1. No category

Prosjektering av
passivhus
3
Prosjektering av passivhus
Utgiver:
Lavenergiprogrammet
Postadresse:
Postboks 7187 Majorstuen
0307 OSLO
Besøksadresse:
Næringslivets hus
Middelthunsgate 27
Majorstua
E-post: info@lavenergiprogrammet.no
Telefon: 23 08 75 11
www.lavenergiprogrammet.no
2. opplag 2013
Kursmateriellet til kurs i prosjektering av passivhus er utarbeidet av SINTEF Byggforsk og
Rambøll på oppdrag fra Lavenergiprogrammet.
Design: Form Farm visuell kommunikasjon
Trykk: Grøset
4
Om Lavenergiprogrammet
Lavenergiprogrammet utvikler og formidler kunnskap
om energieffektivisering av og energiomlegging i bygg.
Programmet retter seg først og fremst mot håndverkere, arkitekter og ingeniører, men også mot andre
aktører i den profesjonelle delen av byggenæringen
samt mot lærere og forelesere i bygg- og arkitekturfag.
Lavenergiprogrammet ble etablert i 2007 og er et tiårig samarbeid mellom byggenæringen og statlige etater. Samarbeidspartnerne i Lavenergiprogrammet er:
BYGGENÆRINGENS LANDSFORENING
DIREKTORATET FOR BYGGKVALITET
ARKITEKTBEDRIFTENE
HUSBANKEN
STATSBYGG
NORGES VASSDRAGS- OG ENERGIDIREKTORAT
ENOVA
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Forord
Myndighetene har som mål å redusere
energibruk i bygg betydelig fram mot
2020. For å nå dette målet vil energikravene i byggeteknisk forskrift bli ytterligere skjerpet. Fra og med 2015 skal alle
nye bygg ha passivhusnivå og fra 2020
nesten-nullenerginivå.
Ved å spare energi i bygg kan andre
sektorer i større grad erstatte forurensende
energikilder med fornybare. Et lavere
forbruk av vannbasert elektrisitet til oppvarming vil dessuten føre til mindre import
av elektrisitet og reduksjoner i utslipp fra
kraftanlegg i utlandet.
Undersøkelser Lavenergiprogrammet
har fått utført, viser at både prosjekterende
og utførende instanser har mangelfulle
kunnskaper om prosjektering og bygging av
passivhus.
Lavenergiprogrammet har som mål å
heve kompetansen på energieffektivisering
og energiomlegging i den profesjonelle
delen av byggenæringen. I 2012 ga vi
forskere ved SINTEF Byggforsk og konsulenter i Rambøll i oppdrag å utvikle et kurs i
prosjektering av passivhus.
Dette kursmateriellet har vi bearbeidet
og gjort om til den boken du nå holder i
hånden. Boken er en del av pensum til kurs
i prosjektering av passivhus, men kan også
brukes som oppslagsverk og i undervisningen av studenter ved høyskoler og
universiteter.
