Very Low-Energy House Concepts in North European Countries

Transkript

1 Utdrag av heftet Very Low-Energy House Concepts in North European Countries Utdrag oversatt til norsk Konsepter for hus med svært lavt energibehov i nordeuropeiske land Heftet på engelsk er tilgjengelig på hjemmesiden til : (Publications from ) IEE/08/480/SI

2 2 Disclaimer The information in this document is provided as is and no guarantee or warranty is given that the information is fit for any particular purpose. The user thereof uses the information at its sole risk and liability. The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Communities. The European Commission is not responsible for any use that may be made of the information contained therein.

3 3 INTRODUKSJON Dette heftet er en leveranse fra IEE-prosjektet, som har som mål å øke markedsgjennomtrengningen for hus med svært lavt energibehov i nordeuropeiske land. Fokusområdet er nye boliger, både eneboliger og flerfamiliehus. Hensikten med heftet er å formidle kunnskap om byggsektorens betydelig potensial for energisparing, og om tekniske muligheter for energieffektivisering kombinert med hensyn til inneklima. Målgruppen er planleggere og produsenter, så vel som byggeiere som forhåpentligvis vil etterspørre mer miljøvennlige hus i fremtiden. Informasjon om prosjektet og leveransene finnes på Prosjektets kortnavn: Prosjektets fulle navn: Promotion of the Very Low-Energy House Concept to the North European Building Market IEE prosjektnummer: 08/480/SI Varighet: 26/05/ /05/2012

4 TABLE OF CONTENT 4 Hvordan er bolighus med svært lavt energibehov i Nord-Europa?... 5 Definisjoner og konsepter... 5 Oppvarmingsbehov på ulike steder i Nord-Europa... 6 Hvorfor bygge hus med lavt energibehov?... 7 For å hindre klimaendringer ved å redusere energibruken... 7 For å redusere miljøpåvirkninger... 7 For å få lavere livssykluskostnader, hvis energiprisene er høye... 8 For å oppfylle politiske avtaler... 9 Komfort og inneklima i hus med svært lavt energibehov Termisk inneklima temperaturforhold Atmosfærisk inneklima luftkvalitet Akustisk inneklima lydforhold Aktinisk inneklima dagslys og elektrisk lys Teknologi i hus med svært lavt energibehov Hvordan bygge hus med svært lavt energibehov i Nord-Europa? Design-kriterier Godt isolert og lufttett bygningskropp Energieffektive varme- og ventilasjonssystemer Termisk masse Komponenter i hus med svært lavt energibehov Oversikt over komponenter Gulv, tak og yttervegger Ventilasjonskomponenter Komponenter til oppvarming Komponenter for utnyttelse av fornybar energi Andre komponenter Tilgjengelighet til komponenter Eksempler på hus med lavt energibehov Referanser... 27

5 HVORDAN ER BOLIGHUS MED SVÆRT LAVT ENERGIBEHOV I NORD-EUROPA? 5 Definisjoner og konsepter Det finnes ulike definisjoner og konsepter i ulike land. Noen av dem fokuserer også på produksjon av fornybar energi på stedet. Felles for alle er design som muliggjør et svært lavt energibehov: Godt isolert bygningskropp for å minimalisere varmetap Kompakt form uten kuldebroer for å minimalisere varmetap Energieffektive vinduer mot sør som muliggjør bruk av passiv solvarme God lufttetthet for kontrollert ventilasjon og reduksjon av varmetap og fukt skader Det er mange ordninger for merking og sertifisering av energieffektive og miljøvennlige bygninger Lavenergihus Norsk standard 3700:2010 setter krav til høyeste beregnete netto energibehov til oppvarming, pluss krav til bygningsdeler og energiforsyning. Eksempel: Boligbygning større enn 250 m 2 ved årsmiddeltemperatur 6,3 o C: Lavenergihus klasse 1: Lavenergihus klasse 2: 30 kwh/(m 2 år) 45 kwh/(m 2 år) Passivhus Norsk standard 3700:2010 setter krav til høyeste beregnete netto energibehov til oppvarming, pluss krav til bygningsdeler og energiforsyning. Eksempel: Boligbygning større enn 250 m 2 ved årsmiddeltemperatur 6,3 o C: Oppvarmingsbehov lavere enn 15 kwh/m²/a eller behov for effekt til oppvarming under 10 W/m², behov for total primærenergi lavere enn 120 kwh/m²/a og lufttetthet ved n 50 bedre enn 0,6 1/h.

