Energiforbedring af ældre etageejendomme potentialer og strategi Lading arkitekter + konsulenterter A/S Juni 2008 for Velfærdsministeriet
Udarbejdet 2007-08 af Lading arkitekter + konsulenter A/S Store Søndervoldstræde 9 1419 København K Tlf. 32 83 19 68 E-mail info@ladingarkitekter.dk Medarbejdere Lena Gerlach, arkitekt maa Frank Pedersen, arkitekt maa Tove Lading, arkitekt maa Støttet af Velfærdsministeriets pulje for forsøg i byfornyelsen 2 energiforbedring i etageejendomme kolofon
Indhold Indledning...........................................................side 5 Resumé...side 6 Kvanitetet og energiforbrug - hvor meget er der tale om...side 7 Kan vi lære af udlandet?...............................................side 13 Udenlandske eksempler...............................................side 16 Kan vi bruge erfaringerne fra eksemplerne?...side 22 Et dansk eksempel...................................................side 34 Energi for pengene - hvad kan betale sig?................................. side 36 De 6 håndtag...side 38 Den gode strategi....................................................side 39 Nye projekter?...side 42 Henvisninger........................................................side 44 indhold energiforbedring i etageejendomme 3
4 energiforbedring i etageejendomme
Indledning tag utætheder kuldebroer gavl ydervægge anlæg og installationer vinduer Ændringerne i bygningsreglementet, der trådte i kraft i 2006, betød en kraftig skærpelse af kravene vedrørende bygningers energiforbrug - ikke kun i nybyggeriet, men i princippet også ved større renoveringssager. Dette i erkendelsen af, at størstedelen af det bygningsrelaterede energiforbrug i mange år fremover vil ligge i den ældre boligmasse. Energiforbruget i den ældre boligmasse ligger 2-4 gange så højt som i byggeri opført efter 2006-bestemmelserne. Der er ingen tvivl om, at det er nødvendigt at nedbringe energiforbruget i eksisterende boliger, hvis målene i de internationale aftaler vedrørende reduktioner i CO 2 - udslippet skal opnås. Det er meget store besparelser, der skal opnås. Den erkendelse er der efterhånden bred konsensus om. Derimod er det ikke åbenbart, hvordan målet skal nås. Der er ingen lette løsninger. De lavesthængende æbler er plukket. Fx har stort set alle ældre boliger fået tolags-løsninger i vinduerne og tætningslister. Det er bare ikke tilstrækkeligt - der skal mere til. Man ved i princippet godt, hvilke håndtag man har at trække i, men for stort set alle er der barrierer af teknisk, økonomisk, arkitektonisk eller anden art. De kendte metoder til indvendig efterisolering og tætning er ikke uproblematiske i forhold til bygge teknikken og arkitekturen i ældre bygninger. Risiciene, hvis energiforbedringen ikke udføres rigtigt, er råd- og svampeskader, dårligt indeklima, skimmelsvamp etc. Bygge- og varmeteknisk bedre løsninger er mulige, men også mere omfattende, og medfører ofte en markant ændring i arkitekturen. Det er samtidigt dyrere, hvilket heller ikke er uvæsentligt. Formålet med denne kortlægning er at give et overblik over området med særlig fokus på nedbringelse af energiforbruget i etageboliger. Rapporten koncentrerer sig om etageboliger opført før 1950 - den boligtype, der er omfattet af den gældende byfornyelseslov - og primært efter ca. 1920, fordi det er de bygninger, der står foran renovering, dvs. næste generation af byfornyelsen. København, juni 2008 Lading arkitekter + konsulenter A/S indledning energiforbedring i etageejendomme 5
Resumé Omfang Etageboliger opført før 1950 tegner sig for ca. 15% af det samlede bygningsrelaterede energibehov (= beregnede energiforbrug) i boliger. I snit bruger ældre etageboliger 200 kwh/m2/år, hvilket skal sammenholdes med bygningsreglementets krav til nye boliger på ca. 70 kwh/m2 om året. Kan vi lære af udlandet? Ja - og nej. Dét, der virker i de tyske og schweiziske eksempler er de metoder, som vi også kender i Danmark, nemlig de 5+1 håndtag, som er nævnt neden for. Der er desværre ingen markant nye effektive løsninger at hente i udlandet - hverken i henseende til teknologier eller metoder, og især ikke, hvis man ser på økonomien i forhold til de opnåede besparelser. Kompaktisolering som fx vacuumisolering er langt fra at være et færdigudviklet produkt. Som det tegner nu, udgør det ikke et alternativ til traditionel bygningsisolering, og især ikke til renoveringsopgaver. Potentialet ligger formentlig primært til anvendelse i præfabrikerede bygningskomponenter som døre, kviste og lignende. De seks håndtag Den gode løsning for de fleste ældre beboelsesejendomme ligger i en kombination af kendte løsninger. Der er seks håndtag at trække i, eller rettere 5+1: 1. Efterisolering 2. Forbedring af vinduer og