GRØNNE SLOTTE SPAR PÅ VARMEN - BEVAR KULTURARVEN ET FORSØGSPROJEKT OM ENERGI OG BEVARINGSFORHOLD PRÆSENTATION OG HOVEDKONKLUSIONER JANUAR 2014 1
2
INDLEDNING Der er mange gode grunde til at igangsætte energibesparende tiltag i fredede bygninger. Der kan nemlig være oplagte gevinster at hente ved en række indsatser som fx renovering af vinduer og tag, efterisolering, fornyelse af varmeanlæg og optimering af evt. procesanlæg og lysinstallationer m.m. Men der kan også opnås store gevinster ved at skrue ned for varmen i bygninger, som kun er delvist benyttet. Dette endda til gavn for bygningens inventar og genstande. Det viser forsøgsprojektet Grønne Slotte, som Styrelsen for Slotte og Kulturejendomme (tidligere Slots- og Ejendomsstyrelsen) gennemførte i 2010-2011 med støtte fra Realdania og i samarbejde med Kongehuset, Nationalmuseet, Grontmij A/S, Dansk Bygningsanalyse og Danfoss A/S. Resultatet af projektet er udmøntet i en detaljeret rapport udarbejdet af Styrelsen for Slotte og Kulturejendomme og projektets øvrige interessenter. Rapporten kan rekvireres fra styrelsen eller downloades på www.slke.dk. Nærværende rapport sammenfatter og formidler projektets metoder, konklusioner og anbefalinger til gavn og inspiration for andre ejendomsforvaltere af fredede bygninger. 3
FORMÅL Formålet med projekt Grønne Slotte er: at udvikle bredt anvendelige metoder til energibesparelser og etablering af gode bevaringsforhold gennem kombineret fugtstyring og temperatursænkning at efterprøve metodernes anvendelighed og vise besparelsespotentialet med henblik på udbredelse af metoden til relevante kulturejendomme under Styrelsen for Slotte og Kulturejendomme at opsamle erfaringer omkring bevaringsforholdene for inventar og bygninger med henblik på at sikre bedre bevaringsforhold gennem stabile fugtforhold at indbygge elementer med adfærdsregulerende tiltag og eventuel omorganisering af bygningers anvendelse som en energibesparende mulighed i forsøgsprojektet at formidle forsøgenes konklusioner med henblik på en bredere anvendelse Skematisk bygningstværsnit: Illustrationen viser de væsentligste elementer og fokuspunkter i forsøgets metoder. Metode 1: Temperatursænkning til fast temperaturniveau. Metode 3: Temperatursænkning med fugtregulering Elektroniske termostater på radiatorerne regulerer efter fastholdelse af konstant relativ fugtighed, metoden giver de bedste bevaringsforhold kombineret med en ret stor temperatursænkning. Tætning af vinduer Reducerer luftskiftet og dermed varmetabet og medvirker til mere stabile fugtforhold. Varmerør i murværk og udsparinger Frostsikring ved konstant vandstrøm og eventuel alarmfunktion. Overvågning af grundfugt Temperatursænkning kan medføre stigende grundfugt. Overvågning skal sikre, at der kan gribes ind. Varmerør i uopvarmet loftsrum Frostsikring ved efterisolering og returtemperaturventiler, der sikrer konstant vandstrøm. Metode 2: Temperatursænkning til fast temperaturniveau med affugtning efter behov. Metoden giver mulighed for temperatursænkning til lavere niveau end metode 1. Monitorering af rum og overflader Relativ fugtighed i rum skal være i intervallet 40 60 % og overfladetemperaturen må ikke komme under dugpunktet. Skærpet tilsyn og opmærksomhed Skærpet tilsyn med bygning og installationer. Differentieret drift i- og udenfor brugsperioden. Tilpasning af varmesystem og flere kontrolpunkter Varmesystemet skal tilpasses til at kunne regulere effektivt ved både lavtemperatur og komforttemperatur. Overvågning med flere kontrolpunkter og alarmfunktion. 4