6 Aktivhus Begrepet dekker hus med lavt energibehov og med fokus på dagslysutnyttelse, strategier for naturlig ventilasjon, samt tekniske installasjoner på bygget for utnyttelse av fornybare energikilder (solceller, solfanger, varmepumpe). Null-energi-hus Begrepet dekker hus med tekniske installasjoner som utnytter fornybare energikilder. Egenprodusert energi leveres til nettet og utligninger kjøpt energi, regnet over året. Null-utslipp-hus Begrepet dekker hus med tekniske installasjoner som utnytter fornybare energikilder. Egenprodusert energi leveres til nettet og utligninger emisjoner forårsaket av kjøpt energi, og eventuelt energi brukt til bygging. Pluss-energi-hus Begrepet dekker hus med tekniske installasjoner som utnytter fornybare energikilder. Egenprodusert energi leveres til nettet og mer enn utligninger kjøpt energi, regnet over året. Oppvarmingsbehov på ulike steder i Nord-Europa De klimatiske forholdene i Nord-Europa er svært forskjellige, varierende fra nesten sentraleuropeiske forhold i sør til arktiske forholdene i nord. Lengdegradsforskjeller varierer fra mildt og regnfullt atlantisk vær til kalde kontinentale vintre og varme somre. Når en planlegger hus med svært lavt energibehov, må man enten akseptere: 1) Ulike mål for energibehov til romoppvarming 2) Tilpasning av bygningen til forholdene, dvs. å senke U-verdier for å få samme energibehov Illustrasjonen viser disse to konseptene med det resulterende energibehovet til romoppvarming for en enebolig. 6 Space heating demand [kwh/m²a Copenhagen Single family house Concept 1 Concept 2 Oslo Stockholm Warsaw Vilnius Tallinn Riga Jyväskylä Tromso Sodankylä Konsept 1: En bygning som oppfyller passivhus-kriteriene i København er flyttet rundt i nord-europeiske klimasoner. Konsept 2: U-verdier er endret for å møte passivhus-kriteriene i hver klimasone. Resulterende U-verdier er beregnet for en kompakt enebolig med et bruttoareal på A = 172 m². Yttervegger: 0,04 0,12 W/m²/K, Vinduer: 0,56 0,78 W/m²/K.

7 HVORFOR BYGGE HUS MED LAVT ENERGIBEHOV? Det er mange gode grunner, av politisk, økonomisk og økologisk karakter, for å bygge hus som bruker lite energi: For å hindre klimaendring ved å redusere energibruken For å redusere miljøpåvirkninger For å få lavere livssykluskostnader, hvis energiprisene er høye For å oppfylle politiske avtaler For å hindre klimaendringer ved å redusere energibruken FNs Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) vurderer global forskning på klimaendringer. I Klimapanelets fjerde rapport [IPCC], utgitt i 2007, skriver de at den globale oppvarmingen hovedsakelig skyldes utslipp av klimagasser fra menneskelige aktiviteter. De viktigste kildene til utslipp er forbrenning av fossilt brensel og arealbruk (f.eks. avskoging). For å unngå ytterligere global oppvarming er det viktig å redusere klimagassutslippene. I mange land er energiproduksjonen i dag i stor grad basert på fossilt brensel [IEA]. Med redusert energiforbruk, vil mindre fossilt brensel bli konsumert og utslipp av klimagasser kan unngås En annen grunn til at det er nødvendig å redusere energibruken, er at det er begrensede ressurser for olje- og gassproduksjon, og ressursene er ikke så lett tilgjengelig lenger. For å redusere miljøpåvirkninger Rapporten «Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries» presenterer resultatene fra vurderinger av levetidskostnader, livssyklusanalyser og kost-nytte analyser av 32 konseptuelle eneboliger og flerfamiliehus både konvensjonelle hus og hus med svært lavt energibehov i Sverige, Danmark, Norge, Finland, Estland, Latvia, Litauen og Polen. Rapporten er skrevet av IVL Svenska Miljöinstitutet og er en av publikasjonene fra prosjektet. Livssyklusanalysene i studien viser at hus med svært lavt energibehov generelt har en lavere miljøbelastning enn konvensjonelle hus de bruker mindre primærenergi og føre til mindre klimagassutslipp. Tidsrommet som er lagt inn i analysen er 30 år. Et eksempel fra rapporten kan sees i diagrammet nedenfor. Diagrammet viser vurderingen av to litauiske flerfamiliehus som varmes opp av elektrisitet og fjernvarme. Det potensielle bidraget til global oppvarming (kg CO 2 -equivalents/m 2 ) er større for det konvensjonelle huset enn for huset som har svært lavt energibehov. 7

