PAPERS PRESENTED AT THE CONFERENCE PASSIVHUSNORDEN 2012

Transkript

1 PAPERS PRESENTED AT THE CONFERENCE PASSIVHUSNORDEN 2012

2 TABLE OF CONTENTS DAY 1 MAIN CONFERENCE HALL... 5 THE SKARPNES RESIDENTIAL DEVELOPMENT - A ZERO ENERGY PILOT PROJECT... 5 NET ZEB OFFICE IN SWEDEN - A CASE STUDY, TESTING THE SWEDISH NET ZEB DEFINITION... 6 DESIGN OF A ZERO ENERGY OFFICE BUILDING AT HAAKONSVERN, BERGEN... 7 PASSIVE- AND PLUS ENERGY ROW HOUSES IN NEAR-ARCTIC CONTINENTAL CLIMATE... 8 POWERHOUSE ONE: THE FIRST PLUS-ENERGY COMMERCIAL BUILDING IN NORWAY... 9 SMALL CONFERENCE HALL A RETROFITTING OF EXISTING BUILDING STOCK AN ARCHITECTURAL CHALLENGE ON ALL SCALES DESIGN OF A PASSIVE HOUSE OFFICE BUILDING IN TRONDHEIM PASSIVE HOUSE WITH TIMBER FRAME OF WOOD I-BEAMS MOISTURE MONITORING IN THE BUILDING PROCESS TIMBER FRAME CONSTRUCTIONS SUITABLE FOR PASSIVE HOUSES SMALL CONFERENCE HALL B IMPROVEMENT OF TRADITIONAL CLAMPED JOINTS IN VAPOUR- AND WIND BARRIER LAYER FOR PASSIVE HOUSE DESIGN PASSIVE DYNAMIC INSULATION SYSTEMS FOR COLD CLIMATES POSSIBILITIES FOR CHARACTERIZATION OF A PCM WINDOW SYSTEM USING LARGE SCALE MEASUREMENTS ENERGY DESIGN OF SANDWICH ELEMENT BLOCKS WITH AGGREGATED CLAY HEATING AND COOLING WITH CAPILLARY MICRO TUBES INTEGRATED IN A THIN-SHALE CONCRETE SANDWICH ELEMENT SMALL CONFERENCE HALL C GUIDELINES FOR DEVELOPING ONE-STOP-SHOP BUSINESS MODELS FOR ENERGY EFFICIENT RENOVATION OF SINGLE FAMILY HOUSES OPPORTUNITIES AND BARRIERS FOR BUSINESS MODELLING OF INTEGRATED ENERGY RENOVATION SERVICES PROMOTION OF ONE-STOP-SHOP BUSINESS FOR ENERGY EFFICIENCY RENOVATION OF DETACHED HOUSES IN NORDIC COUNTRIES AMBITIOUS UPGRADING OF POST-WAR MULTI-RESIDENTIAL BUILDINGS: PARTICIPATION AS A DRIVER FOR ENERGY EFFICIENCY AND UNIVERSAL DESIGN

3 DAY 2 - MORNING SESSION MAIN CONFERENCE HALL DEVELOPMENT OF ENERGY EFFICIENT WALL FOR RETROFITTING ENERGIKONSEPT FOR OPPGRADERING AV NORDRE GRAN BORETTSLAG I OSLO KAMPEN SCHOOL - RETROFITTING OF AN HISTORIC SCHOOL BUILDING WITH ENERGY EFFICIENT VENTILATION AND LIGHTING SYSTEM REDUCING ENERGY CONSUMPTION IN A HISTORICAL SCHOOL BUILDING EXAMPLES OF NEARLY NET ZERO ENERGY BUILDINGS THROUGH ONE-STEP AND STEPWISE RETROFITS. 27 SMALL CONFERENCE HALL A OPTIMAL SPACE HEATING SYSTEM FOR LOW-ENERGY SINGLE.FAMILY HOUSE SUPPLIED BY LOW- TEMPERATURE DISTRICT HEATING.28 PERFORMANCE EVALUATION OF A COMBINED SOLAR-THERMAL AND HEAT PUMP TECHNOLOGY IN A NET-ZEB UNDER STOCHASTIC USER-LOADS HEAT PUMP SYSTEMS FOR HEATING AND COOLING OF PASSIVE HOUSES UTFORDRINGER MED INNREGULERING AV VAV ANLEGG I PASSIVHUS THE POTENTIAL OF FAÇADE-INTEGRATED VENTILATION (FIV) SYSTEMS IN NORDIC CLIMATE SMALL CONFERENCE HALL B MARIENLYST SCHOOL COMPARISON OF SIMULATED AND MEASURED ENERGY USE IN A PASSIVE HOUSE SCHOOL VERIFICATION OF ENERGY CONSUMPTION IN 8 DANISH PASSIVE HOUSES A PASSIVE HOUSE BASED ON CONVENTIONAL SOLUTIONS ON THE MARKET MEASUREMENTS OF INDOOR THERMAL CONDITIONS IN A PASSIVE HOUSE DURING WINTER CONDITIONS SMALL CONFERENCE HALL C FROM PASSIVE HOUSE TO ZERO EMISSION BUILDING FROM AN EMISSION ACCOUNTING PERSPECTIVE LIFECYCLE PRIMARY ENERGY USE AND CARBON FOOTPRINT FOR CONVENTIONAL AND PASSIVE HOUSE VERSIONS OF AN EIGHT-STORY WOOD-FRAMED APARTMENT BUILDING COST EFFECTIVENESS OF NEARLY ZERO AND NET ZERO ENERGY BUILDINGS ARCHITECTURAL FREEDOM AND INDUSTRIALIZED ARCHITECTURE - RETROFIT DESIGN TO PASSIVE HOUSE LEVEL ARCHITECTURAL QUALITIES IN PASSIVE HOUSES SUSTAINABLE VENTILATION

