huset er bygget færdigt med flamingoklodserne støbes der med beton i mellemrummet, for at give huset styrke og stabilitet. Til sidst pudses der både indvendigt og udvendigt med f.eks. gibspuds dette giver en hård skald som er brandsikker. Fordelene ved at bruge disse flamingoklodser er at det er utroligt nemt at bygge med, det giver en stor flexibilitet da klodserne kan sammensættes som man har lyst til. Flamingoklodserne kan fås i forskellige tykkelser som det kan ses på figur 5.5.2. Figur 5.5.1 flamingoklodser kilde http://skumhusknebel.blogspot.dk/2012_06_01_archi ve.html Figur 5.5.2 Forskellige størrelser af flamingoklodser. Kilde http://www.isorast2000.com/ Side 24 af 59
6 Konceptfasen. Det vil i dette kapitel blive arbejdet med det valgte koncept, der vil blive gennemgået de valgte løsninger og produkter og disse vil blive sat sammen til en samlet løsning, der vil give et hus med fokus på energiforbruget. Konceptfasen vil ende ud med en plantegning over huset samt en Be10 beregning, altså alle de relevante informationer der skal til for at kunne søge om bygningstilladelse. 6.1 Husets form. Dennis Da U-værdien viser hvor meget energi W der i timen h trænger igennem en konstruktion pr. m 2 klimaskærm, er det være væsentligt at forsøge at reducere antallet af m 2 klimaskærm, da det derved vil reducere energitabet og derved omkostningerne til opvarmning. Det handler derfor om at finde en form der giver det størst mulige areal, med den mindste omkreds, den bedste form er en cirkel, men da det giver visse indretningsproblemer samt pladsspilde med et rundt hus, da alle møbler og lignende er firkantet, skal man altså have en form der er et kompromis mellem cirklen og firkanten. Der er derfor valgt at sammenligne 2 geometriske former, der er den traditionelle rektangel, som er formen på huse som man ser alle steder i det danske landskab og så ses der på en 8 kantet polygon. Den 8 kantet polygon er valgt ud fra at den er tæt på at være rund, men at den stadig giver muligheder for at lave firkantet ruminddeling. Figur 6.1.1 De 2 geometriske former. Rektangel og polygon. grundplan Som det kan ses på figur 6.1.1 er begge figurer lavet med at ydre grundareal på 200 m 2. Dette giver rektangelet en omkreds på 60 meter og polygonet en omkreds på 51,52 meter, det betyder at ved at ændre formen på huset er der sparet 8,48 meter i omkreds. Side 25 af 59
Det er valgt at huset skal have en væghøjde på 2,50 m og en samlede højde på 5 m. Som det kan ses på figur 6.1.2 har det traditionelle rektangel hus 601 m 2 klimaskærm hvor der huset formet som et polygon har 564,8 m 2 klimaskærm dette giver en besparelse på 37,1 m 2 klimaskærm. Der vælges derfor at gå vider med den 8 kantet polygon konstruktion. Figur 6.1.2 De 2 geometriske former. Rektangel og polygon. Klimaskærm. 6.2 Husets indretning. Dennis Der vil i projektet blive taget udgangspunkt i Harresøhuset rum indretning for at have noget at gå ud fra. Se figur 6.2.1 Huset vil dog blive forstørret op til fra de 145m 2 til 200 m 2. huset består af 3 værelser samt et soveværelse, 2 badeværelser, et køkken, en entre, et alrum samt en stue alt i alt gode rammer for en familie på 4. Figur 6.2.1 Harresøhuset indretning. Kilde http://www.harresoe.dk/ Side 26 af 59
6.3 Varmegivere Det er i projektet valgt gulvvarme som varmefordeler. Dette valg, er taget på bagrund af figur 6.3.1 der illustrerer den ideelle varme for mennesker. Da der i bygningen er valgt jordvarme opnår man yderlige fordele, da fremløbs temperaturen til gulvvarme ikke kræver mere end 25 o vil varme pumpen have en større COP værdi (se afsnit 6.9). 6.3.1 Guldvarme. Bo Lægningen af gulvarme: Pex rørene nedstøbes i betondækket således at afstanden fra overkant rør til overkant færdig gulv ligger mellem 30-80mm. Denne afstand Figur 6.3.1 Idealvarmen varme kurve. Kilde http://intranet.noea.dk/sites/noea/energi/1ent0911/sh ared%20documents/varme/varmegivere.pdf holdes for at imødekomme varmeforskelle, hvis denne afstand ønskes mindsket vil det være nødvendig med varmefordelingsplader. Når man laver gulvvarmen er rørføringen vigtig, da man ved ukorrekt lægning får ujævn varme. Ved rum under 10 m 2 kan man trække pex rørene som vist på figur 6.3.1 TV dvs. Når man kommer over de 10 m 2 skal man lægge dem som figur 6.3.1 TH dette vil resultere i en jævn varme da frem - og tilbageløb kører side om side. Figur 6.3.1 gulvvarmeprincip til over og under 10m 2 Side 27 af 59