8 8 Potensielle bidrag til global oppvarming for to litauiske flerfamiliehus, akkumulert over de første 30 årene av driften (kg CO 2 -equivalents/m 2 ) Studien viser at klimagassutslippene fra energibruk har større betydning enn klimagassutslipp fra produksjon av byggemateriale. En konklusjon fra studien er at det er viktig ikke bare å redusere energibruken, men også bruke fornybar energi der det er mulig. For å få lavere livssykluskostnader, hvis energiprisene er høye Energiprisen er viktig når en skal sammenligne livssykluskostnader for ulike typer bygninger. I -rapporten «Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries» vises det til beregninger for en periode på 30 år, beregninger gjort for ulike energipris-scenarier; en lav og en høy energipris. Beregningene viser at hus som har svært lavt energibehov har lavere livssykluskostnadene enn konvensjonelle hus når energiprisen er høy. Diagrammet nedenfor viser livssykluskostnader for to litauiske flerfamiliehus. Huset med svært lavt energibehov har lavere samlede kostnader enn det konvensjonelle huset etter 30 år. Tilbakebetalingstiden for ekstra tiltak i huset med lavt energibehov, er ca. 15 år.

9 9 Livssykluskostnader for to litauiske flerfamiliehus for et scenario med høy energiprisutvikling. Energy saving [%] Copenhagen Oslo Concept 1 Concept 2 Stockholm Single Family House Warsaw Vilnius Tallinn Riga Jyväskylä Tromso Sodankylä Beregnet besparelse i romoppvarming for to hustyper som bruker lite energi, sammenlignet med hus bygd etter nasjonale byggeforskriftene per 1. januar Konsept 1: En bygning som oppfyller passivhus-kriteriene i København er flyttet rundt i nord-europeiske klimasoner. Konsept 2: U-verdier er endret for å møte passivhus-kriteriene i hver klimasone. Ved å bruke Konsept 1 i stedet for byggeforskriftenes minstekrav, vil besparelser til romoppvarming variere fra 30 til 90 %, avhengig av land og sted. Ved å bruke konsept 2 vil besparelser til romoppvarming variere fra 60 til 93 %. For å oppfylle politiske avtaler Byggsektoren står for 40 % av energiforbruket i EU. Det er et stort potensial for å redusere energibruk og dermed utslipp av klimagasser. Det er mange politiske avtaler om å forbedre energieffektiviteten og redusere utslipp av klimagasser, for eksempel Energy Performance of Buildings Directive fra EU. Med en mer energieffektiv byggsektoren blir Europa mindre avhengig av importert energi.

10 KOMFORT OG INNEKLIMA I HUS MED SVÆRT LAVT ENERGIBEHOV 10 Hus med svært lavt energibehov har, ved siden av den åpenbare fordelen av lav energibruk, mange fordeler i forhold til komfort og inneklima. Disse fordelene gjelder termisk, atmosfærisk og akustisk inneklima. Inneklima og komfort er parametere som er drastisk forbedret fra de første lavenergi- og passivhus. Inneklima og komfort er nå en veldig god grunn for å velge å leve i et hus med svært lavt energibehov. Det er knyttet mange myter til hus med svært lavt energibehov. Noen er sanne, noen ikke. Sant nok har det vært noen problemer i den innledende fasen, da mange arkitekter, ingeniører, produsenter, håndverkere og beboere, skulle lære å tegne, beregne, produsere, bygge og leve i hus med svært lavt energibehov, men nå synes problemene å bli eliminert, generelt sett. Mytene er imidlertid fortsatt til stede, og veldig vanskelig å eliminere i tankesettet til både profesjonelle og potensielle beboere. Noen av disse mytene, og fakta relatert til dem, er beskrevet i den følgende teksten sammen med de fordelene som er knyttet til komfort og inneklima i hus med svært lavt energibehov. Termisk inneklima temperaturforhold Termisk inneklima er relatert til lufttemperatur, strålingstemperatur, lufthastighet, luftfuktighet og personers aktivitet og klær. En av de viktigste grunnene til at hus bruker mindre energi, er god isolasjon og lufttetthet i konstruksjoner. Disse to faktorene har også stor innvirkning på termisk inneklima og komfort. I hus med svært lavt energibehov vil vegger, gulv, tak og vinduer være homogent varme siden konstruksjonene er godt isolert og lufttett, og vinduer har lav U-verdi. Dette betyr at alle flater føles varme og ikke kalde, slik det kan være tilfelle i vanlige hus, der isolasjon og lufttetthet ikke er på samme høye nivå. Også kuldebroer minimeres i hus med svært lavt energibehov, slik at en unngår at fukt og kulde trenger inn i konstruksjoner. Slik unngår en også trekk. I et hus med svært lavt energibehov har utetemperaturen ikke samme innflytelse på innetemperaturen som i en standard hus. Temperaturen har mindre variasjon over dagen og året på grunn av god isolasjon, effektiv solskjerming og lufttetthet, samt et effektivt ventilasjonssystem. Ved optimal design vil varmen holdes ute av bygningen om sommeren og inne i bygningen om vinteren, og temperaturen vil være komfortabel hele året. Myte: Lavenergihus er for varme om sommeren Fakta: Tiltak for å unngå overoppvarming: Ekstern solskjerming på vinduer mot øst, vest og sør. Uten solskjerming vil hus med lavt energibehov ha de samme problemene som konvensjonelle hus med å holde temperaturen innenfor komfortsonen Bruk av termisk masse for utjevning av temperatur-topper Veiledning til beboere om bruk av ventilasjonsanlegget