4 DAY 2 - AFTER LUNCH SESSION MAIN CONFERENCE HALL ERFARINGER MED PASSIVHUS ET SYSTEMATISK OVERBLIKK LIVING IN SOME OF THE FIRST DANISH PASSIVE HOUSES EVALUATION OF THE INDOOR ENVIRONMENT IN 8 DANISH PASSIVE HOUSES LESSONS FROM POST OCCUPANCY EVALUATION AND MONITORING OF THE 1 ST CERTIFIED PASSIVE HOUSE IN SCOTLAND OVERHEATING IN PASSIVE HOUSES COMPARED TO HOUSES OF FORMER ENERGY STANDARDS SMALL CONFERENCE HALL A BOLIGPRODUSENTENES BIM-MANUAL FOR PASSIVHUSPROSJEKTERING SIMULATION OF A LOW ENERGY BUILDING IN SWEDEN WITH A HIGH SOLAR ENERGY FRACTION SS : A SWEDISH STANDARD FOR ENERGY CLASSIFICATION OF BUILDINGS NS3701: A NORWEGIAN STANDARD FOR NON-RESIDENTIAL PASSIVE HOUSES SMALL CONFERENCE HALL B GEOMETRISKE KULDEBROERS INNVIRKNING PÅ NORMALISERT KULDEBROVERDI HAM AND MOULD GROWTH ANALYSIS OF A WOODEN WALL HYGROTHERMAL CONDITIONS IN EXTERIOR WALLS FOR PASSIVE HOUSES IN COLD CLIMATE CONSIDERING FUTURE CLIMATE SCENARIO PERFORMANCE OF 8 COLD-CLIMATE ENVELOPES FOR PASSIVE HOUSES LABORATORY INVESTIGATION OF TIMBER FRAME WALLS WITH VARIOUS WEATHER BARRIERS SMALL CONFERENCE HALL C. 58 VAD BEHÖVS FÖR ETT MARKNADSGENOMBROTT AV NYBYGGNATION OCH RENOVERING TILL PASSIVHUS - ANALYS FRÅN SEMINARIESERIE KOMMUNERS MÖJLIGHETER ATT STYRA UTVECKLINGEN MOT PASSIVHUS I SVERIGE OCH UTBILDNING AV BESTÄLLARE INOM KOMMUNAL SEKTOR PASSIVHUSCENTRA I NORDEN BUILD UP SKILLS NORWAY: COMPETENCE LEVEL ON ENERGY EFFICIENCY AMONG BUILDING WORKERS