døre 3. Tætning 4. (Kontrolleret) ventilation 5. Optimering af installationer og apparater, pumper, hvidevarer etc. + 6. Alternativ energi, - som dog aldrig må træde i stedet for optimering af selve bygningen, men skal ses som et supplement. Det vil imidlertid betyde en markant ændring af arkitekturen på de fleste ældre danske bygninger, der i modsætning til fx den tyske bygningstradition ofte står i blank mur. Samtidig vil forudsætningen også være, at der samtidig med efterisoleringen udføres tagrenovering, nye vinduer etc. Der er altså tale om et stort samlet projekt for den enkelte ejendom. Indvendig efterisolering vil ofte være væsentligt lettere at gennemføre. Man kan i de fleste tilfælde isolere med 100 mm mineraluld, mens større isoleringstykkelser indebærer risiko for skader. Det er imidlertid de første 100 mm af isoleringen, der har den største effekt. Det betyder at der i praksis er to modeller for energiforbedring, den store og den lille model. Forskellen er, at den store model tager udgangspunkt i en udvendig isolering og er ret omfattende, mens den lille baseres på en indvendig isolering. Barrierer for energiforbedring Energiforbedrende tiltag, der gennemføres alene for energiforbedringens skyld, vil næppe få den store gennemslagskraft. Derimod skal det ind som et fast element i forbindelse med vedligehold, renovering og boligforbedring. Potentialet ligger primært i de ejendomme, der er opført i perioden ca. 1920-1950, som er næste generation af byfornyelsen. Ejendommene fra før 1920 er i vid udstrækning istandsat og fornyet, og det vil derfor vare en årrække, før disse ejendomme når næste renoveringsbølge. Boliger fra 1920-50 er generelt præget af byggeteknisk og funktionel nedslidning. Bl.a. derfor hører de p.t. til den billigste del af boligmassen, som kan betales af beboere med lave indkomster. Deres mulighed for at finansiere selv helt nødvendige renoveringer er stærkt begrænset. Det betyder, at der er en social og økonomisk barriere for energiforbedringer. Den anden store barriere ligger i de æstetiske og byggetekniske udfordringer. Især udvendig efterisolering indebærer store indgreb, der kan få meget synlige og mærkbare konsekvenser i mange byområder, hvis ikke de håndteres rigtigt. De to modeller Hvis den ældre bygningsmasse skal nå samme lave energiforbrug som nybyggeriet, er udvendig efterisolering svær at komme uden om, fordi man ikke med indvendig isolering kan opnå tilstrækkeligt store isoleringstykkelser. ESCO-ordninger til boliger ESCO-koncepter vil givet have et potentiale også i boligsektoren. Dels fordi der er en direkte kobling mellem finansiering og besparelser, dels fordi ESCO er kan være med til at optimere driften, så der opnås det lavest mulige energiforbrug. 6 energiforbedring i etageejendomme resumé
Kvantitet og energiforbrug - hvor meget er der tale om? Typisk etage ejendom fra 1940 erne. Boligtyper og energiforbrug Det samlede antal boliger i Danmark er ca. 2.380.000. Af dem er ca. 40% eller knap 1 mill. etageboliger. Husholdningernes el-forbrug omfatter såvel det forbrug, der relaterer sig til hårde hvidevarer, TV, belysning osv. som det bygningsrelaterede forbrug. Der findes ingen samlede opgørelser over det samlede bygningsrelaterede energiforbrug, forstået som varmeforbruget samt den del af elforbruget, der relaterer sig til selve bygningen. Derfor er det ikke muligt at sige helt præcist, hvor stort et energiforbrug, som direkte kan påvirkes gennem energiforbedrende renovering. Der findes beregninger over varmeforbrug/behov og for husholdningernes el-forbrug. Varme er et bygningsrelateret energiforbrug. Selv om individuelle vaner har betydning, er det bygningens og boligens evne til at holde på varmen, der er den væsentligste faktor. Etageboligerne tegner sig for 27 % af det samlede boligareal 27 % af det samlede varmebehov Etageboligerne tegner sig for 27 % af det samlede boligareal 19 % af det samlede elforbrug Etageboliger før 1950 - tegner sig for 13% af det samlede boligeareal 15% af det samlede varmebehov og 47% af etageboligarealet 55% af varmebehovet i etageboliger Der er således et overforbrug af varme i ældre boliger, men der er ingen markant forskel i energibehovet på boliger opført før 1930 og boliger opført i perioden 1930-1950. Tallene er hentet fra By og Byg Dokumentation 057: Vur dering af potentialet for varmebesparelser i eksisterende boliger SBi 2005:12: Husholdningers elforbrug - hvem bruger hvor meget, til hvad og hvorfor? kvantitet energiforbedring i etageejendomme 7