11 11 Atmosfærisk inneklima luftkvalitet Atmosfærisk inneklima er koblet til luftforurensning fra mennesker, møbler, synlige materialer i rommet (f.eks. maling, tepper), tobakk, rengjøringsmiddel, støv, fukt, mugg etc., i kombinasjon med renhold og ventilasjon. Myte: Lavenergihus kan ikke puste gjennom ytterveggene fordi de er for tette, og derved blir inneklimaet dårlig Fakta: Tiltak for å sikre god luftkvalitet: God luftveksling som gir optimal innendørs luftkvalitet, må sikres gjennom mekanisk, behovsstyrt ventilasjon eller ved åpning av vinduer ikke ukontrollerte luftlekkasjer gjennom yttervegger Myte: Lavenergihus har risiko for fuktproblemer Fakta: Tiltak for å unngå fukt: Tørr byggeprosess vil hindre at fukt blir bygd inn i konstruksjoner En lufttett bygning har ikke risiko for fuktinntrengning i konstruksjoner. I hus med svært lavt energibehov legges det stor vekt på lufttetting. Luftlekkasjer gjennom yttervegg kan resultere i fukt og mugg i konstruksjonen. Fuktigheten i varm luft som passerer gjennom lekkasjer inn i konstruksjonen, vil kondensere når luften avkjøles. Fukt i konstruksjonen medfører dårlig inneklima og reduserer bygningens levetid. En lufttett bygning har ikke denne risikoen. Akustisk inneklima lydforhold Akustisk inneklima handler om lyd og støypåvirkning, slik som etterklangstid, lyder fra ventilasjonsanlegg og ekstern støy overført gjennom konstruksjoner. Det handler om alt en kan høre i bygningen interne eller eksterne lyder. Det akustiske inneklima vil generelt sett være bedre i et hus med lavt energibehov enn i et standard hus, fordi det er bedre isolert. Jo bedre bygningen er isolert (og lufttett), jo bedre reduseres støy fra utsiden. Lyder fra trafikk og naboer vil i stor grad absorberes før de når innsiden av bygningen. De interne lydforholdene har ingen relasjon til hvorvidt man bor i et hus med lavt energibehov. Interne lydforhold handler om møbler og materialer og er de samme for alle hus. Ventilasjonsanlegg kan forårsake mekanisk støy fra vifter og luft-lyd fra distribusjonskanaler og dyser. Hvis ikke anlegget utformes riktig, vil det generere unødig støy. Det er også tilfelle i konvensjonelle hus. Aktinisk inneklima dagslys og elektrisk lys Om elektrisk belysning kan det generelt sett hevdes at det bør være en forskjell mellom hus med svært lavt energibehov og konvensjonelle hus. Hus med svært lavt energibehov bør også ha lavenergi belysning, f.eks. lysarmaturer med høy kvalitet (refleksjonsintensiverende

12 12 armaturer med speilraster) i forbindelse med høyeffektive lyskilder (f.eks. T5 lysrør eller for eksempel LED-downlights), energibesparende ballast (elektronisk) eller forskjellige styresystemer for å tilpasse lysnivå ved dimming. Dimming optimaliserer bruk av elektrisk lys i forhold til tilgang på dagslys og kan derved bidra til redusert strømforbruk. De fleste LED-lys har i dag fortsatt problemer med å produsere lysfarge som er normal for lesing. Men den industrielle utviklingen gjør stadig fremskritt, og i nær fremtid forventes dette problemet å bli løst. Når det gjelder hus med svært lavt energibehov vil følgende aspekter kunne bidra negativt med hensyn til utnyttelse av dagslys: Bedre U-verdi på vinduer betyr lavere lystransmisjon i glass Tykkere vegger (mer termisk isolasjon) betyr dårligere penetrasjon av dagslys Utfordringen er å utvikle løsninger for dagslys og solskjerming som reduserer energibruk til belysning og kjøling, og fortsatt gi innemiljø av høy kvalitet [Arnesen]. Hvite eller lyse innvendige vegger reduserer behovet for belysning [Kienzlen]. Løvåshagen borettslag, Bergen. Den første boligblokken med passivhus-standard i Norge. Architects: ABO Plan og Arkitektur Teknologi i hus med svært lavt energibehov Myte: Hus med lavt energibehov har teknologi som er for komplisert for beboere Fakta: Tiltak for å gjøre lavenergihus brukervennlige: Hensiktsmessig veiledning vil bidra til at beboere blir kjent med hus og installasjoner og får innsikt i hvordan de selv kan påvirke energibruken Varme- og ventilasjonsanlegg kan styres automatisk, slik at beboere ikke trenger å involveres i stor grad Også konvensjonelle hus skal driftes og vedlikeholdes

