Er overordnede krav til passivhus fornuftige og miljøvennlige? Simen Kalnæs og Ingve Ulimoen fra Norconsult AS 2018-11-13
Passivhus Et begrep hentet fra Tyskland Utdrag fra NS3701 «bygninger med meget høy kvalitet, med godt inneklima og ekstremt lavt energibehov.» Gir metoder for å dokumentere oppfyllelse av krav til passivhus Setter krav til produkter og bygningselementer Krav til passivhus settes fordi det er ønske om at bygget skal være energieffektivt og tanken er at detter er synonymt med miljøvennlig 2
Lavutslippssamfunnet 100 % Vi skal redusere klimagassutslippene med 80 90 % innen 2050 Vi har forpliktet oss til en utslippsreduksjon på 40 % i 2030 Dette skal gjøres med: Nivå 1: Effektivisering innenfor dagens strukturer og systemtenking Nivå 2: Utvikling i måten å utføre aktivitetene og løse oppgavene på Nivå 3: Omstilling Nivå 1 Nivå 2 Nivå 3 0 % 2016 2030 2050 3
- Min 5 ºC 4
U vindu og dører = 0,80 Luftmengder iht. NS 3701 Varmegjenvinner 85 % U tak = 0,17 200 mm iso U vegg = 0,21 250 mm iso U tak = 0,09 0,13 0,18 Ekv. 350 250 mm = 0,08 iso 400 mm iso U gulv = 0,12 0,23 Ekv. = 0,11 0,15 300 150 mm iso - 21 ºC U vegg = 0,12 0,21 450 250 mm iso U gulv = 0,34 Ekv. = 0,18 100 mm iso Min 21 5 ºC U vegg = 0,18 0,23 Ekv. = 0,14 0,17 200 150 mm iso Netto oppvarmingsbehov (kwh per m2) Varmetapstall (per m2) Totalt energibehov (kwh) Stort bygg Simulert Krav 18,1 20,2 0,40 0,40 258831 - Lite bygg Simulert Krav 17,2 11,5 15,9 28,7 26,8 28,6 30,4 0,38 0,31 0,52 0,48 0,50 0,52 57828 55262 38154 21004 - Endring: -4,4- + 12,8 5,7-0,07-0,14 + + 17108 17150 2566 5
Typisk område for komponentverdier for passivhus 6
Eksempel: Isolering av 1000 m2 kompakt tak - Økonomi 900000 Minstekrav Kompakt tak LCC «Rammekravsverdi» «Typisk område» passivhus 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 Investering mineralull Investering EPS Fjernvarme Direkte el. Elkjel Vann vann varmepumpe 7
Eksempel: Isolering av 1000 m2 yttervegg - Økonomi 1000000 Minstekrav «Rammekravsverdi» Yttervegg LCC «Typisk område» passivhus 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 0,236 0,194 0,165 0,143 0,126 0,112 0,101 Kostnad yttervegg Fjernvarme Direkte el. Elkjel Vann vann Varmepumpe 8
Årlig energibudsjett Varmetapsbudsjett (varmetapstall) Tappevann 15,9 % 1b Ventilasjonsvarme 12,1 % 1a Romoppvarming 17,0 % Varmetap vinduer/dører 16,0 % Varmetap gulv 9,1 % Varmetap tak 9,2 % Varmetap yttervegger 12,7 % Varmetap kuldebroer 5,7 % Vifter 14,8 % 6b Ventilasjonskjøling 5,2 % 3b Pumper 5,4 % 5 Teknisk utstyr 13,9 % Varmetap infiltrasjon 11,2 % 4 Belysning 15,7 % Varmetap ventilasjon 36,1 % 1a Romoppvarming 74626 kwh 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 53125 kwh 2 Varmtvann (tappevann) 69613 kwh 3a Vifter 65101 kwh 3b Pumper 23733 kwh 4 Belysning 68709 kwh 5 Teknisk utstyr 61072 kwh 6a Romkjøling 0 kwh 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) 22845 kwh Totalt netto energibehov, sum 1-6 438823 kwh Varmetapstall yttervegger Varmetapstall tak Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri Varmetapstall glass/vinduer/dører Varmetapstall kuldebroer Varmetapstall infiltrasjon Varmetapstall ventilasjon Totalt varmetapstall 0,07 W/m²K 0,05 W/m²K 0,05 W/m²K 0,08 W/m²K 0,03 W/m²K 0,06 W/m²K 0,19 W/m²K 0,53 W/m²K 9