Oslo, 1. mars 2013
Guro Hauge
Daglig leder
Lavenergiprogrammet
5
6
LAVENERGIPROGRAMMET
Prosjektering av passivhus
Innhold
Målsetning for kurset
5
1
Hva er et passivhus? Miljøklassifisering av bygg Andre lavenergibygg
Tilbud om passivhus på markedet
Erfaringer med passivhus
8
11
11
13
14
2
Energiberegninger NS 3031 Beregning av
bygningers energiytelse
Varmetapstall Netto energi og levert energi Primærenergi og CO2 -utslipp Standardverdier i NS 3031 Stasjonær varmebalanse for et rom NS 3700 Passivhusstandard for boliger
Krav til varmetapstall Krav til oppvarmingsbehov Krav til energiforsyning Minstekrav til komponenter og løsninger Dokumentasjonskrav i NS 3700 Byggets form og energibehov Passivhus i ulike klimasoner NS 3701 Passivhusstandard for yrkesbygg Energiberegningsprogrammer Energimerking av boliger Forskjeller i dokumentasjonskrav 16
3
4
5
6
7
8
11
17
18
19
20
21
22
24
25
26
27
28
29
30
32
35
41
42
43
3
Byggeteknikk46
Byggetekniske krav i NS 3700 46
Varmeisolasjon 47
Lufttetthet og fuktsikkerhet 55
Tak 64
Yttervegger over terreng 71
Yttervegger under terreng 78
Gulv på grunn og markisolasjon 79
Vinduer 81
Kuldebroer
89
4
Innemiljø96
Erfaringer med innemiljø i passivhus 96
Simulert innetemperatur 99
Veileder for å unngå overtemperaturer 103
Fuktsikring i passivhus 104
Dagslys i passivhus 113
5
Byggeprosessen
– veien til et fuktsikkert og tett bygg
Fire prinsipper for å unngå byggfukt Hvordan unngå kondens
Luftlekkasjer og tetthetsmåling Praktisk gjennomføring av målinger Termografering Typiske feil og avvik 122
124
128
130
131
132
133
Prosjektering av passivhus
6
Ventilasjon Ventilasjon i boliger Ventilasjon i næringsbygg 138
138
148
7
Energikilder og varmeløsninger Valg av energikilde Elektrisk oppvarming
Biobrensel Solenergi Varmepumper Fjernvarme Kompaktaggregater Distribusjonssystemer for romvarme 164
164
166
167
168
170
177
178
179
8
Drift Målt energibruk vs. beregnet energibruk Årsaker til avvik mellom beregnet og
målt energibruk Hvordan sikre optimal drift av bygget? Energiledelse 182
183
Økonomi Merkostnader ved bygging av passivhus Kostnader knyttet til kravet om fornybar energi Beregning av lønnsomhet 188
190
192
193
Eksempler på norske passivhus
Boliger, barnehager, skoler og yrkesbygg 194
194
9
10
184
184
185
LAVENERGIPROGRAMMET
Stikkordregister214
7
8
Kapittel 1 – Om passivhus
Om passivhus
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Brattås barnehage, Nøtterøy
I dette kapittelet kan du lese om hvilke krav som stilles til et passivhus,
og om hvilke erfaringer vi har med passivhus til nå. Andre typer lavenergibygg og miljøklassifiseringen BREEAM blir også omtalt.
Et passivhus er et bygg med komfortabelt inneklima som oppnås uten
bruk av et konvensjonelt oppvarmings- eller kjøleanlegg.
Grunnen til at det kalles passivhus, er at man tar i bruk mest mulig passive tiltak for å
redusere energibehovet, slik som ekstra varmeisolasjon, ekstra gode vinduer, konstruksjoner fri for kuldebroer, god lufttetthet, varmegjenvinning av ventilasjonsluft og passivt
soltilskudd.
LES MER:
Passivhaus Institut:
www. passiv.de
Kunnskapsbank om
passivhus:
www.passipedia.de
(også på engelsk)
Norsk standard:
www.standard.no
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Den opprinnelige
definisjonen på passivhus
Tysk definisjon:
• årlig oppvarmingsbehov ≤ 15 kWh/m² år
• installert oppvarmingseffekt ≤ 10 W/m²
• primærenergibehov ≤ 120 kWh/m² år
• tetthetskrav n50 ≤ 0,6 h¯¹
• like krav for alle typer bygg
• lokalt klima
Det første passivhuset ble bygget i DarmstadtKranichstein i 1990.
(Foto: Passivhaus Institut)
Hvis gjenværende oppvarmingsbehov er
tilstrekkelig lavt og vinduer og dører har
høye nok innvendige overflatetemperaturer, kan det velges et sterkt forenklet
oppvarmingssystem.
