Forskning inden for området på DTU Byg - Indvendig efterisolering - Renovering af parcelhuse - Fossilfri varmeforsyning Svend Svendsen Danmarks Tekniske Universitet ss@byg.dtu.dk 5 Marts 2014 1
Indvendig efterisolering Problemer og risici med traditionelle løsninger Resultater fra Maria Harrestrups projekt
Energirenovering Stort fokus på at nedbringe eksisterende energiforbrug i ældre bygninger samt opnår øget komfort. Bevaringsværdige bygninger er en udfordring bygningens arkitektoniske udtryk skal bevares Udvendig isolering er ikke en mulighed Hvordan opsætter vi indvendig isolering uden fugtproblemer? 2009 2013
Produkter på markedet i dag 2 typer af indvendig isolering: Med dampspærre (på indersiden af isoleringen) Uden dampspærre (kapillaraktive materialer)
Kriterier Skimmelsvamp: Murværk: Relativ fugtighed < 80-85% Træ: Relativ fugtighed < 70-75% Råd: Træ: Fugtindhold < 20 vol. % Relativ fugtighed < 85%
Løsninger som hidtil er lavet Fuldt isoleret 20cm uisoleret væg over gulvet 20cm uisoleret væg over gulvet/under loftet
Opsætning af måleudstyr
Case studier Med dampspærre
Case studie 2 bag isoleringen 24mm isolering λ= 0.021 W/mK Nordvendt
Case studie 2 bjælkeender 24mm isolering λ= 0.021 W/mK Nordvendt
Case studie 3 bag isoleringen 60mm isolering λ= 0.021 W/mK Syd-vest vendt
Case studie 3 bjælkeender 60mm isolering λ= 0.021 W/mK Syd-vest vendt
Case studier Uden dampspærre
Case studie 4 bag isoleringen 30mm isolering λ= 0.031 W/mK øst vendt
Case studie 5 bag isoleringen 80mm isolering λ= 0.031 W/mK vest vendt
Case studie 5 bjælkeender 80mm isolering λ= 0.031 W/mK vest vendt
Konklusion Vi kan endnu ikke med sikkerhed sige at det er sikkert at sætte indvendig isolering op. I nogle tilfælde går det fint, mens det i andre er tvivlsomt risiko for at der opstår fugtproblemer
Ny type indvendig isolering Indvendig isolering med luftspalte med tør luft Udviklet af ISOVER: RETRO WALL Kontakt: Jessen, Erling - Isover Scandinavia <Erling.Jessen@saint-gobain.com> Undersøgt i laboratoriet af DTU Byg
Undersøgelse af indvendig isolering med luftspalte med tør luft Funktioner: Bedre termisk komfort Isoleringen hæver murens overfladetemperatur Mindre varmeforbrug Isoleringen sænker murens U-værdi Sikker mht. fugt og skimmelsvamp
Fugtsikker løsning med luftspalte med tør luft mellem isolering og oprindelig ydermur: Holde den relative luftfugtighed lav (75%) ved: indvendige overflader af muren og gulvbjælker, murremme, vinduesplanker
Undersøgelse af fugtsikker løsning: Luftspalte med tør luft Analyse og laboratorie test af elementer: 1. Behov for fjernelse af fugt fra væg 2. Luftstrøm 3. Affugter Laboratorietest af samlet system
1. Behov for fjernelse af fugt fra væg indvendigt Delphin beregninger af temperaturer og fugt: slagregn, udtørring udvendigt og indvendigt
1. Behov for fjernelse af fugt fra luftspalte i isoleret væg Vinter Mur indvendig: 5 C, 50% RF, Mur ved vandfront (20cm): 4.2 C, 100% RF Sommer Mur indvendig: 20 C, 50% RF Mur ved vandfront: 20 C, 100%RF Udtørring = 0.09 g/m 2 h Udtørring = ca 0.6 g/m 2 h
2. Luftstrøm 1. Minimal opfugtning af luftstrøm 1.2 m 3 /m 2 h luftstrøm ved 20 C tilført 0.6 g/m 2 h: 50% RF stiger til ca 55% RF Luften er tør nok til at sikre at overfladen er under 75% RF - også ved udløbet
2.Luftstrøm 2. Jævn luftstrøm over hele vægfladen ved minimalt tryktab: Kanaler 5 x 10 cm med 7 mm huller pr 50 mm
2. Luftstrøm Flowmåling med røg i rør