6.4 Konstruktioner. Fælles I dette kapitel vil de valgte konstruktioner blive gennemgået, der vil blive set på ydrevæge, tag og gulv. Der vil ikke blive taget højde for traditionelle konstruktioner, eller økonomiske vurderinger, men udelukkende blive fokuseret U-værdier og konstruktions tykkelse. 6.4.1 Ydrevæge. Fælles Der er i lavenergibyggeri en tendens til at gøre væggene tygge for at opnå en så lav u-værdi som muligt. Dette medfører en forhøjet kvadratmeter pris og ejendomsskat i forhold til de udnyttede kvadratmeter, da dette udregnes på udvendige mål. Det er derfor i projektet sigtet at opnå en reduceret vægtykkelse på ca. 40 cm med en så lav u-værdi som muligt. Set i forhold til at det ikke er unormalt i et lavenergibyggeri, at have en vægtykkelse på mellem 50 70 cm er dette en væsentlig reduktion. Der vil i projektet blive lavet 2 forskellige konstruktioner hvorefter der vil blive udvalgt én. 6.4.1.1 Flamingoklodser. Dennis Ved at opbygge ydrevægen af flamingoklodser og pudse op med 25mm både inde og ude fås en konstruktion på 40 cm med en u-værdi på 0.16 se figur 6.4.1.1.1. Figur 6.4.1.1.1 forslag til ydrevæg med byggeklodser. Tegnet i Rockwool Energy Consultant 3.4 Side 28 af 59
6.4.1.2 Let konstruktion. Bo Ved en let konstruktion forstås en opbygning af træ. Dette har den fordel at det meste i opbygningen består af isolering samt at træ har en lavere varmelednings evne end sten eller beton. Ved at indsætte Airflex (se bilag 5) kan man reducere vægtykkelsen, herved opnås en yderlige reduktion af vægtykkelsen. Der vil i det neden stående blive vist og beskrevet denne type konstruktion opbygning. Set ude fra og ind består væggen af. Se figur 6.5.1.2.1: Figur 6.4.1.2.1 forslag til ydrevæg med en let konstruktion. Tegnet i Rockwool Energy Consultant 3.4 25 mm klinke bestående af Kebony træ, denne træsort er meget velegnet til det danske klima, både hvad angår fugtighed og vejr skifte. Træet er kemisk bearbejdet med affaldsstoffer fra sukkerrørs industrien, herved stiver man celler af og gør dem uimodtagelig for fugt. Dette har de fordele at råd og svamp ikke kan angribe træet samt at vedligeholdelse ikke er nødvendig. 25 mm klemlister der skaber det ventilerede hulrum. 1 mm vindpap. Skærmer isolering fra det ventilerede hulrum og herved udgår utilsigtet nedkøling. 285 mm super A-bats klasse 34. 10 mm Airflex svarende til 100 mm se kapitel 5.4 25 mm forskalling som skaber den angivet afstand fra airflexen til gipsen som foreskrevet fra producenten. Fordelen ved denne type konstruktioner er den er mere miljø venlig end de øvrige konstruktioner, hvad angår genbrug eller bortskaffelse. Side 29 af 59
6.4.1.3 Udvælgelse. Fælles Det er valgt at anvende den lette konstruktion da den har den laveste U-værdi men stadig hold tykkelsen på de ca. 40 cm. Da der som tidligere nævnt ses bort fra traditionelle danske byggemetoder, anses dette ikke som nogen begrænsning. 6.4.2 Tag. Bo Tag konstruktioner er opbygget uden hensyntagen til isolerings tykkelse, hvilket har den fordel at man uden problemer kan opnå en lavere u-værdi end kravet i BR20 der er på 0.09 udover den viste konstruktion er det nødvendig at montere aftræk til det ventilerede hulrum for at lede varmen og den evt. fugtige luft bort. Opbygningen af tag er illustreret i figur 6.4.2.1. Figur 6.4.2.1 Tag konstruktion. Side 30 af 59