Tyskland først ute med passivhus
Passivhuskonseptet ble opprinnelige utviklet ved det uavhengige forskningsinstituttet
Passivhaus Institut i Darmstad i Tyskland
på begynnelsen av 1990-tallet.
Passivhusinstituttet er ledende på forskning innen konstruksjon og komponenter,
planleggingsverktøy og kvalitetssikring
av energieffektive bygninger. Det er også
det eneste organet som kan utdanne og
sertifisere personer som skal sertifisere
passivhus.
Ut fra den funksjonelle definisjonen setter
Passivhusinstituttet i Darmstadt følgende
kriterier for bygg, uavhengig av bygningstype, form eller klima:
• Årlig oppvarmingsbehov defineres
som nettoenergibehovet av oppvarming
(romoppvarming samt ventilasjonsvarme).
• Installert oppvarmingseffekt tilsvarer
den høyeste effekten oppvarmingssystemet trenger å ha for at huset skal ha
et godt inneklima. V
ed sertifisering kan
man velge mellom å legge kriteriene for
oppvarming til grunn eller behovet for
effekt. Det vil si at bare ett av kriteriene
må være oppfylt.
• Primærenergibehovet er total levert
energi (inkludert husholdningsstrøm)
multiplisert med primærenergifaktorer for
de enkelte energibærerne. Primærenergifaktoren er avhengig av energibærerens
livsløp fra Fra utvinning til distribusjon.
Elektrisitet ganges med en faktor på 2,6
(tysk definisjon). Et ”helelektrisk” passivhus kan derfor ikke ha et beregnet
totalt energibehov som er høyere enn
46 kWh/m2 år, inkludert all belysning, teknisk utstyr og varmt vann. Energibehovet
skal dokumenteres med et eget beregningsprogram, PHPP, som tar utgangspunkt i lokalt klima på byggestedet.
Norsk standard
I 2010 fikk vi en norsk definisjon for boliger
gjennom Norsk Standards
NS 3700:2010 Kriterier for lavenergi- og
passivhus. Standarden setter kvantifiserbare krav til lavenergi og passivhus. I 2012
fikk vi også NS 3701 Kriterier for passivhus
for yrkesbygg.
Større og større utbredelse
Passivhus har etter hvert fått relativt stor
utbredelse og suksess i Tyskland, Østerrike og Sveits, og andre land følger etter. I
Norge er det omlag 1000 boenheter med
passivhusnivå som er ferdigstilt, under
planlegging eller oppføring (per juni 2012).
I tillegg er et stort antall næringsbygg som
skoler, kontorer og barnehager oppført som
passivhus.
9
10
Kapittel 1 – Om passivhus
Løvåshagen i Bergen. 28 flerboliger med passivstandard. Foto: Hilde Kari Nylund
LES MER:
På nettsidene
standard.no
finner du:
NS 3700:2010
Kriterier for lavenergiog passivhus
NS 3701:2012
Kriterier for
passivhus for
yrkesbygg
Passivhus gjenstand for debatt
Passivhus er blitt et begrep som vekker både positive og negative
assosiasjoner.
Ifølge tilhengerne er passivhus ensbetydende med god arkitektur som innebærer
fine former og uttrykk og god funksjonalitet.
Videre har passivhus høy komfort og god
tilgang på dagslys. De er også enkle å drifte
og vedlikeholde.
Passivhusene er miljøvennlige og energieffektive innenfor forsvarlige økonomiske
rammer samtidig som det er viktig at menneskene som bor eller jobber i dem, trives.
Motstanderne av passivhus kritiserer
imidlertid akkurat de samme faktorene:
Passivhus er stygge, upraktiske, har for lite
tilgang på dagslys og har store problemer
med overtemperaturer om sommeren.
Dette er imidlertid fallgruver for all
arkitektur. Fordi passivhus foreløpig er det
beste svaret vi har på miljø-, klima- og energiutfordringer i bygg, er det kanskje spesielt
viktig å løse disse utfordringene i denne
typen hus.