Eksempel skoleprosjekt Sammenligning reelt forbruk og NS3701 1000000 900000 800000 700000 Årlig forbruk i kwh 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 1a Romoppvarming og 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 2 Varmtvann (tappevann) 3a Vifter og 3b Pumper4 Belysning 5 Teknisk utstyr 6a Romkjøling 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) Totalt netto energibehov, sum 1-6 Beregning iht NS3701 Faktisk forbruk 10
Eksempel: Isolering av 1000 m2 kompakt tak CO2 (norsk miks) 120000,00 Minstekrav Tak klimagass 60 år Norsk forbruksmiks «Rammekravsverdi» «Typisk område» passivhus 100000,00 80000,00 Kg CO2-ekv. 60000,00 40000,00 20000,00 0,00 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 EPS Mineralull Direkte el. Elkjel Varmepumpe Fjernvarme Oslo 11
Eksempel: Isolering av 1000 m2 kompakt tak CO2 (EU28+NO) 250000,00 Minstekrav Tak klimagass 60 år EU28+NO strømmiks «Rammekravsverdi» «Typisk område» passivhus 200000,00 Kg CO2-ekv. 150000,00 100000,00 50000,00 0,00 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 EPS Mineralull Direkte el. Elkjel Varmepumpe Fjernvarme Oslo 12
Eksempel: Isolering av 1000 m2 yttervegg - CO2 (norsk miks) 120000 Minstekrav «Rammekravsverdi» Yttervegg klimagass 60 år Norsk miks «Typisk område» passivhus 100000 80000 kg CO2-ekv. 60000 40000 20000 0 0,236 0,194 0,165 0,143 0,126 0,112 0,101 Utslipp 50 mm tre og mineralull Direkte el. Elkjel Varmepumpe Fjernvarme Oslo 13
Eksempel: Isolering av 1000 m2 yttervegg - CO2 (EU28+NO) Minstekrav «Rammekravsverdi» Yttervegg klimagass 60 år EU28+NO «Typisk område» passivhus 350000 300000 250000 kg CO2-ekv. 200000 150000 100000 50000 0 0,236 0,194 0,165 0,143 0,126 0,112 0,101 Utslipp 50 mm tre og mineralull Direkte el. Elkjel Varmepumpe Fjernvarme Oslo 14
Eksempel: Isolere tak U-verdi 0,18 vs 0,10. CO2-ekv. akkumulert 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 2076 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 2051 2052 2053 2054 2055 2056 2057 2058 2059 2060 2061 2062 2063 2064 2065 2066 2067 2068 2069 2070 2071 2072 2073 2074 2075 kg CO2-ekv. 2077 2078 40 % 80-90 % EPS Mineralull Fjernvarme 0,018 Fjernvarme 0,047 Fjernvarme 0,15 Varmepumpe norsk miks Varmepumpe EU28+NO 15
U-verdier avhenger av energiforsyning og materialvalg Under er vår sammenstilling ved 25 % fokus på økonomi og 75 % fokus på klimavennlighet Energiforsyning Tak EPS Tak mineralull Yttervegg Fjernvarme 0,02 0,11 0,16 0,15 Fjernvarme 0,05 0,09 0,14 0,12 Fjernvarme 0,15 0,08 0,10 0,10 Direkte el. 0,09 0,13 0,13 Elkjel 0,11 0,13 0,12 Varmepumpe 0,13 0,18 0,17 16
Minstekrav Passivhusstandarden stiller ikke bare krav til oppvarmingsbehov, kjølebehov og varmetapstall Fire absolutte minstekrav må dokumenteres: Belysning Luftlekkasjetall tall 0,60 h-1 Gjennomsnittlig U-verdi vinduer/dører/porter 0,80 W/m2K Normalisert kuldebroverdi 0,03 W/m2K Dersom noen av disse ikke tilfredsstilles oppnås ikke passivhusstandard 17