6.4.3 Gulv. Dennis Gulvkonstruktionen, se figur 6.4.3, består af 500 mm polystyren hvorpå der er støbt 120 mm beton samt en radon spærre. Dette giver er u-værdi på 0,07 der er langt under kravet på de 0.20. Figur 6.4.3 Gulvkonstruktion. 6.5 Vinduer og døre. Vinduer og døre er den del, der har den dårligste u-værdi udgør op til 25 % af klimaskærmen, derfor er disse af stor betydning for det samlede byggeri. De vinduer og døre, der var påtænkt til dette projekt skulle være produceret i Danmark, hos Skandia-Windows. Firmaet er desværre gået konkurs, men selve konstruktionen på produktet bliver overført til anden producent, derfor er der valgt at benytte deres data på vinduer og døre. Se bilag 6. Vinduerne har en dokumenteret u-værdi på 0,62 W/m 2 K, ved et vindue med en standard størrelse på 1220 mm x 1400 mm. Vinduerne og dørene er konstrueret som en sandwich konstruktion bestående af nord svensk fyrretræ med portugisisk kork i midten, i vinduesfalsen er der monteret en 4 mm tyk kork. Placeringen af kork bevirker at kuldebroer bliver reduceret og at man herved opnår en forbedring på u- værdierne. Vinduerne har yderlige den fordel at de er fremstillet af 100 % naturlige materialer, herved er bortskaffelsesproblemet elimineret. Side 31 af 59
Figur 6.5.1 viser et tværsnit af vinduerne, hvor der udvendig, er en temperatur på -10 grader og den indvendige temperatur er 20 grader. Figur 6.5.1 Tværsnitsbillede af vindue. Kilde http://www.ulsted.dk/ 6.6 Linjetab. Bo Når man sætter vinduer og døre ind i et hus, vil der omkring de forskellig emmer opstå et linetab men i dette tilfælde er der en kuldebros afbrydelse på over 50 mm, hvorfor linje tabet ikke medregnes. Fundament Vinduer Døre Da gulvet har 500 mm isolering, kan der undlade at beregne linetab på skillevægge. Ψ f er linetabet for fundamentet. Ψ k gælder for udmuring, spring i isolering. Samt skillevægge. Ψ sa er for døre og vinduer. Her bruges så de forskellig Ψ til at udregne, linetabet. Dette sker ved brug af denne formel. Φt=Ψ*l*(t ind -t ud ) L = længen på emnet der skal beregnes. t ind og t ud, er den temperatur der henholdsvis er inde og ude. Side 32 af 59
Figur 6.6.1 kilde Undervisningsmateriale, bygningsteknik Samme fremgangs måde benyttes ved beregning af linjetab på døre og da denne afstand også er over 50 mm, sætte linje tabet til 0 se figur 6.6.1 Figur 6.6.2 kuldebro ved fundament. Kilde: http://www.weber.dk/uploads/media/02_side_22-33- fundamenter.pdf Som det fremgår af figur 6.6.2 er linjetabet ved fundament 0,1. Side 33 af 59
6.7 Tegninger. Fælles Der er lavet en plantegning over vores bud på et lavenergihus, se figur 6.7.1, der overholder de forventede grav til br 2020. Figur 6.7.1 plantegning. For større billede se bilag 7 eller i AutoCAD Side 34 af 59
6.8 Ventilation. Bo Et godt indeklima kan betyde meget for komforten, for de mennesker der bor i huset. For at dimensionere ventilationsanlægget korrekt er det nødvendigt at tage udgangspunkt i bygningsreglementet og opsætte denne som et minimum. I denne behovs analyse er det nødvendigt at betragte de forskellige rum, angående forurening. Da der i BR10 er regler for badeværelser, køkkenet og bryggers vil disse være givet på forhånd. (se analyse af br10) men andre forhold vil også være gældende F.eks. om der bliver der røget i huset, eller om der er lugt gener, osv. Derfor vil dimensioneringen af ventilationsanlægget, være et minimum der kan ændres hvis de faktiske forhold kræver det. I projektet er der valgt et anlæg fra Micovent, dette valg er taget på bagrund af produktets lave SEL værdier, denne fordel indebærer lave drifts omkostninger, og bedre nøgletal i be10 beregningen. Anlægget er bygget op efter samme princip som en roterende veksler, dvs. den indvendige temperatur opvarmer nogle lameller og når luftstrømmen vendes, bliver indblæsnings luften opvarmet af lamellerne. Ved denne form for genvinding opnår man en virkningsgrad på 85-90 %. For at dimensionere anlægget er det nødvendigt at følgende minimums krav opfyldes i henhold til BR 10: - Luft udskiftningen skal være mindst 0,3 l pr m2 - Udsugning på badeværelse skal minimum være 15 L/s - Udsugning i køkken skal minimum være 20 L/s - Udsugning i bryggers skal minimum være 10 L/s - Det samlet udsugning skal derfor være minimum 