Prosjektering av passivhus
11
LAVENERGIPROGRAMMET
Miljøklassifisering av bygg
Passivhus er en av forutsetningene for å oppnå miljøvennlige bygg. Et miljøvennlig
bygg ivaretar imidlertid mye mer enn bare energiaspektet ved et bygg.
Passivhus reduserer energibruken og
ivaretar inneklimaet i en bygning gjennom å
redusere varmetapet samt til dels gjennom
å benytte fornybar energi til å dekke det
resterende oppvarmingsbehovet.
BREEAM
Miljøklassifiseringen BREEAM er en frivillig
klassifisering av næringsbygg som ivaretar
helheten i en bygning. BREEAM ble utviklet
i Storbritannia, og i 2011 fikk vi en norsk
versjon (BREEAM-NOR).
Et bygg kan oppnå klassifiseringen pass,
good, very good, excellent eller outstanding, der pass oftest betyr at bygget oppfyller forskriftens minimumskrav.
Energi i BREEAM
I kategorien energi kan et bygg få inntil 24
poeng, noe som utgjør 19 % av det totale
antallet BREEAM-poeng.
13 av de 24 poengene går på energieffektivitet og er basert på prosentvis forbedring av byggets beregnede leverte energi
i forhold til energikarakter C i energimerkeordningen (Ene 1 BREEAM-NOR). 2 av 24
poeng går på energiytelse og netto energibehov, med et minstekrav om at kriteriene
for passivhus (NS 3701) må oppfylles for å
oppnå klassifiseringen outstanding (Ene 23
BREEAM-NOR).
LES MER:
www.breeam.no
Foto: Powerhouse
Et bygg klassifiseres etter antall poeng.
Poengene deles ut innenfor ni kategorier:
• helse og innemiljø
• ledelse
• transport
• energi
• arealplan og økologi
• materialer
• avfall
• vann
• forurensing
Det gis også poeng for bruk av innovativ
teknologi.
Andre lavenergibygg
Ved prosjektering av bygg er det mulig å strekke seg etter høyere mål enn passivhus, slik som nesten-nullenergibygg, nullenergibygg eller energiproduserende
bygg.
Bildet viser Norges første energipositive kontorbygning, Powerhouse one, som er
planlagt på Brattørkaia i Trondheim.
12
Kapittel 1 – Om passivhus
Hustypen Celsius fra Systemhus Foto: Systemhus
Boligfelt 1. Rossåsen, Sandnes
Foto: Markedsavdelingen AS / Fjogstad-Hus
Hustypen ISOBO Aktiv fra Jadarhus Foto: Jadarhus
Kundetilpasset Mesterhus Madelen Foto: Sigbjørn Lenes Reklamefoto
Bildene over:
Det begynner å bli betydelig
aktivitet på passivhusmarkedet i Norge.
Politiske signaler
I 2012 behandlet Stortinget både klimameldingen og byggemeldingen. Begge
meldingene varsler tiltak som skal redusere energibruken i både nye og eksisterende bygg.
I Stortingsmelding nr. 28 ”Gode bygg for
eit betre samfunn” (2012) varsler regjeringen at det vil komme krav om at alle
nybygg skal være passivhus fra 2015 og
nesten-nullenergibygg fra 2020. Offentlige
bygg skal være nesten-nullenergi fra 2018.
Hvordan disse nivåene skal defineres, skal
fastsettes senere.
Bakgrunnen for disse kravene er
utredninger av samfunnsøkonomiske og
helsemessige konsekvenser samt kartlegging av kompetansen i byggenæringen.
EUs bygningsenergidirektiv
Bygningsenergidirektivet (2010/31/EU)
definerer konkrete krav om energieffektivisering av bygg. Kravene fokuserer på
nye minimumsstandarder for energiytelse,
energimerking og energieffektiv rehabilitering av bygg.