U-verdi vindu/ dør/ port/ takvinduer Minstekrav på 0,80 W/m2K er tilsvarende verdien benyttet i referansebyggene for Kan komme i konflikt med andre krav/ønsker: Åpningsbare vinduer Størrelse på vinduer Lydkrav Brannkrav Dagslyskrav Porter og takvinduer kan være utfordrende å få med lav U-verdi, krever at øvrig vinduer kompenserer for varmetapet 18
Normalisert kuldebroverdi En verdi som ofte ikke vurderes i det hele tatt i tidligfase Krever stort fokus på gode kuldebroløsninger i alle detaljer Er utfordrende dersom: Det er få etasjer (Gesims og sokler får ofte vesentlig høyere kuldebroverdi enn dekkeforkanter) Små bygg Bygges over en kjeller som ikke er fullt oppvarmet Vindusplassering ikke er optimalisert for kuldebroverdi (inntrukket vindu) Mer isolasjon kan føre til dårligere kuldebroverdi Gjelder også for innsetting av vinduer Fundamentering direkte på fjell (Vanskelig å isolere fundamenter og ringmur) 19
Kuldebroverdi for størrelser fra tidligere eksempelbygg Bygg Prosent av normalisert kuldebroverdi Prosent av normalisert kuldebroverdi 50 mm Prosent av normalisert kuldebroverdi 100 mm Prosent av normalisert kuldebroverdi 200 mm Lite med kjeller 193 % 123 % 100 % 74 % 20
Oppsummering Passivhus har satt fokus på energieffektivitet. Det er enkelt for byggherrer å henvise til en gitt standard. Vi anbefaler at passivhus ikke settes som krav i energi- og klimaplaner i kommuner. I så fall bør det kun stilles overordnede krav til «passivhusnivå», dvs. kun krav til netto oppvarmingsbehov og kjølebehov, men at andre verdier skal dokumenteres. Omfordeles mellom minstekrav. Materialvalg, strømpris og CO2-utslipp fra energiforsyning har stor betydning for hvilke U-verdier som bør benyttes. Energiforsyning bør ha betydning for valg av U-verdier. Nivå på krav bør bestemmes ut ifra hva som skal bygges og hvor det skal bygges. Prosjektet bør verifiseres mot krav i tidlig fase. 21
Takk for oppmerksomheten! Input til kostnads- og CO2-vurderinger Strøm = 100 øre/kwh (NVE markedsanalyse, Statnett markedsanalyse) Varmepumpe = Halvparten av direkte el. (Simulert med Simien) Fjernvarme = 95 øre/kwh (Antatt fremtidig nivå i forhold til strøm) 4 % kalkulasjonsrente for beregning av nåverdi 60 års levetid for alle materialer 60 års vurdering for økonomi og klimagassutslipp CO2-utslipp fra strøm iht. NS3720 CO2-utslipp fra fjernvarme i Oslo iht. informasjon fra Hafslund og One-Click LCA Kostnader for materialer hentet fra ISY Calcus høst 2018 CO2-utslipp for materialer hentet fra EPDer og One-Click LCA (A1-A3) Beregninger er inkludert utslipp for energi til fremstilling av materialer (MJ) Beregninger er inkludert biogent opptak i trevirke iht. NS 3720 Systemvirkningsgrader antatte realistiske verdier fra NS 3031 For varmepumpe: Varmepumpe dekker 80 % av oppvarmingsbehovet, Elkjel resten. Varmepumpe er vann-vann varmepumpe Standard utvendig klima og 21 grader innetemperatur i Simien U-verdier yttervegg: 22 % treandel. Lambdaverdi 0,035 W/mK Simen Kalnæs E-post: Simen.edsjo.kalnaes@norconsult.com Ingve Ulimoen E-post: Ingve.olai.ulimoen@norconsult.com