METODER Metoden til at opnå energibesparelser og til at etablere gode bevaringsforhold for inventar og genstande tager udgangspunkt i at overvåge og regulere klimaet i bygningen med henblik på at opnå stabile fugtforhold frem for stabile temperaturer. Dermed skaber man bedre bevaringsforhold, samtidig med at temperaturniveauet generelt sænkes, og energiforbruget til opvarmning reduceres. På den baggrund er der arbejdet med følgende metoder: 1) Fast temperatursænkning Med denne metode indstilles rumtemperaturen til et fast lavt niveau. Dette gøres ved at regulere temperaturen og overvåge rum- og overfladetemperaturen udvalgte steder i bygningen. Da der anvendes en generel styring for hele bygningen eller bygningsafsnittet, er det nødvendigt at arbejde med en god sikkerhedsmargin ved valg af temperatur, således at overfladetemperaturen ikke kommer under dugpunktet på de mest udsatte steder. 2) Temperatursænkning med affugtning Her reguleres temperaturen på samme måde som i metode 1, men der opstilles kondensaffugtere i forsøgsområdet. Affugterne indstilles til at træde i funktion, når den relative luftfugtighed overstiger 55 %. Affugtningen muliggør en større temperatursænkning og dermed større energibesparelse. 3) Elektronisk temperaturregulering Med denne metode reguleres luftfugtigheden ved at regulere temperaturen i de enkelte rum. Temperaturen hæves automatisk, når luftfugtigheden er for høj og sænkes, når den er for lav. I forsøgene stillede Danfoss A/S nyudviklede elektroniske termostater og tilhørende måleudstyr og styringsteknologi til rådighed. Teknikken gjorde det muligt at regulere temperaturen mere præcist med det mål at opnå en konstant relativ fugtighed. Systemet med elektroniske termostater var ikke kommercielt tilgængelige ved forsøgets start, men er i dag markedsført internationalt. Fugtstyringsmodulet er ikke sat i produktion. Metode 1 og 3 er afprøvet på både Gråsten Slot og Fredensborg Slot. Metode 2 er kun afprøvet på Gråsten. For at afdække risici i forbindelse med forsøgene blev følgende metoder anvendt: 5
METODER TIL AFDÆKNING AF RISICI Termografering Hvis der er kuldebroer og utætheder i bygningerne øges risikoen for at der kan opstå skimmelvækst. For at afdække denne risiko blev udvalgte områder på begge slotte termograferet. Især var der fokus på dør- og vindueslysninger, brystningspartier og på vægflader bag malerier og møbler på ydervægge. Termograferingen blev foretaget både indefra og udefra og skulle afsløre områder, hvor temperaturen var så lav p.g.a kuldebroer eller utætheder, at der kunne være risiko for kondensdannelse. Rummålinger med dataloggere På begge slotte blev der opsat dataloggere for at overvåge rummenes temperaturer og relative fugtighed. Dataloggerne blev placeret, så de ikke blev berørt af solindfald på lofter, i kældre og i de omfattede rum. Målinger af skimmelvækst Gennem hele forsøgsperioden blev alle forsøgsområderne kontrolleret for øget skimmelvækst. Skimmelsvampe vokser ofte skjult i konstruktionerne og der var særligt fokus på følgende potentielle voksesteder: Vinduesbrystninger Bag tapet i vindueslysninger Bag ophængte genstande på facader Eventuelt i rørføringskanaler i ydervæggene Eventuelt i gulvkonstruktioner Datalogger til registrering af overfladetemperatur. 6
FORSØGSPROJEKTETS KONKLUSIONER På baggrund af forsøgene på Gråsten Slot og Fredensborg Slot, kan forsøgsprojektets hovedkonklusioner opsummeres således: Der kan opnås store energibesparelser ved at skrue ned for varmen i fredede bygninger, som står ubenyttede i perioder eller kun er delvist benyttet. Alle de afprøvede metoder fungerer. Valg af styringsmetode og evt. brug af affugtning må vurderes individuelt ud fra bygningens beskaffenhed og brug og ud fra den investering man ønsker at foretage i realiseringen. Affugtningen muliggør en større temperatursænkning og dermed større energibesparelse, men det skal i hvert enkelt tilfælde vurderes om den opnåede ekstrabesparelse står mål med de forøgede omkostninger. Driftstiden og dermed energiforbruget til affugterne er lille, men opstilling og tilsyn af affugterne er ressourcekrævende. Sænkning af temperaturen kan være til gavn for bygningens inventar og genstande. Bygningens brugsmønster er afgørende for valg af metode og for potentialet for besparelser. Forud for implementering af temperatursænkning, skal der