2. Luftstrøm Resultater: Jævn luftstrøm ud af kanal med 7mm huller: Kanal fungerer som trykkammer Tryktab over indblæsningshul ca. 1Pa
Type: adsorptions affugter Funktion: Luften fra luftspalten blæses gennem roterende skive af porøst materiale med silica gel og affugtes Fugten i skiven udtørres af opvarmet luftstrøm af rumluften Geometri: dybde =10cm Kan indbygges i isoleringen 3. Affugter
Affugter test resultater Kapacitet: Luftstrøm: 16m 3 /h svarende til max væg 5m x 2.7m Affugtning ved 5 C : 0.3 g/kg > behov 0.06g/kg Affugtning ved 20 C : 0.6 g/kg > behov 0.4g/kg
Test af samlet system
Test af samlet system Gasbetonvæg anvendt i stedet for muret væg Placeret i klimakasse udetemperatur : 2 C Luftspalte: 1.2 m 3 /m 2 h, 8 C, 56%RF Rumluft:21 C
Relative humidity % 12:00 00:00 12:00 Test af samlet system 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 Temperature ( o C) 80 Surface temperature and relative humidity 15 70 60 50 13 11 40 30 20 10 0 09 07 05 03 RH, A1 RH, A2 RH, B1 RH, B2 T, A1 T, A2 T, B1 T, B2
Konklusion Den indvendige isolering med luftspalten med tør luft giver en fugtsikker løsning i laboratoriet Behov for test i typiske prøvelejligheder og derefter i hele bygninger.
Energirenovering af parcelhus 5 Marts 2014 36
Energirenovering af parcelhus ENERGY USE OF HOUSE A Measured on house Total energy use 1 kwh/m 2 a year Model in Be10 Energy used for heating kwh/m 2 a year Energy consumption before renovation 173,3 2 216,5 Mindre forbrug end beregnet Energy consumption after the renovation 131,2 3 125,0 Energy saving due to renovation 42,1 91,5 % % Energy saving due to renovation 24,28 42,3 1 Tag, vinduer, hulmursisolering, vent.vgv Pris: ca 850 tkr 5 Marts 2014 37
Fossilfri opvarmning af bygninger: Fjernvarme baseret på fossilfri spildvarme og VE Varmepumper baseret på el fra vind og sol Behov for: Lavtemperaturvarme i eksisterende bygninger
Lavtemperaturfjernvarme Varmeforsyning ved lavest mulige temperaturer (55/25 og højere ved behov) Muligt ved korrekt styring af varmeanlæg Optimal kombination af frem- og returtemperatur: Lav retur: ved varme fra røggaskondens fra træflis Lav frem: ved varme fra varmepumpe og spildvarme
Metode Bygningers rumvarmebehov varighedskurve Simuleringsberegning Varmemålererens timeværdier Radiatorernes design varmeeffekt Radiatorernes varmeeffekt som funktion af logaritmisk middeltemperaturdifferens Logaritmisk middeltemperaturdifferens varighedskurve Optimering Kombinationer af mulige frem- og returtemperaturer Mindske nettab og øge effektivitet i varmeproduktion
1. Varmebehov varighedskurve for enkelte rum (areal fordelt) Part Load: Varmebehov/ dimensionerende varmebehov
2. Radiatorers varmeeffekt Registreret størrelse + radiatorformel Part Load: Radiatoren Varmeeffekt/ Nominel varmeeffekt
3. Middeltemperatur differensens varighedskurve (kombi 1,2)
4. Optimal frem- og returtemperatur
Fossilfrie bygninger i 2035 Nulenergihuse: Lavenergihuse med VE-forsyning Lavenergihuses energiforbrug : Nye bygninger: 20 kwh/m 2 år BR2020-krav Energirenovering: 60-120 - skøn Gennemsnit i dag: 180 - VE-varmeforsyning til bygninger: I byer: VE-baseret lavtemperatur fjernvarme Udenfor byer: VE-baseret varmepumpe 5 Marts 2014 45
Konklusion Fossilfrie bygninger kan realiseres i 2035 ved: Nye lavenergibygninger Energirenoverede bygninger Restvarmebehovet kan leveres fra centrale VEbaserede forsyningsløsninger Løsninger til en samlet optimal kombination af energibesparelser og VE-forsyning er en oplagt forretningsmulighed for Danmark 5 Marts 2014 46