5 Paper Passivhus Norden 2012 Geometriske kuldebroers innvirkning på normalisert kuldebroverdi Gullbrekken L, Kvande T, Roald B SINTEF Byggforsk Sammendrag I denne studien er andelen de geometriske kuldebroene utgjør på den totale kuldebrorammen i NS 3700:2010 beregnet. Med geometriske kuldebroer menes at en del av en omsluttende konstruksjon med ensartet varmemotstand endres på grunn av en forskjell mellom innvendige og utvendige arealer, som ved overganger mellom vegg/vegg,vegg/gulv, vegg/tak og vindu/vegg. Verdier for geometriske kuldebroer i en eksempelbygning er bestemt ved beregninger med Therm. Beregningene er gjennomført i henhold til NS-EN ISO 10211:2007. Normalisert kuldebroverdi er beregnet ved geometri- og størrelsesstudie på eksempelbygningen. Lengde, bredde og høyde er variert for å se effekten på den normaliserte kuldebroverdien. Studien er avgrenset til kun å se på geometriske kuldebroer ved overgang vegg/vegg ved hushjørner og overgang vegg/tak for bygninger med flatt tak. Resultatene viser at de geometriske kuldebroene utgjør en betydelig del av den totale rammen på 0,03 W/m²K. Studien viser at kravet på 0,03 W/m²K er krevende å oppnå for småhus. Bakgrunn En kuldebro er definert som en del av en omsluttende konstruksjon der den ellers ensartede varmemotstanden endres betydelig av en eller flere av punktene nedenfor [Gustavsen et. al 2008] 1) Hel eller delvis gjennomtrengning av den omsluttende konstruksjonen av materialer med høyere konduktivitet 2) En endring av konstruksjonens tykkelse 3) En forskjell mellom innvendig og utvendig areal, som ved overganger mellom vegg/gulv/tak, også kalt geometrisk kuldebro. Kuldebroverdien, ψ, angir kvantitativt hvor stort varmetap en kuldebro medfører. Kuldebroverdien (også ofte kalt lineær varmegjennomgangskoeffisient) har vanligvis enhet W/mK for lineære kuldebroer. [Gustavsen, et. al 2008]. Den normaliserte kuldebroverdien er definert som følger [NS 3031:2008]: Ѱ i (ev Ψ k ) angir kuldebroverdien for en lineær kuldebro, l i (l k ) angir lengden på de respektive kuldebroene og A fl angir oppvarmet del av bruksareal (BRA). X i (X j ) angir varmetapet fra punktkuldebroer. Både forskrift om tekniske krav til byggverk (TEK10) og NS 3700:2010 Kriterier for passivhus og lavenergihus. Boligbygninger stiller krav til den normaliserte kuldebroverdien. I TEK som angir krav til energitiltak settes den øvre grensen for normalisert kuldebroverdi i småhus til 0,03 W/m²K. Dette samsvarer med krav i NS 3700 Kriterier for passivhus og lavenergihus. Boligbygninger. I NS 3031 Beregninger av bygningers energiytelse. Metode og data, er det angitt standardverdier for normaliserte kuldebroverdier. Tabell A4 i NS 3031 angir standardverdier for ψ'' som kan benyttes i stedet for å foreta en beregning'. Disse

6 standardverdiene benyttes vanligvis for dokumentasjon av energibehov i henhold til NS Det er derfor ikke vanlig å gjennomføre beregning av normalisert kuldebroverdi når man skal dokumentere energikravene i henhold til TEK10. For passivhus derimot stiller NS 3700 krav til dokumentasjon av normalisert kuldebroverdi. Beregning av denne er derfor nødvendig. Problemstilling Det er en pågående diskusjon om hvor stor andel de geometriske kuldebroene utgjør av den totale rammen som er angitt i NS Med geometriske kuldebroer menes at en del av en omsluttende konstruksjon med ensartet varmemotstand endres på grunn av en forskjell mellom innvendige og utvendige arealer, som ved overganger mellom vegg/vegg (hjørne), vegg/gulv, vegg/tak og vindu/vegg. Metode Det er gjennomført beregninger med bruk av Therm for å bestemme verdi for geometriske kuldebroer i et "standard bygg". Beregningene er gjennomført i henhold til NS-EN ISO Therm er et program for beregning av todimensjonal stasjonær varmestrøm. Normalisert kuldebroverdi, ψ'', er beregnet ved geometri- og størrelsesstudie på den valgte standard bygningen. Lengde, bredde og høyde er variert for å se effekten på den normaliserte kuldebroverdien. Vi har i denne studien kun sett på geometriske kuldebroer ved overgang vegg/vegg ved hushjørner og overgang vegg/tak for bygninger med flatt tak.