60 L/s For at beregne luft udskiftningen og herved finde dimensionen på anlægget: Og Da man ved dimensionering skal rette sig efter det største krav, og sammenligner de 2 resultater er det samlede minimums behov 60 l/s, hvilket svarer til 216 m3/h. Ud fra dette kan selve Microvent anlægget dimensioneres. Når man bruger minimums kravet for ventilation får man i h.h.t. Be10 beregningerne et kølingsproblem, som løses ved at hæve ventilationen fra 0,3 l/s pr m 2 til 1,6 l/s pr m 2. Microvent anlægget er bygget op som et decentralt anlæg, dvs. at det er små anlæg der arbejder sammen, og kun er forbundet/styret elektronisk. Dette har en stor fordel, da man herved kan se bort fra tryktab i rør, til gengæld er det en nødvendighed at de monteres i ydervægge eller tag. Enhederne kobles sammen sætvis eller flere. Anlægget fungere på følgende måde: Mindst 2 komponenter arbejder sammen, den ene indblæser og den anden udsuger, den komponent der udblæser optager varmen/energien fra inde klimaet, Side 35 af 59
efter en tidsperiode vender de, således at udsugning ændres til indblæsning, herved frigives den optagne varme/energi og overføres til den indblæste luft. Se figur 6.8.1. Figur 6.8.1 ventilations princip. Kilde http://www.inventilate.com/energibesparendemikroventilation-varmegenvinding.aspx Følgende ventilations komponenter bliver monteret i bygningen 5 stk. Microvent 6 o 1 stk. i hvert værelse o 1 stk. i entre 2 stk. Microvent 8 o 2 stk. i stue 3 stk Microvent 2/2 o 1 stk. i hvert wc o 1 stk. i køkken I figur 6.8.2 ses data for de forskellige typer af Microvent. Side 36 af 59
Figur 6.8.2 data for Microvent. Kilde InVentilate. Microvent kan monteres i væg eller i forbindelse med vinduerne, i projekter er der valgt at placerer dem over vinduerne da det indgår som en naturlig del af bygningen Se figur 6.8.3. Figur 6.8.3 princip formicrovent ved vinduer. Kilde InVentilate Ulempen ved denne type ventilation, er at lugt gener eller partikler ikke filtres bort, man kan dog indsætte filtre således at partikler ikke bliver blæst ind i huset, dette vil medfører tab og hermed højere drifts udgifter. Side 37 af 59
6.9 Vand til vand varmepumpe. Dennis En varmepumpe virker, ved at tage energi fra omgivelserne og få transformeret det op til et niveau der gør det brugbart ses på figur 6.9.1. Dette sker ved at føre væsken via nogle kollektorslanger (1) der ligger i jorden, hen til en fordamper (2) hvor varmen overføres til en kølervæske. Kølervæsken føres derefter hen til en kompressor (3), der hæver trykket så temperaturen på kølevæsken hæves yderligere. Derefter føres det varme kølevæske hen til en kondensator (4), hvor varmen overføres til varmesystemet. Efter kondensatoren føres det nu afkølet kølevæske hen til en ekspansionsventil (5) der sænker trykket. Dette afkøler væsken yderligere så det igen er klar til at optage nyt varme i fordamperen. Figur 6.9.1 varmepumpens virkemåde. Kilde http://www.dongenergy.dk/privat/energiforum/cleantech/varmepumper/pages/saadan_virker.asp x Side 38 af 59
Til huset er der valgt at anvende en et jordvarmeanlæg af typen Vaillant geotherm plus 4. Dette er et jordvarmeanlæg med indbygget varmvandsbeholder på 175L, hvor der også er mulighed for elektrisk opvarmning. Se figur 6.9.2. varmepumpen gør brug af kølemidlet R407C som er både klor-frit og uden ozon-forstyrrende stoffer. Anlægget har en normeffektivitet ved brug af gulvarme på 4,5 5, dette betyder at anlægget kan lave 4,5 kwh varme for hver 1 kwh el. Måden et Jordvarmeanlæg får energi, er ved at tage den fra jorden, derfor skal man have lagt slanger ned i et område omkring sit hus. Som tommelfingerregel skal man have 1.5-2 meter slange til hver 1m 2 opvarmet areal 6 så til vores hus skal der graves mellem 350-400 meter jordvarmeslanger ned i en dybde af 0,9-1,2 meter dertil skal slangerne være 1-1,5 meter fra hinanden det vil sige at der skal bruges et areal på op til 600 m 2. Figur 6.9.2 Vaillant geotherm plus jordvarmeanlæg. kilde http://www.vaillant.be/produc ten/warmtepompen/bodemwaterwarmtepompen/produkt_vailla nt/geotherm_exclusiv.html 4 http://www.vaillant.dk/privatkunder/produkter/alternativ-energi/jordvarme/produkt_vaillant/geotherm_plus.html 5 http://www.ens.dk/forbruger/vaerktoejer/produktlister/varmepumper/find-vaeske-til-vand-varmepumpe 6 http://www.energitjenesten.dk/vp-jordvarme.html Side 39 af 59