13 HVORDAN BYGGE HUS MED SVÆRT LAVT ENERGIBEHOV I NORD-EUROPA? 13 Hovedstrategien når en skal bygge hus med svært lavt energibehov i Nord-Europa er å redusere varmetapet. Det oppnås ved en meget godt isolert bygningskropp med minimale luftlekkasjer og kuldebroer, superisolerte vinduer og balansert ventilasjon med høyeffektiv varmegjenvinning. Sekundært forsøker en å utnytte passiv solvarme på en effektiv måte (mest vinduer mot solrik orientering). Til slutt velger man en energikilde og oppvarmingsløsning som er tilpasset det lave oppvarmingsbehovet. Det er også fornuftig å bruke lavenergi belysning og utstyr, samt et styringssystem som kan redusere ventilasjon og belysning når boligen ikke er i bruk, både for å redusere elektrisitetsforbruket, men også for å unngå overoppvarming. I boken «Energieffektive boliger for fremtiden En håndbok for planlegging av passivhus og lavenergiboliger» er det vist til en design-strategi med fem trinn [Dokka 2006]: 1. Reduser varmetapet (og behovet for kjøling) 2. Reduser elektrisitetsforbruket 3. Utnytt passiv solenergi (varme og dagslys) 4. Kontroller og vis energibruken 5. Velg energikilde (fornybar energi i størst mulig grad) 5 Select energy source 4 Control and display energy consumption 3 Exploit passive solar energy 2 Reduce electricity consumption 1 Reduce heat losses Design-kriterier Å designe et hus med svært lavt energibehov gir noe strammere rammer for arkitektonisk utforming enn et konvensjonelt hus. Bygningsform og planens layout har betydning for hvor energieffektivt huset er:

14 14 En kompakt bygning med enkle sammenføyninger gir generelt sett mindre varmetap enn en bygning med sammensatte volumer. Med tanke på varmetap har forholdstallet mellom ytterflater og volum ikke like stor betydning som tidligere, etter hvert som klimaskjermen blir bedre og bedre. En enkel bygningskropp, uten for mange utspring og sammenføyninger, har imidlertid stor betydning for å unngå varmetap på grunn av luftlekkasjer. Konstruksjoner med minimale kuldebroer må etterstrebes. Hovedsakelig innebærer det at et tykt, gjennomgående isolasjonslag legges på utsiden av bærekonstruksjoner (flere forskningsmiljøer arbeider med å utvikle tynnere isolasjonssjikt). Bærekonstruksjoner som går igjennom klimaskjermen må unngås eller minimeres. Glass i fasader må vurderes nøye når en vil holde behovet for oppvarming og kjøling nede. Nye typer vinduer med isolerte karmer og rammer og glassruter med svært lav U-verdi (superisolerte vinduer) har betydelig høyere innvendig overflatetemperatur enn ordinære vinduer. Operativ temperatur, dvs. følt temperatur, blir nær romlufttemperaturen som kan holdes lavere, fordi en ikke trenger å kompensere for kaldras og varmestrålingen fra kroppsoverflaten mot kaldere flater. Arkitekter vil ha større frihet med tanke på dimensjonering og orientering av vinduer dersom en velger superisolerte vinduer og sørger for en effektiv utvendig solavskjerming. Utnyttelse av passiv solvarme kan gi en viss energigevinst om høsten og våren, men mister betydning etter hvert som oppvarmingsbehovet minker på grunn av en høyisolert klimaskjerm. Samtidig er det viktig at glassflatene heller ikke bidrar til kjølebehov. Sonedeling av funksjoner i henhold til temperaturbehov er et middel i energieffektiv design. Funksjoner som avgir varme, f.eks. kjøkken, kan ha en avstand til rom som får mye varmetilskudd fra sola. Oppholdsrom, der en foretrekker høyere temperatur, kan plasseres der det er soltilskudd, og rom, der en foretrekker kjøligere temperatur, kan legges til den ytre (nordre) sonen av huset. Materialbruk vil bli en avgjørende faktor i klimaregnskapet til nye og langt mer energieffektive bygninger i fremtiden. Tilrettelegging for demontering, gjenbruk og resirkulering bør inngå som en del av planleggingen. Godt isolert og lufttett bygningskropp Følgende U-verdier anbefales i design av hus med lavt energibehov: Vegger 0,12 W/m 2 K Gulv 0,12 W/m 2 K Tak 0,12 W/m 2 K Vinduer 0,8 W/m 2 K Dører 1,0 W/m 2 K Lufttettheten ved 50 Pascal (n 50) bør være bedre enn 0,6 1/h.