7 Figur 1 Skjermdump fra Therm. Øverste bilde viser vegg/vegg (hjørne). Nederste bilde viser vegg/tak. Resultater Kuldebroverdi, ψ, på grunn av geometri for vegg/vegg (hjørne) avhengig av veggtykkelsen og vegg/tak avhengig av vegg- og taktykkelsen er vist i tabell 1. Tabell 1 Oversikt over spesifikke kuldebroverdier for vegg/vegg og vegg/tak. Type tilslutning Vegg/vegg hjørne Nivå TykkelseIsolasjonstykkelse Kuldebroverdi, ψ (mm) (W/mK) Vegg Tak λ-verdi isolasjon 0,037 TEK ,0193 0, ,0195 0,0176 LH 300-0,0198 0,0176 PH 350-0,0205 0, ,0199 0,0178 Vegg/tak TEK ,0217 0, ,0200 0,0180 LH ,0201 0,0180 PH ,0205 0, ,0205 0,0182 Kuldebroverdi, ψ (W/mK) λ-verdi isolasjon 0,033 Verdiene for de forskjellige kuldebroene (vegg/vegg, vegg/tak) varierer lite med tykkelsen på varmeisolasjonen i tak- og veggkonstruksjonene. Generelt vil lavere varmekonduktivitet, λ, på isolasjonen medføre en lavere geometrisk kuldebro. For isolasjon med varmekonduktivitet 0,037 W/mK er den spesifikke kuldebroverdien i ca. 0,020 W/mK. Med isolasjon med varmekonduktivitet på 0,037 W/mK er kuldebroverdiene på tilslutningene i størrelsesorden 0,020 W/mK. Med isolasjon med varmekonduktivitet på 0,033 W/mK er den spesifikke kuldebroverdien i ca. kuldebroverdiene i størrelsesorden 0,018 W/mK. Differansen i kuldebroverdi er direkte proporsjonal med differansen i varmekonduktiviteten for de to isolasjonsmaterialene.

8 Det er gjennomført en parameterstudie for å undersøke de geometriske kuldebroenes påvirkning på størrelsen på den normaliserte kuldebroverdien, ψ''. Varierte parametre er 1) formen på hus med fast størrelse på oppvarmet del av bruksareal (BRA), A fl og 2) fast form på hus men med varierende størrelse på A fl. Det er altså kun geometriske kuldebroer for vegg/vegg og vegg/tak som er tatt med i beregningene. Det er ikke tatt hensyn til det geometriske bidraget for kuldebroene for vindusinnsetting og vegg/gulv. I beregningene er det valgt en kuldebroverdi, ψ g for Vegg/vegg og Vegg/tak på 0,02 W/(mK). Normalisert kuldebroverdi, ψ'', er avhengig av form, se Tabell 2. Tabell 2: Normalisert kuldebroverdi for ulike husform. A fl er holdt konstant. Lengde Bredde (m) (m) , , ,5 0,00666 For å undersøke hvordan størrelsen på bygget påvirker den normaliserte kuldebroverdien er det tatt utgangspunkt i et enetasjes bygg med kvadratisk grunnflate. Figur 1 viser sammenhengen mellom normalisert kuldebroverdi for bygget grunnet geometriske kuldebroverdier og BRA. Figur 2 Normalisert kuldebroverdi avhengig av størrelsen på bygget. Det er tatt utgangspunkt i et enetasjes bygg med kvadratisk grunnflate Diskusjon Slik figur 1 viser innvirker størrelsen på bygget den geometriske kuldebroenes innvirkning på den normaliserte kuldebroverdien. For passivhus småhus med A fl på 100 m² vil de geometriske kuldebroene bidra til om lag en tredjedel av rammen for den totale normaliserte kuldebroverdien, ψ'', på 0,03 W/(m 2 K). Med tanke på at kuldebroene rundt vinduene og overgang vegg/gulv ikke er inkludert i beregningene, utgjør de geometriske kuldebroene en betydelig del av denne rammen for normalisert kuldebroverdi. TEK angir krav til normalisert kuldebroverdi 0,03 W/(m² K) for småhus og 0,06 W/(m² K) for øvrige bygninger. Som vist i figur 1 reduseres de geometriske kuldebroenes innvirkning på den normaliserte kuldebroverdien med økende bygningsstørrelse. Det er et paradoks med tanke på kravnivået i TEK10.

9 Konklusjoner Resultatene viser at de geometriske kuldebroene utgjør en betydelig del av den totale rammen på 0,03 W/(m²K). Studien viser at kravet i TEK10 til normalisert kuldebroverdi, ψ'', på 0,03 W/(m²K) er krevende å oppnå for småhus. Undersøkelsen er gjort som en del av ZEB og kuldebroprosjektet ved SINTEF Byggforsk. Kilder Gustavsen, A., Thue, J.V, Blom, P., Dalehaug, A., Aurlien, T., Grynning, S. og Uvsløkk, S., Kuldebroer Beregning, kuldebroverdier og innvirkning på energibruk. Prosjektrapport 25 SINTEF Byggforsk, Oslo 2008 TEK10. Forskrift om tekniske krav til byggverk. Lovdata 2010 NS 3031:2008 Beregninger av bygningers energiytelse. Metode og data. Standard Norge NS 3700:2010 Kriterier for passivhus og lavenergihus Boligbygninger. Standard Norge NS-EN ISO 10211: 2007 Kuldebroer i bygningskonstruksjoner- Varmestrømmer og overflatetemperaturer Detaljerte beregninger. Standard Norge

10