6.10 Be10 beregning. Fælles Når alle de bygningsrelateret faktorer er fastsat, laves en energirammeberegning der viser om huset overholder 2020 kravene. Et af kravene er at et lavenergihus max. må have et transmissionstabet på 3.7 W/m 2 og her ligger vores 8 kantet hus på 2.4 W/m 2. det andet krav er at den samlede energiramme max. må være på 20 kwh/m 2 pr. år og her ligger vores hus på 15.8 kwh/m 2 pr. år. Se figur 6.10.1. Der er i denne energiramme ikke medregnet hverken solfanger eller vindmølle, der ifølge de danske regler er tilladt at medtage i beregningen, men dette er undladt, da det vil give et forvrænget billede af bygningen. Huset vil med disse energi givere, få en energiramme på 0 og gøre det til et energi plus hus, dvs. et hus der producere mere energi end det forbruger. Energirammen viser derfor at bygningen overholder 2020 kraveden for et lavenergihus. Se bilag 8 for mere data om Be10 beregningen. Figur 6.10.1 Be 10 beregning Side 40 af 59
7 Konstruktionsfasen / Implementering. I dette kapitel vil konstruktionsfasen samt implementeringen blive beskrevet, der vil blive gennemgået de løsninger der er valgt til huset og det hele vil ende ud i tegningen af det færdige hus. 7.1 Beskrivelse af solfanger. Dennis En solfanger er en enhed der opsamler solens varme og lager det i en væske. De mest anvendte solfanger er opbygget i en isoleret aluminiumskasse hvor i der er monteret nogle absorber, der optager solens energi. Oven på absorberne er der monteret en folie, der holder varmen inde i solfangeren. Oven på folien er der monteret et antireflekteret lag glas, dette gør at glasset absorbere solstrålerne og ikke reflektere dem som normalt glas gør, derudover beskytter glasset også mod vejr og vind. Se figur 7.1.1. Figur 7.1.1 solfangerens opbygning. Kilde http://www.arcon.dk/produkter/ht-solfangere.aspx En mere avanceret solfanger der er kommet på markedet er vakuum solfanger se figur 7.1.2. Vakuum solfanger har den fordel, at de ikke behøver så høje temperature for at være effektive. Dette gør at de kan levere varme om forår og efteråret, samt i begrænset omfang om vinteren. Vakuum solfangeren er opbygget af en række vakuum rør, der er opbygget som vist på figur 7.1.2. vakuum rørene består af to glasrør, hvor der imellem er et undertryk, deraf navnet vakuum rør. I det inderste glas rør er der en gasart der koger ved 20 grader. På grund af det tilførte energi og tryk kan gassen opnå en temperatur på 180 grader. Varmen bliver så ført op til toppen af solfangeren hvor varmen via en lille varmeveksler bliver overført til en væske som man så kan føre ned til f.eks. en varmvandsbeholder. Figur 7.1.2 Vakuum solfanger. Kilde http://www.dansksolvarme.dk/hvordan_virker_et_solvarme ror/ Side 41 af 59
Fordelene ved vakuum solfangeren er at den er mere effektiv, ved lavere temperature og så har den også den fordel at hvis der er et rør der går i stykker, skal man ikke skifte et helt panel men man kan nøjes med at skifte det rør der er i stykker. til huset vælges der at opsætte et Vakuum solfanger anlæg med 36 Vakuum rør dette vil give en max. Effekt 3.564W hvilket er nok til, i sommer perioden at dække varmvands forbruget til en familie på 4 7 og så vil det også kunne give et supplement til varme produktionen i vinter halvåret. Anlægget vil dække over et areal på 7,2 m 2 Figur 7.1.3 Vakuum solfangerens virkemåde. Kilde http://www.hedestoker.dk/info_2705_solpanel_30_roers_vakuu m.html Solfangerne skal ses som en investering og regnes derfor ikke med i energirammeberegningen. 7 http://q-pro.dk/vakuumsolfanger-anlaeg-45-roer-300l-lux.htm Side 42 af 59