Areal og varmeforbrug fordelt på boligtyper og opførelsesår Arealfordeling Fordeling på areal øvrige boliger efter 1950 49% Fordeling i varmebehov Fordeling på varmeforbrug øvrige boliger efter 1950 44% Etageboliger efter 1950 14% Etageboliger efter 1950 12% Etageboliger før 1950 13% øvrige boliger før 1950 24% Etageboliger før 1950 15% øvrige boliger før 1950 29% BR 2008 Boligers beregnede energibehov til op varmning, ventilation, køling og varmt brugsvand (nybyggeri): max. (70+2200/A) kwh/m2 pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal. El indgår i beregningen, hvor det vægtes 2,5 gange i forhold til varme (dvs. 1 kwh el skal indgå i beregningen som 2,5 kwh). Renoveringsbyggeri skal følge kravene til nybyg geri, når der er tale om større ombygninger, der enten omfatter mere end 25% af klimaskærmen eller hvor ombygningsudgifterne overstiger 25% af ejendommens værdi ekskl. grundværdien (heri ikke medregnet udgifter til almindeligt vedligehold, fx pudsning af facader, malerbehandling etc.) Udgiften skal være rentabel (årlig besparelse x levetid af foranstaltning / investering >1,33). I praksis er der ikke mange renoveringsbyggerier, der reelt kommer til at opfylde kravene til nybyggeri. Ældre etageboliger bruger i gennemsnit ca. 210 kwh/m2/år, eller ca.3 gange så meget som kravet til nybyggeri. Ca. 1/3 af energibehovet til opvarmningen dækkes af gratisvarme: passiv solvarme og varme fra personer, apparater, belysning etc. Ca. 2/3 dækkes af varmeanlæg. Forbrug i etageboliger kontra lave huse Set under ét bruger etageboliger lige så meget varme som lave huse (parcel- og rækkehuse etc.). Man kunne imidlertid have forventet en forskel: at etageboliger viste sig mere varmeøkonomiske, fordi de er mere kompakte, eller at de lave huse samlet set ville have en mindre andel af det samlede forbrug, fordi de må antages at være bedre isoleret. Det fremgår ikke umiddelbart af tallene, men begge udsagn kan godt alligevel være rigtige - hvis effekterne udligner hinanden. 8 energiforbedring i etageejendomme kvantitet
Procentvis fordeling af el-forbrug i husholdninger (både etage- og lave boliger) Fordelig af el forbrug 30 25 25 20 18 15 10 5 13 11 10 9 6 4 4 0 Køl/frys Belysning Vask/Tørretumbler Madlavning Standby Tv+video+Hifi Opvask EDB Rest Det er markant, at el-forbruget pr. m 2 er væsentligt højere i lave huse end i etageboliger. Etageboligernes varmeforbrug Varmebehovet i ældre etageboliger ligger på ca. 150-400 kwh/m2/år med et gennemsnit på 210. Skal bygningsreglementets krav til nybyggeri opfyldes, skal behovet reduceres med 50-75%. Det er næppe realistisk. De nemme energibesparelser er stort set taget. Fx har så godt som alle ældre boliger fået vinduer med to lag glas. Ud fra SBI s tal kan besparelsespotentialet*) for etageboliger bygget før 1950 beregnes til ca. 21%. Etageboligers el-forbrug Der findes ingen opgørelser over det bygningsintegrerede el-forbrug, kun over husholdningsforbruget, der i gennemsnit ligger på små 4.000 kwh pr. bolig pr. år, eller ialt ca. 8,5 mill MWh. Man kan ikke direkte ud af tallene læse det bygningsintegrerede el-forbrug, men det ligger for- mentlig i størrelsesordenen 0,8-1 mill. MWh pr. år. Elforbruget til husholdninger er således langt det største, men også den del af forbruget, som det er vanskeligst at påvirke. El-forbruget i parcelhuse ligger ca. 25-50% over forbruget i lejligheder og det skyldes i høj grad at det bygningsintegrerede elforbrug, som er relativt større i mindre huse. Det betyder også, at det bygningsintegrerede besparelsespotentiale er begrænset. Indeklima og energiforbrug - to sider af samme sag Indeklima og energiforbrug er to sider af samme sag. Størstedelen af bygningers energiforbrug går til regulering af indeklimaet - dvs. til opvarmning, ventilation og evt. køling. Mange ældre etageboliger har imidlertid problemer med dårligt indeklima og manglende komfort. Det kan bl.a. dreje sig om: træk og kuldenedfald utilstrækkelig opvarmning i den kolde tid overophedning i den varme tid *) Ved vurdering af de mulige energibesparelser antages det, at 50% af alle ydervægge og gulve med en U-værdi på 1,0 W/m²K og derover kan forbedres til en U-værdi svarende til 0,45 W/m²K. Tilsvarende antages det at 50% af alle tage med en U-værdi over 1,0 W/m²K kan forbedres til 0,35 W/m²K. Alle vinduer forudsættes at kunne udskiftes til dagens standard, svarende til en gennemsnitlig U-værdi på 1,6 W/ m²k. For alle U-værdier af forbedrede konstruktioner gælder at der er tale om gennemsnitlige værdier hvor der er taget højde for kuldebroer og linjetab som ikke, eller kun vanskeligt kan forbedres i forbindelse med energirenoveringen. Citat fra By og Byg Dokumentation 057 kvantitet energiforbedring i etageejendomme 9