Den europeiske bygningsmassen står
for 40 % av det totale energiforbruket i EUlandene. Potensialet for effektivisering er
stort.
Europakommisjonen anslår at en vellykket implementering av direktivet kan bidra
til en reduksjon på 5–6 % av EUs totale
energiforbruk. Videre kan direktivet lede til
en 5 % reduksjon av klimautslippene i EU.
For å sikre at EU når målet må medlemslandene etablere individuelle nasjonale
planer. Europakommisjonen vil vurdere
progresjonen underveis og om nødvendig
å foreslå nye tiltak for å sikre at landene
når de definerte målsetningene. Direktivets betydning for Norge
Direktivet er implementert i Norge gjennom TEK10 og forskrift om energimerking.
Dermed er det målet om nesten-nullenergibygg som er det mest utfordrende i
dag.
Prosjektering av passivhus
13
LAVENERGIPROGRAMMET
Krisesenter, Skien kommune
Foto: arkitektkontoret Børge og Borchsenius
Miljøhuset GK Foto: GK Norge
Bjørnesletta skole, Oslo kommune Illustrasjon: L2 arkitekter
Søreide skole, Bergen kommune Illustrasjon: Skanska
Tilbud om passivhus på markedet
Det begynner å bli betydelig aktivitet på passivhusmarkedet i Norge. Flere av de
største boligprodusentene har de siste par årene tilbudt ett eller flere passivhus i
sine sortiment.
I tillegg er det flere som nå tilbyr eksisterende hustyper omprosjektert til passivhusstandard. Dette er en interessant
utvikling siden disse boligprodusentene
opererer i et "normalmarked" der man
møter folk flest og ikke bare dem som er
spesielt interessert i energieffektivitet.
Man skal heller ikke se bort fra at de
fremste boligprodusentene ser passivhus
som et ledd i en positiv markedsføring der
man får positiv omtale av sine prosjekter
i medier man normalt ikke opererer i. I
tillegg er passivhusutviklingen en god
anledning til å videreutdanne håndverkerne, noe som kommer godt med uansett
om man bygger boliger med ordinær
energistandard eller passivhus–standard.
Bildene over:
I tillegg til at mange småhus
tilbys som passivhus, er det
også betydelig aktivitet på
yrkesbyggsiden.
14
Kapittel 1 – Om passivhus
Erfaringer med passivhus
På oppdrag fra Husbanken har SINTEF Byggforsk laget prosjektrapport 90-2012
med systematisk oversikt over erfaringer med passivhusboliger, både i Norge og i
andre land.
Utredningen bygger på en gjennomgang av
eksisterende litteratur samt nærmere analyse av noen utvalgte norske prosjekter.
Rapporten viser
Som et helhetlig, stedstilpasset konsept
fører passivhus til bedre kvalitetssikring
fordi prosjektene blir fulgt opp bedre på
byggeplassen gjennom:
• presist formulerte krav
• detaljerte tegninger og beskrivelser
• korrekte og nøyaktige energiberegninger
under reelle forutsetninger og reelt klima
Ufordringer i Norge (som er fortsatt i en
introduksjonsfase når det gjelder passivhus)
• Planleggings- og optimaliseringsprosessen kan være mer krevende enn i
Mellom-Europa ettersom mange aktører
ikke er vant til nye tekniske løsninger og
ikke alle komponenter er tilgjengelige.
• Mange mindre, lokale aktører.
Gode forutsetninger i Norge
• Balansert ventilasjon er allerede mer
utbredt enn i Mellom-Europa.
• Intet stort sprang fra TEK10 til passivhus
(strengere forskrift enn i andre land).
I Norge har passivhus ikke vesentlig andre
eller større utfordringer enn boliger bygget
etter TEK10.
Noen enkeltfunn fra rapporten
• Passivhus gir bedre inneklima og helse,
mindre muggsopp og radon.
LES MER:
Erichsen & Horgen:
Rapport om overtemperarturer.
