Danske erfaringer med passivhuse Passivhusdesigner-kursus, oktober-december 2012 Tine Steen Larsen, Konsulent Energi, Indeklima & Miljø Center for Byggeri & Business, UCN
Program Danske lovkrav Erfaringer fra hidtidigt lavenergibyggeri Hvordan bygges godt lavenergibyggeri? Overophedning Utilstrækkelig opvarmning Mekanisk eller naturlig ventilation? Optimering af dagslys Energiforbrug 2015/2020 krav til indeklima Brugeradfærd Hvordan når vi til 2020? 2
Erfaringer fra hidtidigt lavenergibyggeri Erfaringer fra passivhusbyggeri kan med fordel bruges, da principperne i passivhuse er de samme som de principper der skal bruges for at nå bygningsklasse 2020 Fordelen ved BK-2020 kontra passivhusstandarden er friheden til ikke præcist at skulle opnå 15 kwh/m 2 pr år (netto m 2 ) som kræves for passivhuse 3
Bygningsklasse 2020 BR10 (7.2.5.2): En bygning kan klassificeres som en bygningsklasse 2020, når det samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 20 kwh pr. år. BR10 uddrag fra (7.2.5.1, stk. 5): Luftskiftet gennem utætheder i klimaskærmen må ikke overstige 0,5 l/s pr. m² opvarmet etageareal ved trykprøvning med 50 Pa. 4
Udvikling i maksimalt energiforbrug i nye bygninger (danske krav) 140 120 Energiforbrug[kWh/m² pr år] 100 80 60 40 Bolig (150 m²) Kontor (1500 m²) 20 0 2005 2006 2010 2015 2020 5
Energiforbrug til rumopvarmning i boliger Klimakorrigeret 150 Indeks 1980=100 100 50 0 1980 '85 '90 '95 '00 '05 '10 Opvarmet areal Endeligt energiforbrug til opvarmning Endeligt energiforbrug pr. m2 Energistyrelsen 2012 6
Forventet energiforbrug i bygninger i 2020 Kilde: Søren Aggerholm SBi, AAU 7
Erfaringer fra Komforthusene Resultaterne præsenteret her kommer hovedsageligt fra måleprojektet i Komforthusene. Her er der lavet målinger på indeklima og energiforbrug. Måleprojektet er støttet økonomisk af Realdania Resultaterne er uddybet i rapporterne vist til højre sammen med erfaringer fra andre projekter, og omfatter vurdering af overtemperatur, utilstrækkelig opvarmning, dagslys, akustik, behovsstyring af ventilation, brugeradfærd samt energiforbrug Rapporterne kan hentes på www.vbn.aau.dk 8
Indeklima Termisk klima Fysisk INDEKLIMA Atmosfærisk klima Psykisk Lys klima Termisk klima Atmosfærisk klima Lys klima Akustisk klima 9
Indeklima Brugeradfærd Termisk klima Atmosfærisk klima Lys klima Overtemperatur Utilstrækkelig opvarmning Luftkvalitet Dagslysforhold 10
Krav til indeklimaet i boliger??? Der tages her udgangspunkt i DS/EN 15251 kat. II samt BR08 & BR10 11
Risiko for overophedning Der er i flere huse fundet store problemer med overophedning i løbet af sommeren Der opstår hurtigt meget høje temperaturer med diskomfort som følge Store sydvendte vinduespartier Dårlig eller ingen afskærmning mod solindfald Til dels manglede muligheder for udluftning MEN der er også i nogle huse fundet gode løsninger med effektiv solafskærmning, som sikrer at huset ikke overopheder i løbet af sommeren 12
Lynkursus i temperaturvurdering 13
Risiko for overophedning Solafskærmning - de gode løsninger Fastmonteret udhæng kombineret med manuelle skodder Automatisk reguleret solafskærmning Fastmonteret udhæng samt skyggende konstruktion 14
Risiko for overophedning Solafskærmning - de knap så gode løsninger Manglende solafskærmning samt store vinduespartier i flere retninger Vinduer kun delvist afskærmet 15
Risiko for overophedning Naturlig ventilation Store og faste vinduespartier besværliggør brugen af naturligventilation Åbne vinduer fx om natten gør beboerne utrygge Snit Ensidet ventilation Naturlig ventilation tænkt ind fra projektets start Snit Tværventilation Ref: Bolig for livet Snit Opdriftsventilation 16