I de senere år støder man stadigt oftere i tilbudsaviserne på anlæg til individuel klimaregulering - ventilation, køling og airconditioning. Køle- og airconditonanlæg har et betydligt energiforbrug, som er skjult i forhold til de normale opgørelser over bygningers energiforbrug. *) De oplagte faktorer som utætte døre, vinduer, kalfat ringsfuger og lignende er selv følgelig kendte - men hvor stort er problemet herudover? Er det en væsentlig faktor, eller kommer det langt nede på listen? utilstrækkelig ventilation skimmelsvamp, som ofte er en følge af de øvrige problemer Et højt energiforbrug er ikke nødvendigvis ensbetydende med, at energibehovet - forstået som den energi, der skal til for at skabe et godt indeklima - dækkes. Mange ældre boliger vil have et latent behov for et større energiforbrug (som ikke dækkes, fordi boligerne ikke er tidssvarende). Det kan være en af årsagerne til, at energibesparende foranstaltninger ikke altid fører til den for ventede reduktion i energiforbruget, men man opnår i stedet en komfortforbedring. Ventilation og tæthed Ældre etageboliger har typisk været naturlig ventileret, primært gennem vinduer, men ofte suppleret med en ventilationsskakt fra hver lejlighed ført over tag. I en del af de ejendomme, der er renove ret inden for de senere år, kan ventilations-forholdene være forbedret med (spalte) ventiler og evt. mekanisk udsugning fra bad og køkken. Varmegenvinding fra mekanisk ventilation er ikke almindelig. En del af luftskiftet i de ældre boliger kommer via utætheder. Det fremføres ofte, at gamle boliger er utætte. Det er formentlig generelt rigtigt, men der findes ingen data eller målinger på ældre etageboligers tæthed, og heller ingen specifikke undersøgelser af, hvilke bygningsdele, som utæthederne relaterer sig til. *) Derfor er det også svært at sige generelt, hvor stor betydning utætheder har for ældre boligers energiforbrug, og for hvor let eller svært det er at komme problemet til livs. Overophedning og kølebehov Der er i realiteten intet energiforbrug til køling i etageboliger, fordi stort set ingen ældre boliger har køling. Det er ikke ensbetydende med, at behovet ikke er der. Mange boliger har problemer med overophedning, og problemet kan forventes at blive større i fremtiden. 10 energiforbedring i etageejendomme kvantitet
Danmarks årsmiddel tempe ratur 1873-2006 - korrigerede værdier. Den normale årsmiddeltemperatur er defineret som gennemsnittet af årene 1961-90, angivet med den stiplede box. Kilde: DMI Netop denne periode er atypisk i forhold til stigningstakten før og efter. Det tyder således på, at den årsmiddeltemperatur, der benyttes som udgangspunkt for beregning af bygningers energibehov, er for lav. Der er eksperter, der mener, at de højere temperaturer vil medføre færre solskinstimer. I så fald vil problemer med overophedning formentlig blive mindre. Det samme vil varmetilskuddet om vinteren Klimaet ændrer sig, og tendensen er at det bliver varmere. I følge DMI har årsmiddeltemperaturen stort set alle år siden 1988 ligget over normalen, der er defineret som gennemsnittet i årene 1961-90. Otte af de ti varmeste år siden 1873 har ligget indenfor de sidste 10 år (Rob Marsh, SBi). Samtidig er der også en tendens til, at der stilles større krav til komforten - folk accepterer simpelthen ikke så store udsving i indetemperaturen. Det er nok intet tilfælde, at mobile aircondition anlæg stadigt oftere dukker op i byggemarkedernes tilbudsaviser. Der findes ingen opgørelser over omfanget af overophedning i eksterende etageboliger og dermed kølebehovet. Der findes målinger på nogle af de nyere lav - energibyggerier, hvor passiv solvarme har været anvendt som et af elementerne til nedbringelse af energiforbruget. Her viser det sig i mange tilfælde at være vanskeligt at holde temperaturen nede på et acceptabelt niveau om sommeren. Det er ikke kun et problem i dagtimerne, men også om natten i fx soverum, der vender mod syd eller vest, og som har haft stort solindfald i de sene dagtimer. Det vil sige, at energibesparelsen til dels opnås på bekostning af, at man undlader at opfylde behovet for et rimeligt indeklima og komfort om sommeren. Man kan antage, at det samme problem gør sig gældende i ældre boliger med samme orientering, som også ofte har relativt store vinduesarealer. I følge Rob Marsh vil der i det kommende år ske et paradigmeskift i takt med klimaændringerne. Indtil nu har man i høj grad fokuseret på opvarmning som som den væsentlige faktor i bygningers energiforbrug. Fremover vil det i stigende grad være køling - eller det at undgå overophedning - som vil være det væsentligste. Efter Rob Marshs vurdering vil kølebehovet om 30-40 år være større end opvarmningsbehovet for boliger i Danmark. Det kan enten føre til øget energiforbrug (hvis der installeres køling), eller manglende komfort (hvis der ikke installeres køling). Forskel på behov og forbrug Når der er et behov for fx opvarmning eller køling, er det ikke ensbetydende med, at der er et tilsvarende forbrug. Fx er der i mange ældre boliger ikke radiatorer i køkkener og badeværelser, og derfor dækkes varmebehovet ikke. Det er de færreste boliger, der har køling, så i stedet for et energiforbrug til køling har man nedsat komfort. Da vores krav til komfort stiger, må man regne med, at behovet for både køling og opvarmning med tiden vil blive dækket. Det kan føre til et øget energiforbrug, hvis ikke man i stedet reducerer behovet, fx ved hjælp af natkøling, solafskærmning, efterisolering osv. kvantitet energiforbedring i etageejendomme 11