2012
www.lavenergiprogrammet.no
• Det er mange avvik (+/-) mellom beregnet og målt energi, men ikke mer enn
i konvensjonelle bygg. I gjennomsnitt
er det god overensstemmelse mellom
beregnet og målt energi.
• Overoppvarming skyldes stort glassareal, lite solskjerming og dårlig luftemulighet – ikke at det er passivhus.
• Åpent soveromsvindu gir kun litt økt
energiforbruk.
Funnene henger tett sammen med bruken
av balansert mekanisk ventilasjon. Noen
utenlandske studier refererer også bedring
i selvrapportert helse hos beboerne. Ingen
studier rapporterer spesielle byggskader
eller større behov for vedlikehold av bygningskroppen i passivhus.
Konvensjonelle boliger oppleves
varmere på sommertid enn passivhus. I passivhus kan en bevisst prosjektering for å redusere varmetap fra
tekniske anlegg bidra til å redusere
overtemperaturproblemer.
God informasjon om bruk og drift av tekniske anlegg i et passivhus er avgjørende
for effektiv bruk av bygningen. Dette gjelder
imidlertid alle boliger som har balansert
ventilasjon eller utstyr som varmepumper
og solfangere.
Erfaringer fra markedsføring og salg
viser at passivhus i hovedsak selges på
lik linje med andre boliger på bakgrunn av
beliggenhet, planløsning og estetikk.
Passivhus kan ha lavere kostnader enn
lavenergiboliger med noe høyere energibehov fordi disse trenger et mer komplekst
oppvarmingssystem.
Merkostnader for passivhus og tilhørende komponenter blir mindre etter hvert
som passivhus får en større markedsandel og aktørene har lært av tidligere
byggeprosjekter.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1.Hva er definisjonen på et passivhus?
2.Når blir passivhusnivå et krav i teknisk forskrift?
3.Hvilke norske standarder tar for seg passivhus?
LES MER:
www.lavenergiboliger.no
www.enova.no
www.husbanken.no
www.arkitektur.no/ecobox
www.arkitektur.no
www.passivhuscentrum.se
www.altompassivhuse.dk
www.passiv.de
www.cepheus.de
www.passivhausprojekte.de
(database)
www.hausderzukunft.at
www.igpassivhaus.at
15
16
Kapittel 2 – Energiberegninger
Energiberegninger
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Marienlyst skole, Drammen Foto: div. A arkitekter
Nøyaktige og detaljerte energiberegninger er viktige for å sikre at bygget
oppfyller kravene i passivhusstandarden for boliger eller for yrkesbygg.
Både varmetapstall, netto energibehov og levert energi er viktige størrelser som beregnes ut fra NS 3031. Passivhusstandarden for boliger
stiller krav til hvor stor andel av energiforsyningen som skal komme fra
fornybare energikilder, samt minstekrav til både komponenter og tekniske
løsninger. Det lokale klimaet skal ligge til grunn for energiberegningene.
Passivhusstandarden for yrkesbygg stiller også krav til komponenter,
varmetap og luftmengder.
LES MER:
NS 3031
NS 3700
NS 3701
www.standard.no
Energiberegninger er viktig dokumentasjon i prosjektering av
passivhus, og tre standarder er spesielt viktige for beregningene.
Energidokumentasjon gjennom beregninger er viktig for prosjektering av passivhus. I
mange tilfeller er det bare små endringer som skal til for at det planlagte bygget tilfredsstiller kravene til passivhus. Da er det viktig med nøyaktige og detaljerte energiberegninger.
Til disse energiberegningene er spesielt tre standarder sentrale: energiberegningsstandarden NS 3031, passivhusstandarden for boliger NS 3700 og passivhusstandarden for
yrkesbygg NS 3701.