ske en grundig gennemgang af bygning, inventar og genstande med henblik på at kortlægge besparelsespotentiale og risici. Konklusionerne vil blive uddybet i det følgende: Der er potentiale for energibesparelser Forsøgsprojektet viser, at der ved sænkning af temperaturen i en bygning (i de perioder, hvor den ikke benyttes) kan opnås besparelser på 20 50 % af det forventede normale varmeforbrug. Besparelsen vil, stort set, være proportional med længden af den periode hvor temperaturen sænkes. Det skal dog bemærkes, at besparelsespotentialet også afhænger af tidspunktet på året. Jo lavere udetemperatur jo større besparelse. På både Gråsten Slot og Fredensborg Slot viser forsøgsperioderne mulighed for store energibesparelser - dette samtidig med at slottenes inventar og aptering (hovedsagligt træ) har fået forbedrede bevaringsforhold. Forsøget på Gråsten Slot viser, at den største energibesparelse opnås ved anvendelse af metode 1 (fast temperatursænkning). Herved kan opnås varmebesparelser ved at sænke temperaturen på slottet til 8 i hele fyringssæsonen, samtidig med at den relative luftfugtighed holdes på 40 60 % med affugtningsudstyr. På den måde kan der opnås en årlig varmebesparelse på 40 %. Forsøg i slottets tårnafsnit angiver endog et besparelsespotentiale på helt op til 70 % i en kortere periode. 7
Forsøget uden for residensperioden på Fredensborg Slot viser størst energibesparelse ved anvendelse af metode 3 (elektronisk temperaturregulering). Ved at regulere temperaturen til 10-15 udenfor residensperioden, kan der opnås en samlet årlig varmebesparelse på omkring 20 %. Ved vurdering af besparelsespotentialet, er der regnet med, at temperatursænkning kan anvendes i fire måneder i fyringssæsonen. Generelt vil energibesparelser altid forudsætte, at en bygning er relativt tæt og forsynet med energieffektive installationer, som er sikret mod frost. Derfor er det afgørende, at besparelsespotentialet vurderes konkret fra bygning til bygning. Potentialet afhænger af bygningens karakteristika, herunder risiko for fugt og karakteren af bygningens varmeanlæg. Konstant lugtfugtighed forbedrer bevaringsforholdene De kulturarvsgenstande på Gråsten Slot og Fredensborg Slot, som har været i fokus i forsøgsprojektet, er primært bemalet træ, som fx altertavler, møbler og vægpaneler. Disse genstande bevares bedst - ifølge Nationalmuseets retningslinjer ved en konstant relativ luftfugtighed på ca. 55 %. At opnå den bedste bevaring af denne type af kulturarvsgenstande opnås bl.a. ved tilgodese følgende faktorer: Den relative luftfugtighed skal være så konstant som mulig. Store årstidsbestemte variationer i luftfugtigheden giver revnedannelser og medfører afskalning af maling m.m. For høj luftfugtighed fremmer den biologiske nedbrydning, og giver øget risiko for andre typer af fugtskader. Rummets temperatur har også indflydelse på bevaringsforholdene, idet temperaturen bestemmer hastigheden af nedbrydningen gennem de kemiske processer oxidation og hydrolyse. Generelt gælder, at en sænkning af temperaturen på 10 giver en halvering af nedbrydningshastigheden for disse processer. Lyspåvirkning og luftforurening er også vigtige faktorer for materialers holdbarhed. Fotokemisk nedbrydning påvirker for eksempel farvepigmenter, som bleges. I lokaler som ikke anvendes, bør lysniveauet være så lavt som muligt. Luftforurening består dels af støv og partikler, som sætter sig på overflader. Det kan være vanskeligt at styre den konstante luftfugtighed pga. årstidernes varierende luftfugtighed samt svingende opvarmningsforhold indendørs. Om sommeren er luftfugtigheden udendørs ofte 80 90 % - hvilket den derfor også er indendørs. Om vinteren falder den udendørs luftfugtighed (dog sjældent under ca. 70 %) samtidig hermed varmer vi op indenfor, hvilket i mange tilfælde giver en meget lav relativ luftfugtighed. Dette betyder, at 8