Individuelle aircondition-anlæg på svensk etageejendom, der tydeligt må have indeklimaproblemer forårsaget af for stort solindfald. Potentialet for besparelser Udkast til Faglig baggrundsrapport - Handlingsplan for en fornyet indsats - Energibesparelser og marked, Energistyrelsen, december 2004. Hentet fra Det Økologiske Råds pjece Energirigtige renoveringer af eksisterende bygninger. Varme Som tidligere nævnt vurderede SBi i 2005 potentialet for varmebesparelser i den ældre boligmasse til ca. 21%. Omregnet til tal opgør Energistyrelsen det samlede potentiale 44,7 PJ (petajoule) eller ca. 12½ mill. MWh pr. år. Dette besparelsespotentiale er de tiltag, som vurderes som umid delbart rentable, og som man kan forvente vil blive gennemført i de kommende år i takt med den generelle vedligeholdelse og renovering af den ældre boligmasse. Det resterende potentiale - som kan anslås til et sted mellem 12½ og 25 mill. MWh/år (svarende til rundt regnet 20-50% af det samlede varmeforbrug,afhængig af hvordan man regner det ud) - bliver kun realiseret, hvis noget ændrer sig. Det skal blive billigere og/eller mere rentabelt, og/eller der skal ske en samfundsmæssig indsats for det. Det er selvklart ikke realistisk at løfte potentialet fuldt ud. Afhængig af markedsvilkårende og den samfundsmæssige prioritering vil yderligere 10-15 mill MWh / år nok ligge inden for det lag, der kan diskuteres. El-besparelser Energistyrelsen har vurderet det samlede poten tia le for elbesparelser i husholdninger til 28%, sva rende til ca. 8,76 PJ eller 2,4 mill. MWh pr. år *). Det bygningsrelaterede el-forbrug kan som nævnt ikke udskilles direkte af tallene, men ligger formentlig omkring 0,8-1 mill. MWh pr. år. Besparelsespotentialet kan anslås til ca. 0,2-0,3 mill. MWh, hvoraf parcelhusene tegner sig for størsteparten. De store el-besparelser ligger således primært i husholdningsforbruget. Det største bygningsrelaterede potentiale ligger nok i at undgå at elforbruget stiger, fx som følge af utilstrækkelig regulering af indeklimaet Jokeren I beregningen af potentialet er der ikke taget højde for det udækkede energibehov i forhold til manglede komfort. Der findes ingen undersøgelser af, hvor store tal der er tale om. Det kan vise sig at være en joker i beregningen, så man ikke opnår de forventede besparelser. 12 energiforbedring i etageejendomme kvantitet
Kan vi lære af udlandet? Energibesparelser i det eksisterende byggeri er ikke nemt - og derfor bliver der ofte stillet store forhåbninger til, at nogen i udlandet har løsninger på problemet, som kan overføres til danske forhold. Der bliver refereret til bl.a. tyske og schweiziske projekter eksempler, hvor der øjensynlig er op nået store energibesparelser i forbindelse med renovering. Der er også store forventninger om, at højeffektive kompakte isoleringsmaterialer kan føre til en teknisk revolution, der muliggør en effektiv efterisolering uden de ulemper, der er ved de traditionelle løsninger. For at undersøge det er der foretaget en vurdering af passivhus-konceptet i forhold til renovering, som er udviklet i Tyskland og Østrig. Desuden er der set nærmere på tre eksempler på energiforbedrende renovering til næsten passivhus-standard. At netop disse tre eksempler er valgt ud skyldes dels, at der er opnået meget markante besparelser på energiforbruget; dels at de jævnligt fremhæves som gode eksempler. De to schweiziske projekter har været præsentere flere gange i Danmark, bl.a. af Det Økologiske Råd, og det tyske eksempel er præsenteret i en pjece fra Passivhaus Institut. Tevestrasse, Magnusstrasse og Nietgengasse - tre eksempler på energiforbedrende renovering. Kan vi bruge erfaringerne i Danmark? Er det tilfældet? - eller er det stadig (mest) ønsketænkning? udenlandske erfaringer energiforbedring i etageejendomme 13