Prosjektering av passivhus
Norsk Standard
NS 3031:2007
ICS 01.040.91; 91.120.10
Språk: Norsk
Beregning av bygningers energiytelse
Metode og data
LAVENERGIPROGRAMMET
NS 3031 brukes til å beregne:
• varmetapstall
• varmetapsbudsjett
• netto energibudsjett
• levert energi
• CO2-utslipp og primærenergi
Standarden har også normative tillegg.
Calculation of energy performance of buildings
Method and data
Innarbeidet i standarden: / Incorporated in this standard:
AC:2007
© Standard Norge. Henvendelse om gjengivelse rettes til Pronorm AS. www.standard.no
NS 3031 Beregning av bygningers energiytelse
Standarden NS 3031 inneholder nasjonale regler for beregning av bygningers
energiytelse.
Energiberegninger for bygninger skal utføres i henhold til NS 3031. Internasjonale
standarder ligger i mange tilfeller til grunn for den norske standarden.
Standarden kan brukes til å:
• dokumentere bygningers varmetap ved
omfordeling av energitiltak gitt i teknisk
forskrift (TEK)
• dokumentere bygningers netto energibehov opp mot energirammen i TEK
• dokumentere teoretisk energibehov i
energimerkeordningen av bygninger
• optimalisere energibehovet til en ny bygning ved å bruke metoden på alternative
løsninger
• vurdere effekten av mulige energitiltak
på eksisterende bygninger ved å beregne energibehovet også uten energitiltak
Standarden omfatter tre forskjellige
beregningsalternativer:
1. månedsberegninger (stasjonære),
2. forenklet timeberegning (dynamisk) og
3. detaljerte beregningsprogrammer
(dynamiske).
Bare månedsberegning er detaljert
beskrevet i standarden.
17
18
Kapittel 2 – Energiberegninger
Varmetapstall
Oppvarmingsbehovet til en bygning avhenger av størrelsen på varmetilskuddet
(internlaster, soltilskudd) og størrelsen på varmetapet.
Varmetransmisjonen (W/K) gjennom klimaskallet og varmetapet gjennom ventilasjon og
infiltrasjon utgjør bygningens varmetap og viser hvor robust bygningens konstruksjon er.
Varmetransportkoeffisienten H er gitt ved
H = HD + HU + Hg + HV + Hinf
(ligning 2.1),
der
HD er direkte varmetransmisjonstap til det fri
HU er varmetransmisjonstap til uoppvarmede soner
Hg er varmetransmisjonstap mot grunnen
HV er ventilasjonsvarmetap
Hinf er infiltrasjonsvarmetap
Varmetapstallet H" får vi gjennom å dividere varmetransportkoeffisienten H med Afl
(oppvarmet del av BRA):
H” =
Varmetapstallet for konstruksjoner fås gjennom
å multiplisere U‐verdien
på konstruksjonen med
arealet: Beregninger av
disse finnes i NS 3031,
kap 6.1.1.1.
H
Afl
(ligning 2.2)
Varmetapspost
Yttervegger
Varmetapstall, H"
[W/( m2·K)]
Yttertak
Gulv
Vinduer og dører
Kuldebroer
Infiltrasjon
Ventilasjon
Samlet varmetapstall
Krav til minste varmetapstall
Kravet til en bygnings energieffektivitet er
oppfylt dersom samtlige energitiltak listet i
TEK10 § 14‐3 er gjennomført, eller dersom
omfordeling mellom energitiltak viser at
varmetapstallet ikke øker. Varmetapsbudsjettet gir også en god pekepinn på hvor
det største varmetapet i en bygning er, og
dermed på hvor det er hensiktsmessig å
utføre tiltak.
Passivhus‐ og lavenergistandarden for
boliger NS 3700 setter også krav til minste
varmetapstall for bygget. Dette er et supplerende krav til maksimalt oppvarmings-
behov og er satt for å unngå konsepter/
løsninger som baserer seg for mye på store
soltilskudd. Redusert oppvarmingsbehov
gjennom redusert varmetap er alltid mer
robust enn å øke varmetilskuddet gjennom
solinnstråling.