de bevaringsværdige genstande bliver udsat for meget store årstidsvariationer, hvilket på sigt kan føre til beskadigelse af genstandene. Der er i praksis ikke ret meget, man kan gøre for at sænke luftfugtigheden om sommeren, hvorfor det er bedre at hæve den om vinteren og dette gøres mest effektivt ved sænkning af temperaturen. Forsøgsprojektet har påvist, at alle de afprøvede metoder til fugtstyring ved temperatursænkning, kan bidrage til at give en mere konstant luftfugtighed, hvilket betyder bedre bevaringsforhold. Samtidig betyder den sænkede temperatur, at andre former for nedbrydning vil forløbe langsommere. Når temperaturen sænkes, stiger luftfugtigheden, hvilket øger risikoen for kondens og dermed risikoen for skimmelvækst. Der var derfor, i forbindelse med forsøget stor opmærksomhed på denne problematik. Skjulte angreb af skimmel kan ofte identificeres, ved at undersøge støv for indhold af sporer, og der blev før og efter forsøgsperioderne udtaget prøver fra både risikoområder og fra støv i rummene. Konklusionen heraf er at temperatursænkningen på Fredensborg Slot og Gråsten Slot ikke har haft væsentlig indflydelse på indeklimaets skimmelvækstflora eller vækstforekomster i risikoområder. Brugsmønstret er afgørende Bygningens brugsmønster har stor indflydelse på besparelsespotentialet. Hvis temperatursænkningen kan realiseres i længere perioder øges energibesparelsen - samtidig med at dette også vil bidrage til mere stabile fugtforhold og dermed til bedre bevaringsforhold. Altså helt banalt: Jo længere tid bygningen eller bygningsafsnittet kan holdes på en lavere temperatur jo større besparelse opnås der. Den største besparelse opnås i de koldeste måneder, hvor opvarmning til museums- eller komforttemperatur ville have været dyrest. Gråsten Slot og Fredensborg Slot viser to eksempler på brugsmønstre, som har vist sig afgørende i forhold til, hvilken metode der er den bedste til at opnå både energibesparelser og en konstant luftfugtighed. På Gråsten Slot, som kun bruges i sommerperioden, kan temperaturen nedsættes betragteligt gennem hele fyringssæsonen, når luftfugtigheden samtidig overvåges eller holdes konstant med affugtningsanlæg. På Fredensborg Slot, som benyttes en stor del af året og har høj bevaringsværdi, er differentieret, elektronisk temperaturregulering den mest virkningsfulde metode, fordi slottet har flere, korte brugsperioder i fyringssæsonen. Desuden er indeklimaet på Fredensborg mere påvirket af andre faktorer, f. eks. solindstråling end på Gråsten. Er en bygning i brug som arbejdsplads, kan temperaturen i arbejdsområderne ikke sænkes uden at arbejdsgangene ændres, så for eksempel rengørings- og vedligeholdelsesarbejder lægges uden for temperatursænkningsperioden. For at sikre en succesfuld implementering af temperatursænkning og fugtkontrol er det vigtigt, at alle relevante parter og interessenter informeres og involveres i projektet (det kan være ledelse, teknisk personale, beboere / brugere af bygningen). Dette er vigtigt for at have det bedst mulige udgangspunkt for vurdering af potentialet, og efter implementeringen er det væsentligt, at alle involverede forstår principperne og aktivt medvirker til, at de anvendes i den daglige drift. 9
I øvrigt er der ofte nogle meget lavthængende frugter at hente: Hvornår udføres vedligeholdelsesarbejder - Kan de planlægges så det ikke er nødvendigt at opvarme kun på grund af disse arbejder? Kan bygningen opdeles, så kun en mindre del skal opvarmes til komforttemperatur? Det kræver måske, at der ændres i varmeanlægget, men den investering kan hurtigt tjene sig ind. Altså helt banalt: Hvor langt kan man nå med almindelig sund fornuft og omtanke? Og hvornår skal man sætte ind med tekniske vurderinger, indeklimalogninger m. m.? De detaljerede indeklimalogninger der er udført i forbindelse med forsøgsprojektet har givet interessante, og i nogle tilfælde overraskende resultater, men der er også eksempler på at reaktionen har været: Ja, det siger egentlig sig selv. Bygninger skal betragtes individuelt Alle