Passivhaus Sanierung er en tilpasning af passivhuskonceptet til renoveringssager. Normalt omfatter det: Udvendig efterisolering af hele klimaskærmen Tætning hele vejen rundt om det opvarmede areal (man skal kunne tegne det lufttætte lag i både plan og snit uden at løfte blyanten fra papiret!). Nye vinduer i passivhus-standard (3 lags lavemissionsruder, højisolerede rammer og karme). Se side 28. Mekanisk ventilation med varmegenvinding - ofte med et decentralt anlæg til hver lejlighed. Ofte helt ny højisoleret tagetage. Eksemplet er hentet fra Tevestrasse, der omtales på næste side. Illustration: Passiv-Haus Institut Princip-konstruktion af et passiv-hus. Illustration: Passiv-Haus Institut Hvad er et passivhus? forbrug til rumopvarmning max. 15 kwh/m2/år *) primært energiforbrug < 120 kwh/m2/år*)**) overophedning (indetemperatur > 25 C) max. 10% af året høj tæthed mekanisk ventilation med varme genvinding (+ evt. supplerende varmekilde); hovedparten af varmeforbruget kommer fra varmegenvinding *) For passivhuse regnes der med et netto-areal, dvs. excl. ydervægge, hvor man normalt i Danmark bruger bruttoarealer. **) Primær-energiforbruget er energiforbruget til varmt brugsvand, rumopvarmning/køling, ventilation, pumper, husholdningsstrøm, belysning, computere, TV m.v. I beregningen af primærenergiforbruget vægtes forskellige energi-former i forhold til, hvor meget fossilt brændstof, der bruges. Passivhuse Alle tre eksempler bygger på passivhus-konceptet, der er udviklet af det selv ejende forskningsog rådgivningscenter Passiv Haus Institut i Darmstadt i Tyskland. For at opnå betegnelsen passivhuse skal bygningerne dokumentere at kunne opfylde en række specifikke krav. Passivhus-instituttet har deres egen certificeringsordning. Der fokuseres især på et meget lavt var mebehov, så husene kan klare sig stort set uden opvarmning. Det opnås gennem en energioptimeret facade med fokus på højisolering, minimering af kuldebroer og energieffektive (3- lags) vinduer, kombineret med tæthed og kontrolleret ventilation med varmegenvinding. Der er sat en grænse for det maximale primærenergiforbrug **), som også omfatter det energiforbrug, der ikke er direkte bygningsrelateret - fx til belysning og husholdningsapparater, men også til TV, computere etc. Passivhus konceptet er mest møntet på nybyggeri, men der er også gennemført renoveringer, der næsten lever op til standarden (de skal i princippet opfylde samme krav som nybyggeriet). Passivhuse kan sammenlignes med det danske bygningsreglements lavenergihuse, men kravene er anderledes skruet sammen og er derfor ikke direkte sammenlignelige. Fx er husholdningsstrøm med i passivhuses primær energiforbrug, der regnes med nettoarealer (iøvrigt på en anden måde end i det tyske bygningsreglement), der er ingen justering i forhold til areal osv. Afhængig af forholdene og det konkrete projekt kan et passivhus godt have et højere energiforbrug end et dansk lavenergihus, hvis man beregner det ud fra de danske regler. Det hænger bl.a. sammen med el-forbruget til mekanisk ventilation og varmegenvinding. Der er i passivhuskonceptet heller ikke samme fokus på et muligt kølebehov som i de danske regler (hvor et kølebehov indgår i energiberegningen og straffes, uanset om der køles eller ej). Der er ganske vist en anbefaling af, at overophedning kun må forekomme 10% af året, men det kan også være ganske meget. Det vil i praksis betyde, at overophedning kan forekomme i hele den varmeste sommerperiode. Men uanset visse svagheder i konceptet er der mange fornuftige principper og erfaringer, som man med fordel kan overføre til danske forhold. 14 energiforbedring i etageejendomme udenlandske erfaringer
udenlandske erfaringer energiforbedring i etageejendomme 15
Eksempel 1 Renovering 2004-06 til næsten passivhusstandard Tyskland Tevestrasse 36-54, Frankfurt am Main to boligblokke fra 1950 erne pudset murværk, dybtliggende vinduer før: 60 lejligheder á 50m² Renovering omfattende lejlighedssammenlægninger ny tilbygget tagetage facade- og vinduesrenovering Energiforbedring Før utæt - n50=4,0 1/h (4 gange i timen) en del vinduer med ét lag glas varmeforbrug ca. 200 kwh/m2/år udvendig efterisolering med 260 mm polystyrol ( flamingo ), efterfølgende pudset ny højisoleret tagetage vinduer i passivhus-standard - 3 lags ruder, velisoleret ramme/karmkonstruktion og dyb glasfals (= bred ramme/karmkonstruktion) kuldebrosisolering ved alle samlinger tætning, bl.a. indvendig pudsning af ydervægge samt lufttætte kalfatringsfuger omkring vinduer; tætning af gulv i stueetage mod kælder mekanisk ventilation med styring og varmegenvinding - separat anlæg til hver lejlighed Efter tæt - n50=0,5 1/h (1/2 gang i timen) varmeforbrug 18 kwh/m2/år Tætheden måles ved en blower door test. Før - og det er et farvebillede. Er forholdene sammenlignelige? Klimaet ligner det danske. Dagtemperaturerne om sommeren er en smule højere i Frankfurt, mens gennemsnitstemperaturerne den øvrige del af året stort set er som de danske. DMI angiver ikke antal solskinstimer for Frankfurt, men omkringliggende byer har flere solskinstimer forår og efterår. Varmeforbruget svarer til det danske gennemsnit, som er 210 kwh/m2/år. Det er formentlig lidt bedre, end det ville have været hvis huset havde ligget i Danmark - de mange enkeltlags- 16 energiforbedring i etageejendomme udenlandske erfaringer