7.2 Beskrivelse af husstandsvindmølle. Dennis Som et tilvalg til huset kan der opsættes en husstandsvindmølle, der vil kunne dække husets el forbrug, plus sælge strøm til el nettet. der er her fundet frem til en delvis dansk produceret husstandsvindmølle af typen KVA Vind 6 8 se figur 7.2.1 det er en 10 kw mølle der levere mellem 18-27.000 kwh om året. Vindmøllen er 21 meter høj og vejer ca. 2.820 kg den har en roter diameter på 7,1 meter. Møllen starter ved en vindhastighed på 2-3 m/s og kører med fuld effekt ved > 9m/s. KVA Vind 6 husstandsvindmøllen koster med moms og opsætning 336.225 kr. så hvis møllen i gennemsnit laver 20.000 kwh årligt og familien i huset bruger 7000 kwh er der en gennemsnitlig overskuds produktion på 13.000 kwh. Ifølge de nye afregningsregler kan man sælge strøm fra hustandsvindmøller til 2.5 kr. pr kwh. Dette betyder at de 7000 kwh, som det er estimeret at familien i husets bruger, bliver afregnet til en kwh pris på 2,1 kr. Vi antager at kwh prisen ikke stiger. dette giver en besparelse på 14.700 kr. De 13.000 kwh kan sælges til en kwh pris på 2.5 kr. de næste 20 år. Dette giver en salgs værdi på 32.500 kr. Der er altså en årlig indtægt på 47.200 kr. pr. år. Dette giver en simple tilbagebetalingstid på lidt over 7 år. Det skal dog siges at denne udregning ikke er helt realistisk, da el prisen for de 7000 kwh i fremtiden vil stige, hvilket vil gøre tilbagebetalingstiden mindre. Der udover er der ikke taget højde for renter på lån osv. hvilket vil få tilbagebetalingstiden til at blive længere. Vindmøllen skal lige som solfangerne ses som en investering og ikke et krav til huset. Derfor bliver den ikke regnet med i energirammeberegningen. Figur 7.2.1. KVA Vind 6 husstandsvindmølle. kilde. http://www.kvadiesel.dk/kvavind6_120 326094049.php 8 http://www.kva-diesel.dk/kvavind6_120326094049.php Side 43 af 59
7.3 Beskrivelse af energibesparende tiltag. Der vil her blive beskrevet de energibesparende tiltag der er valgt for huset. 7.3.1 LED belysning. Dennis Der er i huset valgt at anvende LED belysning, da disse er mere effektive end almindelige pære. Når der løber elektricitet gennem en lyskilde, bliver energien til både lys og varme. Spørgsmålet er bare om, hvor meget energi der bliver omdannet til lys og hvor meget der bliver til varme. Ser man på virkningsgraden, på forskellige elektriske lyskilder, se figur 7.3.1.1, kan man se hvor ineffektivt det er at lave lys. I en halogenlyskilde der er meget brugt, er det kun 5 % af den energi man stopper i pæren, der bliver omdannet til lys. Resten bliver til varme og er i princippet spild, selvom varmen naturligvis i de fleste tilfælde, bare supplere husets varme. Ser man på en LED lysdiode har den en virkningsgrad på 25 %. For at få en idé om hvor meget man kan spare ved at have LED belysning, frem for andre typer, f.eks. glødepæren, her vil en 5-6 watt LED pære svare til en 30-40 watt glødepære, se figur 7.3.1.2. Dette betyder at man, i dette tilfælde, ved at bruge LED pærer spare, i forhold til glødepæren, omkring 34 watt. En led pære har typisk en levetid på 10.000-20.000 timer, dette betyder at man i pærens levetid spare mellem 340 680kWh, dette svare til en kontant besparelse på mellem 850-1700 kr. pr Figur 7.3.1.1 kyskilders virkningsgrad. Kilde lys-emitterende dioder. Side 19 Figur 7.3.1.2 glødepære kontra LED pære. Kilde http://www.batteribyen.dk/l ed-belysninginformation#energieffektivit et pære. Antager vi at en pære brænder disse 10.000 timer af på 5 år giver det en årlig besparelse på ( ) Det antages at der er 40 steder i huset, hvor der skal buges en LED pære, dette giver en samlede årlig besparelse på. En led spot pære kan fås til omkring 50 kr. pr. stk. 9 og der er 40 af dem giver dette en samlede udgift på 2000 kr. 9 http://www.elmolight.dk/da/led-spot-paerer Side 44 af 59