15 15 Eksempler på bygningselementer i hus med svært lavt energibehov Energieffektive varme- og ventilasjonssystemer En må også vie oppmerksomhet til reduksjon av varmetap på grunn av ventilasjon og distribusjon av varme og varmtvann. Hovedprinsippene for energieffektive installasjoner er: Effektiv varmegjenvinning av ventilasjonsluften Korte føringsveier og lavt trykkfall Godt isolerte rør, pumper og ventiler Lave temperaturer Systemer med høy effektivitet for å redusere ekstra strømforbruk Snitt gjennom øverste etasje på Løvåshagen borettslag ved Bergen. Solfangere på taket. En enkel radiator på W er plassert i entreen som er åpen inn til stuen. Badet har gulvvarme. Termisk masse Termisk masse kombinert med glidende sett-punkt for oppvarming bidrar til å utnytte varmetilskudd. Innetemperaturen kan variere fritt innenfor glideskalaen, og den termiske massen kan lagre eller avgi varme i henhold til innetemperaturen. Det er ikke så stor mengde av termisk masse som skal til; et massivt gulv i en lett bygning vil bidra til en viss temperaturutjevning.

16 KOMPONENTER I HUS MED SVÆRT LAVT ENERGIBEHOV 16 Oversikt over komponenter For å designe og bygge boliger med svært lavt energibehov, trengs mange av eller alle følgende produkter: Ytterveggselementer som reduserer varmetap og behov for kjøling: Varmeisolasjon, der varmeledningsevne ikke bør overstige 0,05 W/mK Lufttettingsprodukter med høy kvalitet Vinduer med U-verdi 0,8 W/m²K Glass med g-verdi (soltransmisjon) over 0,4 (40 %) og dagslystransmisjon over 0,5 (50 %). Disse verdiene er avhengig av glassarealet relatert til fasaden og/eller gulvarealet. Solskjerming Dører med U-verdi lavere enn 1,0 W/m²K Konstruksjonselementer og rammer med minimale kuldebroer Eksempel på veggkonstruksjon med I- bjelke sammenlignet med tradisjonell løsning. Kilde: Masonite Beams AB Ventilasjon komponenter som reduserer varmetapet og redusere strømforbruket: Balanserte ventilasjonssystemer med vifter (til- og fra-luft), der SFP (specific fan power) bør være mindre enn 1,0 kw/(m³/s). SFP-verdien avhenger selvfølgelig av utformingen av hele ventilasjonssystemet. Trykkfall i luftføringsveier må minimeres. Balansert ventilasjon med luft-til-luft varmegjenvinning høyere enn 80 %

17 Komponenter for romoppvarming og styringssystemer: 17 Varmepumper med grunnen, avtrekksluften eller uteluften som en kilde, der COP (coefficient of performance) bør være høyere enn 3,0 Varme-distribusjonssystemer som er egnet boliger med svært lavt oppvarmingsbehov Sirkulasjonspumper med lavt elektrisitetsforbruk. Effektiviteten bør være bedre enn 25 % for eneboliger og 50 % for flerfamiliehus. Varmtvannsberedere med lavt standby tap Kontroll systemer som er egnet for boliger med svært lavt energibehov Varmtvannsarmaturer som er energieffektive Andre komponenter som reduserer elektrisitetsforbruket: Husholdningsapparater, som minst bør ha klasse A Komponenter for fornybar energi: Solfangere Solceller Biomasse kjeler Mange av disse komponentene er nødvendige i boliger. For hus med svært lavt energibehov må komponentene oppfylle høye krav til energieffektivitet, i hvert fall de ovennevnte foreslåtte nivåene. Gulv, tak og yttervegger Isolasjonsmaterialer De vanligste materialene er mineralull, glassfiber og cellulose, som alle er brukt i lavenergihus. Disse materialene brukes også som løs fyllingsisolasjon. Polystyrene og polyurethane brukes ganske ofte i lavenergihus, men stort sett bare som isolasjon mot grunnen og tidvis som isolasjon av tak. Det er også noen eksempler på bruk av dette materialet for vegg isolasjon, noen ganger alene eller i kombinasjon med mineralull. Transparente isolasjonsmaterialer er nesten aldri brukt i boliger. Vakuum-isolasjonsplatene som har svært lav varmeledningsevne blir testet i noen renoveringsprosjekter. Disse panelene har svært lav varmeledningsevne og kan derfor gi tynnere vegger. Et vakuum-isolasjonspanel på 2 3 cm tykkelse tilsvarer cm mineralull. Panelene er imidlertid foreløpig ganske dyre. En annen isolasjon med lav varmeledningsevne og høye kostnader er PIR (polyisocyanurate) isolasjon.