Ejendommen har fået påbygget en helt ny tagetage. Kilde: Altbaumoderniserung Tevestrasse Frankfurt am Main, www.passiv.de (Passivhaus Institut). ruder taget i betragtning. Det kan hænge sammen med flere solskinstimer forår og efterår. Facadearkitektur - her adskiller en gængs tysk etageejendom som den ne sig fra den tilsvarende danske bygningskultur på to væsentlige punkter: Facaden er pudset, hvor de fleste danske ejendomme står i blankt murværk. Udvendig efterisolering med puds har ikke samme arkitektoniske konsekvenser på en i forvejen pudset ejendom som på blankt murværk. Vinduernes konstruktion adskiller sig væsentligt fra dansk tradition. Traditionelt er danske vinduer væsentligt spinklere i ramme/karmkonstruktionen, og de åbner udad. Tyske vin duer åbner indad, og det har i mange år været praksis med en relativt kraftig konstruktion. Vurdering Det er et meget realistisk projekt, hvis metoder og erfaringer man sagtens kan overføre til danske forhold. Om ikke til alle ældre danske ejendomme, så dog til de mange mere anonyme ældre beboelsesejendomme, som trænger til gennemgribende renovering, modernisering og boligforbedring. Er facaden dårlig, trænger vinduerne til udskiftning og skal taget renoveres - så er dette projekt et meget godt bud på, hvordan man kan gøre det og samtidig opnå en væsentlig energiforbedring. Det skal dog bemærkes, at man i Danmark formentlig ikke ville kunne opnå helt samme besparelse målt i forhold til før-forbruget. Som nævnt ville et dansk hus med de beskrevne forhold have et højere varmeforbrug p.g.a. klimaet. Nogle af de opnåede besparelser er derfor nemme point, fx udskiftning af vinduer med enkeltglas. Økonomien i projektet er ikke oplyst, men det vil formentlig ligge inden for dét, der er realistisk for danske byfornyelsesprojekter og tilsvarende. Arkitekturen i dette projekt er måske ikke lige efter dansk smag, men man kan sagtens forestille sig et projekt udfra samme principper, men tilpasset en dansk arkitekturopfattelse. Se uddybning i afsnittet: Kan vi bruge erfaringerne fra eksemplerne? Termofotografi - tv før og th efter. Jf farveskalen i kanten af billederne har de røde og gule partier det største varmetab og de blå det mindste. udenlandske erfaringer energiforbedring i etageejendomme 17
Eksempel 2 Renovering 2001 til næsten passivhusstandard Fredet/bevaringsværdigt hus, Schweiz Magnusstrasse 23, Zürich byhus fra omkring 1900 pudset murværk, sandstenskanter om vinduer mod gaden indadgående vinduer med skodder 4 lejligheder Renovering omfattende total renovering og nyindretning ny præfabrikeret tagetage nye altaner Efter renoveringen. Solfangerne er placeret i tagfladen mod gaden, mellem kvistene. Før utæt (ikke målt) en del vinduer med ét lag glas varmeforbrug ca. 122 kwh/m2/år Efter tættere (men ikke tæt ) - n50=2.11/h, dvs. 2,11 gange i timen varmebehov 24.6 kwh/m2/år samlet primær energiforbrug 123,4 kwh/m2/år *) *) el vægtes med faktor 2,97, træ til brændeovn med 1,01 Energiforbedring gadefacade isoleret udvendigt og indvendigt med 30 mm mineraluld begge steder; efterfølgende pudset gårdfacade isoleret udvendigt med 160 mm mineraluld, efterfølgende pudset gavle isoleret udvendigt med 240-320 mm mineraluld, efterfølgende pudset gesimser, vinduesnicher og sokkel i natursten er ikke efterisoleret kviste isoleret med 60 mm mineraluld nyt tag, isoleret med 400 mm mineraluld tætning nye vinduer (passivhusvinduer) mekanisk ventilation med varmegenvinding varmelager, opvarmet af 15m 2 solfangere; udnyttes til opvarmning via en varmepumpe brændeovne Bemærkninger På gadefacaden har de fremspringende dekorationer i natursten været bestemmende for valg af isoleringsløsning. Det er derfor, at der er valgt en relativt beskeden tykkelse, som er fordelt indvendigt og ud- vendigt. Isoleringstykkelsen kunne have været øget indvendigt, men det ville have reduceret boligernes nettoareal. Er forholdene sammenlignelige? Klima. Gennemsnitstemperaturerne ligner de danske. Dagtemperaturerne om sommeren er en smule højere i Zürich, mens gennemsnitstemperaturerne den øvrige del af året stort set er som de danske. Der er væsentlig flere solskinstimer forår og efterår end i Danmark, hvilket øger tilskuddet af (passiv) solvarme og giver et mindre opvarmningsbehov. Det øger også effektiviteten af solfangeren. Varmeforbruget var som udgangspunkt væsentligt lavere end det danske gennemsnit på 210 kwh/m 2 /år. Der foreligger ingen oplysninger om årsagen, men det kan skyldes et større varmetilskud fra passiv solvarme. Dels p.g.a. klimaet, dels fordi gadefacaden vender mod syd. Der kan også have været andre varmekilder som fx brændeovne, som ikke er indgået i før-forbruget. Facadearkitektur. De fremspringende sandstensdekorationer har været bestemmende for 18 energiforbedring i etageejendomme udenlandske erfaringer