7.3.2 Vandsparende tiltag. Dennis Af vandbesparende tiltag indføres der 4 separate løsninger, der tilsammen skal minimere vandforbruget i huset. Der vil her blive regnet i forhold til normale ikke besparende installationer. - Den første løsning er at installere et 2 skylds toilet, dette fungere ved at der på toilettet er 2 skyld muligheder, et hvor der bruges 3 liter vand og et andet hvor der bruges 6 liter. I gennemsnit regnes der med at en person bruger et stort skyld og tre små skyld om dagen 10. Ser man det i forhold til et normalt 9 liters toilet, hvor der hver gang man skylder ud, bruger 9 liter vand giver det en besparelse på. ( ) Dette giver en årlig besparelse på: I Aalborg kommune koster en m 3 vand 41,48 kr. 11 dette giver en årlig besparelse for en familie på 4 på - Den anden løsning er en berøringsfri vandbesparende vandhaner. Fordelen ved denne er, at der kun kommer vand ud, når man stikker hænderne ind under vandhanen og så slukker den selv når men fjerner dem igen. Dette gør også at vandhanen er meget hygiejnisk da man ikke røre ved den. Vandhanen er desuden begrænset til 5 liter i minuttet. Dette giver en vandbesparelse på op til 50 %. Hvis der så tage udgangspunkt i at en normal, ikke vandspare vandhane bruger 10 liter i minuttet og at en vandhane har en daglig brugstid, på 10 minutter med en familie på 4 12, giver det en besparelse på. Dette giver en årlig besparelse på I Aalborg kommune koster en m 3 vand 41,48 kr. 13 dette giver en årlig besparelse på. 10 http://www.energitjenesten.dk/vandbesparelser-pa-toilettet.html 11 http://www.forsyning.dk/aalborg-forsyning/vand/det-koster-vand.aspx 12 http://www.energitjenesten.dk/perlatorer.html 13 http://www.forsyning.dk/aalborg-forsyning/vand/det-koster-vand.aspx Side 45 af 59
Det skal dog siges, at der i denne udregning ikke er taget højde for den besparelse, der er i at man ikke kan glemme at lukke for vandhanen. - Den tredje løsning er vandbesparende brusere der bruget 10 liter i minuttet, dette ses i forhold til en ikke spare bruser, der bruger 18 liter i minuttet 14. Dette giver en besparelse på 8 liter i minuttet. Ifølge energitjenesten tager et gennemsnits bad 5 minutter og hver person taget et bad om dagen. Dette giver en daglig besparelse med 4 personer på. Dette giver en årlig besparelse på. I Aalborg kommune koster en m 3 vand 41,48 kr. 15 dette giver en årlig besparelse på. - Den fjerde løsning, er at installere Waterguide på bruseren. Waterguide er en lille computer man sætter på bruserarmaturet, der viser hvor meget vand man bruger i minuttet, hvor varmt vandet er samt hvor lang tid man har været i badet. Se figur 7.3.2.1. Ideen med Waterguide er, at visualisere vandforbruget og bruge de data den opsamler på en god måde. På den lille skærm vises der en smiley, der alt efter vandforbrug, samt tid under bruseren, er henholdsvis glad, sur og en ting imellem, smileyen skifter også farve Figur 7.3.2.1 Waterguide mellem grøn, gul og rød. Derudover har man sin egen karakter i systemet, der gør at man kan sammenligene sit eget vandforbrug, med de andre i familien og på den måde se hvem der bruger mest vand osv. Dette gør at der kommer noget konkurrence, i at bruge mindre vand end de andre. Ifølge Waterguide vil det betyde, at man ved at visualisere forbruget og gøre badet til en konkurrence, vil kunne spare 16.000 liter vand om året eller svarende til 16m 3 vand, dette giver en økonomisk besparelse men en pris på 41,48 kr. pr m 3 på. Det vil altså sige at, ved at lave disse 4 tiltag, får man en årlig vandbesparelse på 148,86 m 3, hvilket giver en økonomisk besparelse på 6174,71 kr. om året. Sættes det op imod at hver person i Danmark bruger i 14 http://www.energitjenesten.dk/sparebruser.html 15 http://www.forsyning.dk/aalborg-forsyning/vand/det-koster-vand.aspx Side 46 af 59