BR10-krav til termisk indeklima BR10-7.2.1: Det termiske indeklima på solrige dage skal dokumenteres gennem beregning for boliger, institutioner, kontorer mm. i lavenergiklasse 2015 og bygningsklasse 2020. Det termiske indeklima må ikke overskride 26 C, bortset fra nogle få timer i forhold til normalåret. For andre bygninger end boliger fastlægger bygherren antallet af timer pr. år, hvor indetemperaturen på 26 C ikke må overskrides. For boliger må 26 C ikke overskrides med mere end 100 timer pr. år. og 27 C må ikke overskrides mere end 25 timer pr. år. 17
Utilstrækkelig opvarmning Lavenergihuse kræver meget små mængder energi for at opvarme huset i vinterperioden Hvis den mulige tilførte effekt ligger tæt op ad det beregnede varmetab, vil huset opleve situationer med utilstrækkelig kapacitet i anlægget så snart de aktuelle tilstande i huset afviger fra beregningsforudsætningerne Problemer med utilstrækkelig opvarmning er fundet i flere danske og svenske projekter 18
Utilstrækkelig opvarmning Hvorfor går det galt? Case study Vinteren 2009/2010 Kompaktanlæg Opvarmning via ventilationsluft Gulvvarme i to badeværelser (ikke medregnet i husets varmetilskud) Jordvarmeanlæg - 150 m jordslanger 19
Utilstrækkelig opvarmning Hvorfor går det galt? Resultater - December 2009 Kat. II Kat. II 20
Utilstrækkelig opvarmning Hvorfor går det galt? Resultater - januar 2010 Løsning blev midlertidig brug af en elradiator denne er senere udskiftet til vandbåren løsning Kat. II 21
Vinduer Mulig årsag - Varmetab eller -tilskud afviger fra beregningsforudsætn. Almindelig bygning Vinduer Ventilation Varmebalance: Varmetab = varmetilskud Tilført energi Et passiv hus forbedrer energiydeevnen ved at: Tag, gulv, vægge Personer Apparatur Vinduer Mindske tabene: Lav U-værdi for konstruktioner Lav U-værdi for vinduer Minimeret klimaskærm Ventilation Vinduer Tag, gulv, vægge Tilført energi Ventilation Personer Apparatur Maks 15 kwh/m 2 år Øge tilskuddet: Genindvinde 70-80% af ventilationstabet Optimal placering af vinduer Ud Ind Ud Ind
Mulig årsag - Utilstrækkelig indblæsnings-temperatur 50 Indblæsningstemperatur 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Januar 2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 23
Mulig årsag - Forhøjet rumtemperatur Middel rumtemperatur i opvarmningssæsonen 25 24 23 [ C] 22 21 20 19 18 Ref. 12 28 37 39 43 47 49 24
Utilstrækkelig opvarmning Afhjælpning: Kontrol af varmetab fra alle rum Brug af korrekt indblæsningstemperatur Mulighed for tilførsel af varme direkte til alle rum (individuel rumregulering) Tilstrækkeligt med varme til rådighed gerne via overkapacitet i anlæg Væsentligt at beregningsforudsætninger overholdes, da der ofte dimensioneres lige til grænsen 25
BR10-krav ift opvarmning BR10 7.2.1 I bygningsklasse 2020 må luftvarme ikke udgøre bygningens eneste opvarmningskilde. Bestemmelsen gælder ikke produktionshaller og lignende. 26
Atmosfærisk indeklima Der er i alle Komforthusene givet dispensation fra BR-08 således, at der kan bruges behovsstyret ventilation De fleste Komforthuse kører med et luftskifte 0,35 l/s pr m 2 (netto m 2 ) Dette giver i de fleste huse ikke problemer med CO 2 og relativ luftfugtighed Radon, formaldehyd og lignende er ikke undersøgt 27
Atmosfærisk indeklima - kritiske rum Ved vurdering af atmosfærisk komfort er de kritiske rum de små rum med høj intern belastning som fx soveværelser og børneværelser Det er vigtigt at sikre tilfredsstillende ventilation i disse rum 28