Snit og plansnit. De røde felter viser placeringen af efterisolering. Der er desværre ikke redegjort for kuldebrosisolering omkring altanerne, som ellers kan være et energimæssigt svagt punkt. Den ny tagetage blev bygget op på værksted som rumstort element, og løftet på plads med en kran. Trappen fører op til en tagterrasse. Kilde: Umbau Richtung Passivhaus, Viridén + Partner Der ligger i øvrigt meget materiale om projektet på nettet, bl.a. fra leverandørerne. valget af isoleringsløsning, der kun lægger 4 cm til facadeplanet, men alligevel betyder en ændret facadearkitektur. Der er formentlig en meget forskellig holdning til bevaringsværdige arkitektur i Danmark og Schweiz. Vurdering Man ville næppe kunne nå ned på det samme efterforbrug under danske forhold på grund af klimaet. Selv om der er gjort meget, er isoleringstykkelsen relativt beskeden og kuldebroerne store. Det virker også irrationelt og fordyrende at lægge isolering både udvendigt og indvendigt. facader og tag på et hus med høj bevaringsværdi. Der er også tale om et meget omfattende projekt. Selv om der ikke er angivet sammenlignelige oplysninger om økonomien, er det givet at renoveringsprisen som minimum svarer til prisen på nybyggeri. Se uddybning i afsnittet: Kan vi bruge erfaringerne fra eksemplerne? Tætheden efter renovering må vel nærmest betegnes som mindre utæt, jf s. 37. En del af energibesparelsen skyldes brændeovne, der ikke vil være et miljømæssigt acceptabelt alternativ i danske fjernvarmeområder. Eksemplet er nok også for specielt til, at man umiddelbart kan bruge de samme tiltag under danske forhold. Med den gængse danske holdning til bevaringsværdighed ville man næppe i Danmark tolerere så omfattende ændringer af Interiørbilleder fra henholdsvis tagetagen og en af de andre lejligheder. udenlandske erfaringer energiforbedring i etageejendomme 19
Eksempel 3 Renovering 2003 til næsten passivhusstandard Fredet/bevaringsværdigt hus, Schweiz Nietengasse, Zürich byhus fra omkring 1900 gadefacade med granit og blank mur gårdfacade i pudset murværk dybtliggende vinduer med solafskærmning Renovering omfattende total renovering og nyindretning ny tagetage i præfabrikerede elementer nye altaner på gårdside mini gas-kraftvarmeanlæg i kælderen Før generelt dårlig stand der foreligger ikke målinger Efter tættere - n50=1,5 1/h varmebehov - ikke vægtet - 28 kwh/m2/år vægtet behov til varme + ventila tion 54 kwh/m2/år *) samlet vægtet energibehov 102 kwh/m2/år *) *) Vægtet energiforbrug - el faktor 2, træ faktor 0,6. Energiforbedring gadefacade isoleret indvendigt med - 30 mm vacuumisolering i stueetagen,beklædt med 60 mm massiv gipsplade + 10 mm puds - 80 mm kork i de øvre etager, pudset gårdfacade isoleret udvendigt med 280 mm mineraluld, efterfølgende pudset nyt tag isoleret med 360 mm mineraluld og partielt med vacuumisolering ny præfab kvist isoleret med vacuumisolering + 30 mm alm. isolering (som ekstra isolering, hvis vacuumisoleringen skulle punktere) væg mod trapperum isoleret sand i ydervægge i tagetagen øger den termiske masse tætning nye vinduer i passivhus-standard mekanisk ventilation med varme gen vinding (separat anlæg for hver bolig) kraftvarmeanlæg i kælderen brændeovne (ikke i tagetagen) Bemærkninger Der er brugt to forskellige beregnings metoder til opgørelse af energiforbruget i de to eksempler fra Zürich. I det tyske eksempel er der brugt en tredie metode, mens det danske bygningsreglement angiver en fjerde måde til udregning af energiforbrug. Forskellen ligger især i en forskellig vægtning af forskellige energikilder (især el), men der kan også være andre forskelle. Det viser, at det kan være svært umiddelbart at sammenligne forskellige tal for energiforbrug. Er forholdene sammenlignelige? Klimaet - se Eksempel 2. Varmeforbruget. Ingen oplysninger om førforbrug. Facadearkitektur. Den indvendig efterisolering af gadefacaden er valgt udfra hensynet til facadearkitekturen. Vacuumisole ring i stueetagen har været et forsøg, som kunne imødekomme ønsket om ikke at lade efterisoleringen tage for meget plads af boligarealet. Det lader dog til at den samlede konstruktion med vacuumisolering fylder det samme eller mere end den isoleringsløsning, der er valgt i de andre lejligheder. 20 energiforbedring i etageejendomme udenlandske erfaringer