Innvirkning av energitiltak på inneklima Magnar Berge, HiB og NTNU 2012-02-01
Bakgrunn SINTEF-rapport om inneklima i passivhus Oppdrag fra ENOVA, publiseres snart Litteraturstudie for å få oversikt over erfaringer i Sverige, Tyskland, Østerrike og Sveits Gjennomgang av over 30 vitenskapelige rapporter/artikler Resultater fra flere hundre boliger Spørsmål: gir passivhus økt risiko for dårlig inneklima?
Historiske erfaringer Vanligste årsak til kondens/muggvekst på overflater: Manglende/dårlig ventilasjon Kuldebroer Overgang fra ved-/kullfyring til andre varmekilder (ovner, gulvvarme etc.) førte til økning av forekomst astma og allergier. Årsak: ved-/kullfyring krever avtrekk og gir dermed luftskifte som gir lavere relativ luftfuktighet. Energitiltak/rehabilitering har ført til fuktskader. Årsak: tetting av luftlekkasjer har ført til høyere relativ fuktighet. Bruk av termostatstyring etter oljekrisen førte til økt muggsoppforekomst. Før ble varmen regulert vha. vinduslufting. Luftbasert oppvarming med høy temperatur (70-80 C) har ført til støvbrenning. Mangler i prosjektering, montering eller drift av ventilasjonsanlegg har ført til mikrobiologisk vekst.
Hva skiller passivhus fra konvensjonelle bygninger? 1. Høyisolert klimaskjerm (tak, yttervegger, gulv, vinduer og dører) 2. Fortrinnsvis orientering av vinduer mot sør for utnyttelse av varmetilskudd 3. Minimalisering av kuldebroer 4. Minimalisering av luftlekkasjer 5. Mekanisk balansert ventilasjon med varmegjenvinning 6. Eventuell varmetilførsel via ventilasjonsluft 7. Eventuell forvarming/kjøling av tilluft i grunnvarmeveksler
Relevante inneklimaparameter Termisk miljø Atmosfærisk miljø Aktinisk miljø Akustisk miljø Mekanisk miljø Lufttemperatur Strålingstemperatur Luftfuktighet Lufthastighet Aktivitetsnivå Bekledning Gasser Damper Luktstoffer Pollen Bakterier Virus Muggsopper Alger Middrester Hudavfall Jord, sand Fibre Statisk elektrisitet Ladde partikler Strålingsmiljø Belysning Elektromagnetisk stråling Radioaktiv stråling Lydoppfattelse Støy Utstyr i omgivelser Har betydning for slitasjesykdommer og fallulykker Begrepet innemiljø inneholder i tillegg det estetiske og psykososiale miljø.
Termisk komfort Eldre hus: Lave overflatetemperatur gir lavere følt temperatur og dermed redusert komfort. Passivhus: Mindre varmetap i fasaden gir varmere overflater og dermed økt komfort Kilde: www.der-daemmstoff.de
Kaldras og kuldestråling Med passivhusvinduer mulig med romhøye vinduer uten kaldras Ingen oppvarming under vinder nødvendig Fare for utvendig kondens (motvirkes ved skjerming eller utvendig lavemitterende belegg)
Kuldebroer Lokal nedkjøling gir fare for muggvekst og kondens Eksempel: Uteluft: -8 ºC, 80 % RF Uten fukttilskudd inne: inneluft:19 ºC, 12 % RF hjørne: 7,9 ºC, 24 % RF Med fukttilskudd på 6 g/m 3 inneluft:19 ºC, 50 % RF hjørne: 7,9 ºC, 97 % RF Mulige tiltak: Økt luftskifte for å redusere fukt Økning temperatur
Økt uttørkingstid Økt isolasjonstykkelse gir økt uttørkingstid. SINTEF Byggforsk prosjektrapport 53: Konklusjonen for de fleste konstruksjonene er at risikoen for fuktskader og muggvekst øker noe, men at dette i de fleste tilfeller lett kan motvirkes ved riktige material- og konstruksjonsvalg samt riktig utførelse... Andre faktorer enn økt isolasjonstykkelse har ofte større betydning for muggvekstrisikoen, som for eksempel vanndampmotstanden til vindsperra og luftfuktigheten til innelufta.
Konklusjon mht. høyisolert klimaskjerm Økt termisk komfort Redusert risiko for kondens/muggvekst på overflater Økt risiko for muggvekst i konstruksjon ved manglende uttørking av byggfukt
Orientering vinduer mot sør Orientering mot sør reduserer risiko for overoppheting. Sted: Bergen Maksimal (klarvær) strålingsfluks (kw/m 2 ) i løpet av døgnet den 15. i hver måned Uskjermet flate 90 grader helning strålingsflate Kilde: 472.411 Solstrålingsdata for energi- og effektberegninger
Begrensning luftlekkasjer Overtrykk i øvre deler presser varm fuktig luft ut: Kan medføre kondens/muggvekst i tak og vegger Undertrykk i nedre deler suger uteluft inn: Kan medføre trekk
Vanndamptransport i klimaskjermen Diffusjon gjennom materialer: Konveksjon gjennom luftlekkasjer: Konveksjon er mest kritisk!