fredede og bevaringsværdige bygninger er opført efter forskellige bygningsprincipper, ligesom varmeforsyning og installationer er forskellige. For at undgå følgeproblemer i forbindelse med temperatursænkning er det vigtigt, at der forud for implementeringen foretages en analyse af bygningen, dens inventar og dens tekniske installationer. Bygningen skal også efter implementeringen overvåges på flere områder, bl.a. for at undgå risici som skimmelvækst, frostskader i installationer, opstigende grundfugt o.a. Herudover skal bygningens brugsmønster løbende vurderes i forhold til temperatursænkningen. En analyse af de bygnings- og bevaringsmæssige forhold skal afdække følgende: Luftfugtigheden i de udvalgte rum i bygningen. Bygningens og genstandenes optimale bevaringsforhold. Bygningens brugsmønster. Konstruktioner i bygningen, der er sammensat med organisk materiel, som fx tapet, fodlister, paneler etc. hvor fugt kan optages med risiko for nyangreb af skimmelsvamp. Genstande, malerier og møbler, der forhindrer ventilation af vægoverflader. Særligt på ydervæggene kan der opstå fugt, der kan medvirke til skimmelsvampeangreb. Muligheden for at etablere andre energibesparende tiltag eller andre foranstaltninger, som vil understøtte det bedst mulige resultat, både energi- og bevaringsmæssigt. Det kan fx være montering af forsatsrammer, tætning af døre og vinduer og isolering af brystninger, hvor det er muligt. 10
En analyse af de tekniske installationer skal afdække følgende: Uhensigtsmæssigheder i den hidtidige styring af varmeanlægget. Gennemgang af installationer til identifikation af områder med øget frostrisiko. Når temperaturen sænkes i bygningen kan temperaturen falde nogle grader i tilstødende uopvarmede rum, og det øger risikoen for at temperaturen kommer under frysepunktet. Særligt kritiske områder er uopvarmede lofter og kældre og særligt kritiske installationer er fx hovedforsyningslinjer, afgreninger for radiatorledninger, brugsvandsinstallationer, sprinklerledninger og sikringsanlæg. Der er også risiko for kondens ved faldstammer, afløb og rørinstallationer i murværk. Gennemgang af varmesystemet, som skal kunne håndtere både lavtemperatur- og højtemperaturdrift. Hvor man vælger at styre temperaturen med radiatortermostaterne, skal disse kunne regulere præcist ved lave temperaturer. Dette kan kræve udskiftning til nyere typer med bedre reguleringsmuligheder. På længere sigt og i forbindelse med større udskiftninger af installationer, bør muligheden for brug af alternative varmeanlæg vurderes, eksempelvis varmepumper der vil have gode driftsbetingelser ved opvarmning til lave temperaturer. En vurdering af brugsmønstret skal afdække: Hvor lange er tomgangsperioderne, og kan de eventuelt forlænges så fugtforholdene kan holdes mere stabile til gavn for bevaringsforholdene og med henblik på at forøge energibesparelsen. Foregår der arbejder i bygningerne i tomgangsperioderne, der fordrer, at bygningen opvarmes og kan disse arbejder flyttes til andre perioder, så denne ekstra opvarmning kan undgås eller reduceres. Er der områder i bygningen der skal holdes konstant opvarmet, f.eks. af hensyn til personale og kan disse områder flyttes eller reduceres. På baggrund af den indledende bygningsundersøgelse, kan de relevante områder til fugt- og temperaturstyring udvælges, og metoden (som passer til den pågældende bygning og dens bevaringsforhold) fastlægges. For at sikre en succesfuld implementering af fugt- og temperaturstyring anbefales det at etablere en projektorganisation, hvor alle relevante interessenter informeres og involveres i projektet. Det er afgørende, at projekterne gennemføres i et samarbejde mellem teknisk personale, ledelse samt beboere og brugere af bygningen. 11