Atmosfærisk indeklima - kritiske rum Husets mest kritiske rum: Hus 39: 0,16 l/s pr m 2 Hus 47: 0,24 l/s pr m 2 BR-krav: 0,35 l/s pr m 2 (netto) 0,30 l/s pr m 2 (brutto) 29
BR10 og behovsstyring 6.3.1.2, stk 2: Enfamiliehuse kan ventileres ved naturlig eller mekanisk ventilation. For enfamiliehuse med mekanisk ventilation gælder stk. 3 6.3.1.2, stk 4: I andre beboelsesbygninger end enfamiliehuse med naturlig ventilation kan der benyttes behovsstyret ventilation under forudsætning af at luftskiftet herved ikke bliver lavere end 0,3 l/s pr. m² (brutto m²). 30
Dagslys Øget tilgang af dagslys reducerer energiforbruget til belysning, som i dag er 7-10% af boligens samlede energiforbrug Herudover er der de kvalitative aspekter, æstetiske, oplevelsesmæssige, sundheds- og komfortmæssige forbedringer Intet krav til dagslysfaktor i boliger 31
Vurdering af dagslysforhold Tidligere har der været tendens til store sydvendte vinduesarealer og (meget) små nordvendte arealer i lavenergibyggeri Mørke nordvendte rum SKAL undgås 32
Vurdering af dagslysforhold Brug af dagslysfaktor i boliger E DF = E inde ude DF = 2% ved bagvæg i rummet eller Middel DF i hele rummet = 5% Dagslysfaktoren (DF) beregnes som forholdet mellem belysningsstyrken [lux] i et punkt indenfor i rummet (E inde ) og belysningsstyrken [lux] målt samtidigt i det fri (E ude ) i et vandret plan med fri horisont og jævnt overskyet himmel. 33
Dagslys - De gode løsninger Højtsiddende vinduer 16% 14% 12% D agslysfaktor 10% 8% 6% 4% 2% 0% 0 1 2 3 4 5 6 Afstand fra væg [m] 16% 14% 12% Dagslysfaktor 10% 8% 6% 4% 2% 0% 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 Afstand fra væg [m] 34
Dagslys - De gode løsninger Ovenlys Lys fra flere retninger 35
Dagslys - De gode løsninger Indvendig glas til transport af lys mellem rum 36
BR10-krav BR10 7.2.5.1 For bygningsklasse 2020 boliger, kollegier, hoteller m.m. skal rudearealet svare til mindst 15 pct. af gulvarealet i beboelsesrum og køkken/alrum, hvis rudernes lystransmittans er større end 0,75. Er lystransmittansen mindre, forøges glasarealet tilsvarende. For ovenlys indregnes arealet med en faktor 1,4. 37
Sammenhæng mellem DF, vinduesareal og overophedning DF ved bagvæg [%] 38
Energiforbrug [kwh/m²år] [kwh/m²år] [ C] [kwh/m²år] [kwh/m²år] 39
Fokuspunkter - energiforbrug Hav overkapacitet i husets varmeforsyning mange parametre kan afvige fra energiberegningen. Brug vindfang ved hoveddøren, da dette kan afhjælpe store varmetab, når døren åbnes i vinterperioden Sørg for at have mulighed for varmetilførsel direkte i alle rum, da risikoen for kolde rum dermed mindskes væsentligt 40
Brugeradfærd Skal man have en bestemt adfærd for at kunne bo i et lavenergihus? Er det OK at skulle tage en ekstra trøje på om vinteren for at kunne holde varme? Er det OK at skulle planlægge hvornår tørretumbleren skal tændes for at kunne holde varmen? 41
Brugeradfærd Svaret er NEJ! Der skal være plads til alle typer og alle slags adfærd i et lavenergihus ellers vil denne boligform aldrig blive en succes. 42
Udfordringer Ny og mere teknologi i vores boliger er nødvendig for at reducere energiforbruget og sikre et godt indeklima Brugerne er ikke vant til dette, hvilket bl.a. fremgår af interviews fra Komforthusene 23 En oplagt mulighed er en manual til beboerne. Ikke nødvendigvis for at 21 ændre deres adfærd, men for at 19 sikre, at de forstår konsekvensen af 17 deres adfærd, som i nogle tilfælde 15 forøger husets energiforbrug ganske 13 mærkbart. 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Stue Stue Værelse 43