Vanndamptransport Eksempel på konsekvens av luftlekkasjer: Åpning med 1 mm bredde og 6 m lengde Overtrykk på 5 Pa og 30 % RF innendørs Tidsperiode: 3 måneder om vinteren Hvor mye vanndamp transporteres opp i takkonstruksjonen? Omtrent 700 liter vann! Mesteparten av denne fuktmengden vil følge luftstrømmen ut av taket, men noe kan også kondensere og fukte opp takkonstruksjonen. Kilde: 421.132 Fukt i bygninger. Teorigrunnlag
Luftlekkasjer og muggvekstpotensial Kilde: Sivert Uvsløkk, Fuktrisiko i bygg med høyisolerte konstruksjoner, lite luftlekkasjer og balansert ventilasjon, 2011
Konklusjon mht. lufttetthet Krav til lufttetthet i passivhus gir redusert risiko for fuktskader Økt termisk komfort pga. redusert trekk
Balansert ventilasjon Vifter sørger for både tilførsel og avtrekk av ventilasjonsluften Fordeler: Filtrering av pollen, støv og soppsporer fra uteluften Varmegjenvinning gir forvarming av tilluft Bedre sikkerhet mot radon pga. redusert undertrykk Begrenser støy utenfra Mulige ulemper: Støy fra aggregat/luftstrøm Mikrobiologisk vekst i anlegget Krever vedlikehold (filterskift)
Er naturlig ventilasjon et alternativ? Undersøkelse i Østerrike (Verkehrsclub Österreich): 53 % føler seg forstyrret når det gjelder nattesøvn 49 % unngår å åpne vinduer om natten 7 % tar sovemedisiner. Undersøkelse i Nederland (Ginkel & Hasselaar, 2006): Ved utetemperatur rundt 0 ºC stenger 90 % av respondentene ventiler/vinduer på soverom om natten Selv ved utetemperatur rundt 13 ºC har kun 45 % av respondentene har ventiler/vinduer åpne på soverom om natten Konklusjon: Naturlig ventilasjon (vindus-/ventillufting) ikke egnet til å gi tistrekkelig frisklufttilførsel (i oppvarmingsperioden). Det er dermed naturlig ventilerte hus som ofte blir for tett. Mekanisk avtrekk og tilførsel (balansert ventilasjon) gir mulighet for tilstrekkelig tilførsel av filtrert og temperert luft
Luftkvalitet naturlig ventilasjon CO2-konsentrasjon på soverommet i en lavenergibolig med naturlig ventilasjon Kilde: Institut Wohnen und Umwelt, Wohnen in Passiv- und Niedrigenergiehäusern, 2003
Luftkvalitet balansert ventilasjon CO2-konsentrasjon på soverommet i en lavenergibolig med balansert ventilasjon Kilde: Institut Wohnen und Umwelt, Wohnen in Passiv- und Niedrigenergiehäusern, 2003
Ventilasjon og muggvekstpotensial Kilde: Sivert Uvsløkk, Fuktrisiko i bygg med høyisolerte konstruksjoner, lite luftlekkasjer og balansert ventilasjon, 2011
Konklusjon ventilasjon Mekanisk balansert ventilasjon synes å være den eneste veien å gå for å sikre godt inneklima i dagens boliger i oppvarmingsperioden. Det er fortsatt en vei å gå for å redusere mangler i prosjektering, utførelse og drift. Behov for videre utvikling for enklere drift og vedlikehold. Behov for økt utnyttelse av naturlig ventilasjon i sommerhalvåret.
Brukertilfredshet Brukere stort sett fornøyd eller meget fornøyd Høy aksept av ny teknologi (oppvarming og ventilasjon) Sammenheng mellom teknologiformidling og tilfredshet Prosentandel meget fornøyde beboere i seks passivhusboligkompleks (gult) og ett konvensjonelt boligkompleks (blått) Kilde: Keul, A. G. (2010) Analyse der Nutzerzufriedenheit bestehender Wiener Passiv-Wohnhausanlagen. I: Internationale Passivhaustagung 2010. Dresden.
Oppsummering Tiltak Konsekvens for inneklima Vurdering Begrensning vindusareal Vindusorientering mot sør Økt isolasjonsevne Reduserte luftlekkasjer Reduserte kuldebroer Balansert ventilasjon Mindre risiko for overopphetning Mindre kuldestråling Redusert risiko for overoppheting + Varmere overflate inne gir mindre kuldestråling Økt isolasjonstykkelse gir økt uttørkingstid Mindre trekk Redusert risiko for fuktskader Mindre kuldestråling Mindre risiko for muggvekst Mindre trekk Redusert undertrykk gir redusert risiko for radon. Jevn luftskifte gir større luftutskifting og dermed mindre risiko for fuktskader og husstøvmidd. Filtrering pollen og støv. Redusert støy utenfra gjennom ventiler/åpne vinduer Støy fra anlegget Mikrobiologisk vekst i anlegget Krever vedlikehold (filter, kanaler) + + + - + + + + + + + + +???