CASE - GRÅSTEN SLOT Gråsten Slot består af 3 fløje, der hver er inddelt i bygningsafsnit med forskellig højde og tagform. Slottets ydervægge er massive, tagrummene er uudnyttede og lofter isolerede med mineraluld i varierende omfang. Vinduerne har karme og rammer af træ med et lag glas.varmeanlægget er et naturgasanlæg med radiatorer placeret i vinduesnicher. Til forsøgsområder blev valgt slottets hjørnepavilloner begge i 3 etager af samme størrelse og geometri. Der blev udført flere forskellige forsøg med fast temperatursænkning til 8-13 og til 5 med affugtning (metode 2). I en del af forsøgsområdet blev installeret elektronisk temperaturregulering. Bevaringsforhold og energibesparelser På Gråsten Slot har forsøgsprojektet primært haft til formål at afdække mulighederne for at reducere energiforbruget. Slottet er fredet, men rummer - bortset fra kirken - ikke ekstraordinære bevaringsværdier. På Gråsten Slot viste det sig, at den største energibesparelse opnås ved anvendelse af metode 2 (fast temperatursænkning med affugtning). Fordi slottet kun er beboet om sommeren, kan temperaturen sænkes i vinterperioden til 8 i hele fyringssæsonen, samtidig med at den relative luftfugtighed holdes på ca. 50 % med affugtningsudstyr. På den måde kan der opnås en årlig varmebesparelse på 40 %. Forsøg i slottets tårnafsnit angiver endog besparelsespotentiale på helt op til 70 % i kortere perioder. Det vurderes, at metode 2, når den gennemføres på hele slottet, samlet set vil kunne reducere varmeforbruget med ca. 50 % over året, mens temperaturregulering efter fugtighed (metode 3) vil kunne reducere varmeforbruget ca. 30 %. Brugsmønstre I den periode, hvor slottet ikke benyttes, skal det bl.a. vedligeholdes og rengøres. Ved omhyggelig planlæg- 12
Udsnit af termografi af facaden på Gråsten Slot. Det aktuelle billede afslører et utæt vindue. Grafen viser luftens fugtindhold. Bemærk at der her er tale om absolut vandindhold, ikke relativ fugtighed som i de øvrige viste grafer. Grafen illustrere sammenhængen mellem udeluftens vandindhold (Den sorte graf) og værdierne inde i bygningen (De kulørte grafer) 13
ning og koordinering mellem alle involverede parter, blev fugtafgivende arbejder som fx malerbehandling og vask af gulve mv. udført udenfor vinterperioderne eller dele af forsøgsområdet blev opvarmet til 18-21 i de perioder, hvor arbejdet blev udført, mens resten af slottet havde en rumtemperatur på 8. Driftspersonalet blev inddraget i projektet og førte skærpet tilsyn i de identificerede risikoområder. De kontrollerede bl.a. temperaturen i radiatorerne, førte tilsyn med forsyningsledningerne i frostperioderne og førte kontrol med CTS målingerne. De kontrollerede også, om dørene var åbne eller lukkede og om gardinerne var trukket for, for at holde temperatur og luftfugtighed så jævn som muligt. Der skal, når projektet implementeres på hele slottet, uddannes personale til at føre kontrol og tilsyn, og der skal udarbejdes en procedure for midlertidig opvarmning i de områder, hvor der udføres vedligeholdsarbejder. Bygningsanalyse og kontrol Nord- og sydpavillonens naturlige luftskifte blev undersøgt inden forsøget gik i gang og viste sig at være forskelligt bl.a. på grund af pavillonernes placering i forhold til verdenshjørner. Luftskiftet antydede endvidere, at der er behov for tætning af vinduer og døre i slottet, hvilket nu er gennemført, idet eksisterende forsatsvinduer er kontrolleret og justeret og der er opsat nye, hvor der ikke tidligere har været forsatsvinduer. Efterfølgende kontrol viste, at det med denne ret beskedne indsats var muligt, at halvere det naturlige luftskifte. Varmeinstallationerne i forsøgsområdet blev frostsikret på lofter og i vægge og tilpasset, så de kunne reguleres både til lavtemperatur på 5 og komforttemperatur på 8-24. Forsøgene på Gråsten Slot viste, at rummenes dimensioner og lofthøjde har betydning for at opnå den optimale regulering af temperatur og luftfugtighed. Store høje rum, som fx trapperummet, bør reguleres uafhængigt af de tilstødende rum, da luftskiftet i disse rum er større end i de mere lavloftede rum. Der blev før og efter forsøgsperioden gennemført