Sommersituation CR1752: Categori B 23-26 C Vi har sat gardiner op Udover det skal vinduerne være åbne, men det er ikke muligt vinduerne kan ikke stå åbne... De har en lille skrue som du skal dreje på og det skal gøres hver gang... Og tænde for alarmen og have åbne vinduer (når du ikke er hjemme), det går bare ikke" (Case 8) Vi åbner vinduet deroppe (ovenlysvindue). Og det er en anden god grund til at huset skal have overtryk (refererer til tidligere I interviewet hvor beboeren udtrykker en følelse af, at der er undertryk i huset), så når du åbner noget, vil luften gå udad. Nu tager ovenlysvinduet bare luft ind, men det fjerner ikke noget (Case 8). Source: Camilla Brunsgård, 2010 44
Vintersituation Beboer: Det er så frustrerende at man ikke kan stille på noget, ingen af os kunne komme ind i systemet. Interviewer: Skal det være et mere brugervenligt et mere simplet system? Beboer: Ja, præcis. (Case 2) "Anlægget lever sit helt eget liv... der skal bare sidde en fladskærm hernede, og så kan man f.eks. vælge badeværelse - 23 grader (knipser) og så bliver der 23 grader... jeg skal have skrevet til dem om de har snorksovet i timen, fordi sådan laver man ikke et anlæg i dag. Det er jo ustyrligt, det virker ikke, det er dårligt.", (case 8) Source: Camilla Brunsgaard, 2010 45
Ønskesituationen Citat: " Det var åbenlyst her i søndags da solen kom frem. Der skulle jeg også bare lige se. Påvirker det virkelig produktionen? Yes! Det gjorde det! Så det var sådan en juhuu-oplevelse! Ja det var faktisk rigtig sjovt og det er pragtfuldt! Pragtfuldt simpelthen! [ ] De der små oplevelser: Yes! Det gør en forskel! Der er noget i vores hus der producerer. Der er noget fornuft i det der. Der er noget at bære på. Det er super! Sverre Simonsen, beboer i Bolig for Livet MEN sådan er alle brugere ikke En oplagt mulighed i fremtidig lavenergibyggeri vil være en manual til beboerne. Ikke nødvendigvis for at ændre deres adfærd, men for at sikre, at de forstår konsekvensen af deres adfærd, som i nogle tilfælde forøger husets energiforbrug ganske mærkbart. 46
Hvordan kommer vi til 2020? Brug af passivhus-principperne sikrer en energioptimeret bygning og viser vejen mod fremtidens lavenergibyggeri MEN kravet på 15 kwh/m 2 pr år kan i nogle tilfælde hæmme designet, fx Mørke nordvendte rum Uhensigtsmæssige konstruktionsløsninger 47
Hvordan kommer vi til 2020? Vi kender allerede i dag kravene til 2015 og 2020 byggeri Vi ved, at vi skal energioptimere vores byggeri vi ikke længere kan gøre som vi plejer bygningen holder længere end teknikken! Derfor er det væsentligt at optimere bygningen først Vi skal bruge de erfaringer der allerede findes indenfor lavenergibyggeri Udnyt de passive tilskud 48
Passivhuse i et større perspektiv - hvordan kommer vi videre? Inspiration fra aktiv-hus tankegangen Energineutralt over året 49
Passivhuse i et større perspektiv - hvordan kommer vi videre? DGNB-certificering Mindre fokus på energiforbrug (som dog stadig er væsentligt for at opnå gode resultater 50
Hvad hjælper til succes? Nytænkning og øget samarbejde mellem forskellige fagområder Øget fokus på indeklima på lige fod med fokus på energiforbruget Solafskærmning og naturlig ventilation (=gratis køling) - skal tænkes ind fra projektets start Vinduer kan med fordel fordeles mere ligeligt. Pas på med det kraftige fokus på sydvendte vinduespartier! Nøjagtighed. Pas på med designkriterier og udførsel. Der designes ofte lige til grænsen Vær sikker på at have overkapacitet i husets varmeforsyning mange parametre kan afvige fra energiberegningen. De mest væsentlige er udeklima, intern belastning og rumtemperatur 51
Kontaktinformation: Tine Steen Larsen tsl@ucn.dk +45 72 69 15 17 52