18 18 Produkter til lufttetting Lufttetting er nødvendig for å unngå trekk, fuktproblemer og sikre at all ventilasjonsluft passerer gjennom varmegjenvinneren. En studie ble nylig gjort for å kartlegge tilgjengeligheten av lufttetthet produkter [Johansson 2010]. Studien konkluderte med at det er flere produkter og løsninger som er tilgjengelige, men de kan være vanskelig å finne. Det er nye og gamle produkter for lufttetting. De nye er ofte gode til lufttetting, men deres pålitelighet eller varighet er ikke alltid kjent. Utførelse er viktig for det endelige resultatet, så derfor må produktene være enkle å bruke på byggeplassen. Eksempel på tykke konstruksjoner med mange lag. Kilde: efem arkitektkontor Typiske steder der det forekommer problemer med lufttetting. Kilde:

19 19 Vinduer Introduksjonen av passivhus har medført økt tilgang til lavenergivinduer (U-verdi under 0,8 W/m²K). I hus med svært lavt energibehov brukes som regel tre-lags ruter. Det finnes også vinduer med fire lag glass. Solskjerming Solskjerming for øst-, sør- og vestvendte vinduer er ofte nødvendig for å unngå høye innetemperaturer om våren, sommeren og høsten. Persienner kan installeres på innsiden, utsiden eller mellom rutene. Solskjerming er mest effektiv når den er installert på utsiden. I noen lavenergihus løses solskjerming med overheng og/eller solbeskyttende glass. Lavenergivindu Eksempel på overheng brukt som solskjerming. Kilde: efem arkitektkontor Dører Dører bør ha U-verdi lavere enn 1,0 W/m²K. Flere dørprodusenter har dører med en U-verdi, som er bedre enn 0,9 W/m²K. Disse brukes vanligvis i lavenergiboliger.

20 20 Ventilasjonskomponenter Balansert ventilasjon med varmegjenvinning og energieffektive vifter Varmegjenvinningen bør være høyere enn 80 %. En vanlig luft-til-luft varmeveksler i passivhus er motstrøms varmeveksler. I boligblokker blir roterende varmegjenvinnere noen ganger brukt. SFP (specific fan power) bør være mindre enn 1,0 kw/(m³/s). Elektrisitetsforbruket avhenger ikke bare av valg av vifter, men også av design av hele ventilasjonsanlegget. Trykkfallet i hele anlegget må minimaliseres. Viftene er fortrinnsvis DC-EC fans. EC står for Electronically Commutated og kombinerer AC og DC spenning, og bruker det beste av begge teknologiene, dvs. at motoren kjører på en DC spenning, men med en normal AC forsyning.. Ventilasjonsenhet med varmegjenvinning. Kilde: REC Indovent AB

21 21 Komponenter til oppvarming Varmepumper Varmepumper bør ha en COP (coefficient of performance) som er høyere enn 3,0. Varmepumpene er enten grunn-til-vann, luft-til-luft eller luft-til-vann varmepumper. Grunntil-vann og luft-til-vann varmepumper kan brukes enten til varmt tappevann eller romoppvarming eller begge deler. Luft-til-luft varmepumper kan gi romoppvarming. Varmepumpene må ikke være verken underdimensjonert eller overdimensjonert. Varmepumper som bruker uteluft som varmekilde, kan være utilstrekkelig i det kalde klimaet i nord-europeiske land, da det er lite varme å få fra kald uteluft. Varmedistribusjon Systemet skal være egnet for boliger med svært lavt oppvarmingsbehov. Mange passivhus er varmet opp av til-luft, dvs. at luften som trengs for ventilasjonsformål også transporterer varme til romoppvarming. Noen lavenergihus blir oppvarmet av en eller to radiatorer per leilighet. I boligbygg med sentralfyr bør en installere sirkulasjonspumper med lavt elektrisitetsforbruk. Effektiviteten skal være bedre enn 25 % for eneboliger og 50 % for boligblokker. Varmtvannsberedere med lavt standby tap bør benyttes. Standby varmetap om sommeren er til liten nytte. Styringssystemet må være egnet til å kontrollere de små mengdene som trengs til romoppvarming i en lavenergibolig. Ingen varme bør gå til spille, og termisk komfort må sikres. Brukergrensesnittet må være brukervennlig. Varmtvannsarmaturer, som er energieffektive, bør brukes. Slike armaturer bidrar til redusert forbruk av varmtvann. Komponenter for utnyttelse av fornybar energi Av betydning ved valg av energikilde er klimagassutslipp fra energikilden og bruk av primærenergi. Dette betyr at fornybare energikilder bør vurderes. Når behovet for romoppvarming er svært lav, kan en betydelig del av energibehovet være oppvarming av varmt tappevann. I de nordiske landene kan minst halvparten av den energien som trengs for varmt tappevann dekkes av solenergi, som hentes fra solfangere installert på tak og fasader. Det er en rekke komponenter for utnyttelse av fornybare energikilder som kan brukes til oppvarming og strømproduksjon, f.eks. biomasse-kjeler og solarceller. Andre komponenter Husholdningsapparater bør minst ha klasse A, for å redusere bruken av elektrisitet og å minimere internlaster i løpet av sommeren