undersøgelser af forekomsten af skimmelsporer i indeklimaet. Forsøgsprojektet har ikke væsentligt øget skimmelflora i indeklimaet eller i risikoområderne ved vinduesbrystningen, bag tapeter eller malerier på ydervæggene. Når forsøget skal udbredes til resten af slottet, skal der foretages en gennemgang af alle slottets installationer for at afklare risiko for frostsprængninger. Varmesystemet skal tilpasses både høj- og lavtemperaturer, og termostaterne skal kunne reguleres præcist ved lave temperaturer. På længere sigt skal installation af varmepumper overvejes. Installation af permanent affugtning vurderes at være meget omfattende i det store slot, derfor vil der, i første omgang, blive etableret temperaturstyring efter relativ luftfugtighed. 14
CASE - FREDENSBORG SLOT Fredensborg Slot er et omfattende bygningskompleks med en række forskellige bygningstyper. Slottets ydervægge er af massivt murværk i varierende tykkelse, lofter er ubenyttede og tagrum er isoleret med mineraluld. Vinduerne har rammer og karme af træ med et lag glas. Alle bygningsanlæg er forsynet med varme fra et fælles anlæg, som er nyrenoveret. Til forsøgsprojektet blev valgt dele af stueetagen og 1. sal på hovedslottet. Bevaringsforhold og energibesparelser Fredensborg Slot er fredet og har høj bevaringsværdi i såvel bygninger som i interiører og inventar. Forsøget har fokuseret på hovedslottet, der rummer de største bevaringsmæssige værdier og de største udfordringer i forhold til indretning, tæthed og brugsmønstre. I vinterperioderne, hvor der ikke er residens på Fredensborg Slot, blev der lavet forsøg med fast temperatursænkning til 13-15 (metode 1) i den første periode, og da teknologien med elektronisk temperaturregulering (metode 2) var færdigudviklet, blev den metode anvendt. På Fredensborg Slot opnås den største årlige varmebesparelse udenfor residensperioden ved elektronisk varmeregulering. Forsøget viser, at der ved at regulere temperaturen til 13-15 udenfor residensperioden, kan opnås en samlet årlig varmebesparelse på omkring 20 %. Besparelsen er givet for hele året, men temperatursænkningen forekommer i 4 af årets måneder. Besparelsen gælder for det område af bygningen, hvor temperaturen nedsættes. 15
Brugsmønstre Fredensborg Slot anvendes til mange officielle og repræsentative formål. Forsøgene på slottet viser, at selskaber med flere personer kun giver anledning til en lille og kortvarig ændring i den relative fugtighed. Dette kan begrundes i et relativt højt luftskifte forårsaget af flere højloftede rum. I vinterperioden er slottet ubenyttet, men der pågår løbende vedligeholdsarbejder og hovedrengøring. Driftspersonalet på Fredensborg Slot blev inddraget i forsøgsprojektet og kontrollerede løbende bl.a. om døre og vinduer var lukkede, gardiner trukket for, forsyningsledningerne til radiatorer i frostperioderne og CTS målinger. I forbindelse med at forsøget udbredes til større dele af slottet, skal ansatte og ledelse på slottet inddrages i opgaven. Bygningerne skal gennemgås for bl.a. at identificere kritiske områder i forhold til fredningsværdierne. Og højt fugtindhold og installationer med risiko for frostsprængninger skal identificeres. Når områderne til temperatursænkning efterfølgende udvælges, skal kravene til komfort i forhold til håndværkere og personale kortlægges, og eventuelle rum med højere temperaturer skal holdes aflukket i forhold til rum med temperatursænkning, vinduerne skal holdes lukkede og gardiner være trukket for. Driftspersonalet i bygningerne skal instrueres yderligere i at føre skærpet tilsyn med kondens på vinduer, tegn på skimmelvækst, om døre og vinduer er åbne eller lukkede, eventuelle frostrisici og alarmfunktionerne i kontrolanlæggene osv. For at få et så stort bygningsværk til at fungere med temperatursænkning, skal alle de personer som har deres arbejde og gang på slottet have viden om og være involveret i, hvilke tiltag der er forudsætning for at energibesparelsen