gennemsnit 53 m 3 vand om året 16 vil en familie på 4 bruge 209 m 3 vand, men efter disse 4 vand reducerende tiltag, vil det forbrug kunne komme ned på 30,94 m 3 vand om året. Dette er selvfølgelig en urealistisk stor vandbesparelse, der er lavet på baggrund af energitjenesten egne tal. Dette er en meget general udregning, da den er bygget op på statistikker og erfaringstal over en families vandforbrug, der har meget at gøre med brugeradfærd osv. 7.3.3 Visualisering af energiforbrug. Der vil her blive beskrevet 2 løsninger til visualisering af energiforbruget i huset. Grunden til at det lige er disse to visualiserings værktøjer der beskrives, er at det er dem vi har adgang til. 7.3.3.1 Brugeradfær Bo. Ved klimaaftalen i 2012, blev det med bred politisk enighed besluttet, at udfører nogle grønne tiltag. Disse var bl.a. at lægge større vægt på vindkraft, med det formål at halvdelen af Danmarks el forbrug i 2020, skal dækkes af vindmøller. For at dette skal kunne fungere, er det nødvendigt at forberede forbrugerne så deres forbrug tilpasses den uensartede produktion af el. Ideen er at gøre el forbruget fleksibelt for at undgå spidsbelastninger og at kunne sprede forbruget mere jævnt over døgnet. Dette kan opnås ved at udbyde elektriciteten til varierende priser f.eks. udbyde billig elektricitet om natten eller andre tidspunkter, hvor forbruget er lille. For at dette skal blive muligt har man besluttet at fra 2016 skal det være muligt at fjernaflæse alle el målere, på time basis. Disse beslutninger får den fordel for forbrugerne, at det bliver muligt at reducerer sin el regning, ved at lave mindre adfærds ændringer. Det kunne gøres ved at flytte forbrug der ikke er direkte tidsafhængigt f.eks. brug af vaskemaskine, tørretumbler, opvaskemaskine opladning af bil etc. Dette er hårde hvidevare industrien parat til, da de allerede har udviklet produkter der kan via styrring starte når strømmen er billig. 7.3.3.2 Keepfokus. Dennis Keepfokus er en dansk virksomhed, der beskæftiger sig med at lave værktøjer til at kortlægge energiforbrug, samt til energistyring og visualisering af energiforbruget. Keepfokus opsamler forbrugs data fra el, vand og varme målere, enten ved at hente data fra forsyningsvirksomhederne eller ved at opsamle den direkte fra målerene, via en gateway, der kan opsamle de bussignaler der kommer fra målerne og sender disse data direkte til keepfokus. Når keepfokus får de sendte data, behandlerne de dem og fremviser tallene på en brugervenlig måde via keepfokus.dk. Når man er logget ind på forsiden. se figur 7.3.3.2.1. Her har man mulighed for at se de forskellige målepunkter, samt det daglige og timemæssige forbrug, dette kan ændres til at vise forbruget for uge og måneder, alt efter hvad man indstiller det til. 16 http://www.vvs-teknik.dk/driftvejledning.htm Side 47 af 59
På denne side kan man holde styr på om forbruget er i samme leje, som det har været de fortløbende dage eller på samme tid sidste år. Da der er timemåling, vil man hurtigt kunne se om der er et unormalt spild, f.eks. hvis der er et sprunget vandrør eller lignende. Der er også mulighed for at oprette alarmer, der vil gøre opmærksom på at der er noget galt, ved hjælp af enten mail eller sms. Dette giver mulighed for hurtigt at reagere på et eventuelt spild og derfor reducere skader og spare penge. Figur 7.3.3.2.1 keepfokus forside I systemet er der også mulighed for at oprette såkaldte greenboards, som man kan få vist på storskærme, computer eller smartphones. Disse greenboards, som der er et eksempel af i figur 7.3.3.2.2. Kan f.eks. vise det månedlige forbrug i et søjlediagram, sammenlignet med sidste års forbrug. Der kan man lave et buget, for den ønsket månedlige energibesparelse. Man kan også koble solceller, solfanger eller vindmølle op på greenboards, hvor man så kan følge med i hvad de producere. Side 48 af 59
Figur 7.3.3.2.2 keepfokus greenboards. En anden mulighed i keepfokus er at programmet kan lave rapporter, se figur 7.3.3.2.3, som den kan sende via email med et forudbestemt tids interval f.eks. hver mandag eller hver den 1. osv. Disse rapporter kombineret med alarmerne, vil gøre at man ikke vil behøver, at følge forbruget hele tiden, men at man vil få en status rapport f.eks. en gang om måneden, hvor man kan se forbruget og skulle der ske noget uventet, vil man få en alarm om at der er noget man skal ind og have set nærmere på. Figur 7.3.3.2.3. Et eksempel på en automatisk genereret rapport. Side 49 af 59