22 22 Tilgjengelighet til komponenter De fleste komponentene som trengs for boliger med lavt energibehov, er tilgjengelige på markedet i de nordiske landene. Men i de baltiske landene er noen produkter for lufttetting foreløpig ikke på markedet. Slike komponenter trenger åpenbart å bli bedre markedsført, slik at f.eks. flere designere vet at de finnes. o Bygging under telt bidrar til tørr byggeprosess og gode arbeidsforhold. Bygging under telt er forhåpentligvis et første steg på veien til tørre produksjonslokaler for prefabrikasjon av bygningselementer. Bofellesskapet Ranheimsveien 149, Trondheim. Byggeår Byggherre: Trondheim kommune. Arkitekt: HSØ Arkitektkontor (fusjonert med Arkitektene VIS-A-VIS i 2010).

23 EKSEMPLER PÅ HUS MED LAVT ENERGIBEHOV 23 Eksempel fra Norge Bergen: Løvåshagen borettslag var først ute i Norge med å bygge boligblokker i passivhusstandard. Arkitekter: ABO Plan og Arkitektur Mer informasjon: Eksempler fra Finland Helsinki: Flere miljøvennlige boliger i et forstadsområde Noen av boligene ble bygget av store utbyggere, andre av beboere eller grupper av beboere Det største solvarmeanlegget i Finland Subsidier fra det finske Miljøministeriet og det finske finansieringsbyrået for teknologi og innovasjon (TEKES) Mer informasjon: aisut/eco-viikki_en.pdf

24 24 Eksempel fra Sverige Lindås: Den første svenske boligblokken i passivhusstandard, bygget i 2001, fungerer fortsatt meget godt ifølge en fersk studie. Arkitekter: efem arkitekter Mer informasjon: se/sid3_2_lindas.html Foto: Maria Wall Eksempler fra Danmark Vejle: 10 passivhus bygget av Isover i samarbeid med andre aktører i byggebransjen Mål: Hus sertifisert i henhold til den internasjonale passivhusstandarden. Fokus på innendørs komfort Mer informasjon: df/export/node_id/885/language /eng-gb

25 25 Eksempel fra Estland Põlva: Enebolig. Byggeår: Arkitekter: Architekturbüro Reinberg ZT GmbH, Østerrike og Sense OÜ, Estland Mål: Første hus i Estland sertifisert etter den internasjonale passivhusstandarden Mer informasjon (på estisk): Eksempel fra Litauen Vilnius, Padvarės gate 83. Den første litauiske eneboligen med passivhus- standard Arkitekt: Rytis Kripas, UAB «Veikmės projektai» Mer informasjon: meniu/namai/pirmas_veikmes_ pasyvus_namas/apie_projekta/1 119

26 26 Eksempel fra Litauen Vilna: Omfattende fornyelse av en boligblokk fra 1965, forberedt av Vilnius kommune Fornyelsen omfattet yttervegger, vinduer, ytterdører, tak, balkonger og trapper. Indre og ytre rørføringer ble skiftet, og utendørsarealet ble oppgradert Mer informasjon: hp/stories_of_success/list_of_pr ojects/51 Eksempel fra Latvia Valmiera: Oppgradering av boligblokk på 9 etg. Energiforbruket har gått ned med 50 % Mer informasjon: ontent&view=article&id=12&itemid=31&lang=en

27 REFERANSER 27 [1] Arnesen, Heidi; Tore Kolås and Barbara Matusiak A guide to dayligthting and solar shading systems at high latitude. [2] Dokka, T.H., Hermstad, K., Energieffektive boliger for fremtiden En håndbok for planlegging av passivhus og lavenergiboliger (Energy efficient residential buildings for the future A handbook for designing passive houses and low energy residential buildings), IEA SHC Task 28/ECBCS Annex 38 Sustainable Solar Housing (in Norwegian). [3] IEA. International Energy Agency, (2011), [4] IPCC. Intergovernmental Panel on Climate Change, (2007), Fourth assessment report Climate change [5] IVL Swedish Research Institute (2011) Economic and environmental impact assessment of very low-energy house concepts in the North European countries. [6] Johansson, T., Ulfsson, V., 2010, Airtightness of single-family houses An inventory of suppliers, methods and products, Master thesis, Lund University, Building and environment technology/ Building materials (in Swedish). [7] Kienzlen, V., Erhorn, H. et al Development and realization of an exemplary retrofit concept for a school.