opnås. Bygningsanalyse og kontrol Det naturlige luftskifte i forsøgsrummene blev undersøgt, og der kunne registreres et mærkbart luftskifte fra stueetagen til 1. sal, men næsten ingen den modsatte vej. Det skyldes, at der er flere højloftede rum med dagslysindtag oppefra i forsøgsområderne, og at dørene på 1. sal generelt var mere åbne end de var i stueetagen. De højloftede rum bør således reguleres uafhængigt af de tilstødende rum. Luftskiftet kan reduceres ved tætning af de højtsiddende vinduer. I residensperioden blev temperaturerne målt til 17-25 afhængigt af rummenes brug. Da forsøget med fast temperatursænkning blev igangsat, faldt temperaturen over de første tre dage 7 grader og først efter 2½ uge var temperaturen stabiliseret ved 13-15. 16
Radiatortermostaterne havde samme indstilling i stueetagen og 1. sal, men temperaturen på 1. sal lå omkring 1-2 højere end i stueetagen, og højere i den sydlige del af bygningen end den nordlige. Det vurderes at være forårsaget af større solindfald på 1. sal og flere enkeltlagsvinduer i stueetagen. Da radiatortermostaterne blev udskiftet til det elektroniske system blev temperaturen yderligere reduceret til 9-10. Der blev i forsøgsperioden gennemført undersøgelser af forekomsten af skimmelsporer i indeklimaet. Der er ikke sket ændringer i skimmelfloraen i de målinger, der er udført i forbindelse med forsøgsprojektet - hverken i indeklimaet generelt eller i risikoområderne ved brystningspartier, bag tapeter eller malerier på ydervæggene. I forbindelse med at forsøget udbredes til resten af slottet skal varme-installationerne på bl.a. lofter og i vægge, sikres mod frost. Varmesystemet i de områder, som skal have temperatursænkning skal kunne reguleres til både lav- og højtemperaturer, idet de eksisterende radiatortermostater ikke kan regulere tilstrækkeligt præcist, og der skal etableres overvågning og kontrol, som er tilpasset bygningen. Endvidere skal døre og vinduer tætnes - især i de højloftede rum. Illustration fra Fredensborg Slot visende et af bygningens udvendige hjørner set indefra. Termografien viser den lavere overfladetemperatur i hjørnet. Overfladetemperaturen må ikke komme under den aktuelle dugpunktstemperatur. 17
FORKLARING AF BEGREBER Relativ luftfugtighed Relativ luftfugtighed (RF) er luftens fugtindhold - opgjort i forhold til hvor meget fugt luften teoretisk ville kunne indeholde ved den givne temperatur og lufttryk. Det er den relative luftfugtighed, ikke luftens absolutte vandindhold, der er afgørende for påvirkningen af omgivelserne. Man kan påvirke den relative fugtighed ved at styre temperaturen i rummet. Den væsentligste årsag til at man vil kontrollere den relative luftfugtighed er at undgå biologisk nedbrydning, der opstår ved høj relativ luftfugtighed samt mekaniske skader som følge af for store udsving i den relative luftfugtighed. Termografi Termografering fotografering med varmefølsomt kamera har vist sig meget nyttig til identifikation af områder med lav overfladetemperatur, utætheder m. m. Datalogger En datalogger er et elektronisk måleinstrument som optager data på et givent sted over en given tidsperiode. I forsøgsprojektet optog dataloggerne temperatur i indeluften, bag paneler, brystninger og lysninger og den relative luftfugtighed. Elektroniske termostater og linksystem Som et led i forsøget er anvendt elektroniske radiatortermostater og trådløst linksystem til styring af disse. Systemet blev stillet til rådighed af Danfoss A/S. Forsøgsopstillingen var programmeret så det var muligt at styre de enkelte radiatortermostater, således at den relative luftfugtighed blev så stabil som mulig. Skimmelsvamp Skimmelsvampe er mikroskopiske svampe, der lever på overflader af opfugtet, organiske materialer som fx træ og tapet. Der er en naturlig forekomst af skimmelsvamp alle steder i vores omgivelser. 18
19
Styrelsen for Slotte og Kulturejendomme H.C. Andersens Boulevard 2 1553 København V T 3395 4200 slke.dk 20