NS 3701 for yrkesbygg (utgitt september
2012) setter også krav til høyeste tillatte
varmetapstall, men der vil varmetapstallet bare omfatte transmisjon og infiltrasjon
(relatert til bygningskroppen), uten å ta med
ventilasjonsleddet. Denne endringen vil
med stor sannsynlighet også bli innført i
NS 3700.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Netto energibudsjett
En bygnings totale netto energibehov er den totale energien bygningen trenger for
å opprettholde et tilfredsstillende inneklima.
Ut over energi til oppvarming og varmtvann
omfatter energibehovet også energi til vifter
og pumper, belysning, teknisk utstyr og kjøling. Netto energibehov påvirkes ikke av virkningsgraden til bygningens energisystem.
NS 3031 angir beregningsregler for
hvordan de enkelte energipostene kan
bestemmes. Tillegg A i NS 3031 angir
standardiserte verdier for driftstider,
settpunkt-temperaturer, varmtvann,
belysning og teknisk utstyr som skal
brukes ved forskriftsberegninger (TEK og
Energiposter
energimerkeordningen).
Ved bruk av energirammemetoden i
TEK10 skal det totale energibehovet beregnet for Oslo-klima (normert klima) være
lavere enn energirammen (§14‐4) gitt for
den aktuelle bygningskategorien.
For boliger stiller NS 3700 separate krav
til netto oppvarmingsbehov. NS 3701 stiller
har separate krav til netto oppvarmingsbehov og kjølebehov (energipost 1. og 6.)
samt til maksimalt energibehov til belysning
(energipost 4.).
Energibehov
[kWh/år]
1a Romoppvarming
Varmetapstall, H"
[W/( m2·K)]
1b Ventilasjonsvarme
2 Varmtvann
3a Vifter
3b Pumper
4 Belysning
5 Teknisk utstyr
6a Romkjøling
6b Ventilasjonskjøling
Totalt netto energibehov, sum 1–6
Levert energi
En bygnings behov for levert energi avhenger av energiforsyning og hvilken
virkningsgrad den har.
Levert energi fås ved å dividere netto energibehov med energivarens virkningsgrad. For
elektrisitet som energivare:
Edel-el =
QH,nd f H,er + QW,nd f W,er
ηer
(ligning 2.4)
der
Edel‐el er levert elektrisitet til elektriske varmesystemer [kWh]
Q H,nd er årlig netto energibehov for romoppvarming og ventilasjonsvarme
QW,nd er årlig netto energibehov for oppvarming av tappevann
f H,er er andel av QH,nd som dekkes av elektrisk varmesystem
f W,er er andel av QW,nd som dekkes av elektrisk varmesystem
ηer er årsgjennomsnittlig systemvirkningsgrad for elektrisk varmesystem
Summen av energien er uttrykt per energivare og skal altså dekke det samlede energibehovet inkludert systemtap som ikke gjenvinnes. (Noe av systemtapet fra varmesystemet
kan brukes som nyttig varme i bygget og dermed redusere oppvarmingsbehovet.)
19
20
Kapittel 2 – Energiberegninger
Veiledende tall for virkningsgrader
Ligningen over viser hvordan man beregner
den totale leverte energien fra en energivare, her for elektrisitet. I mange tilfeller
brukes direktevirkende elektrisitet som
spisslast for romoppvarming og tappevann.
Da må man vite det årlige nettoenergibehovet (Q) samt hvor stor del som dekkes av
elektrisitet for de enkelte postene. Summen
av postene (i dette tilfellet to) divideres med
virkningsgraden for elektrisitet for å få fram
den leverte energien for elektrisitet.
NS 3031 inneholder veiledende tall for
virkningsgraden, som kan benyttes hvis det
ikke foreligger dokumentert virkningsgrad
fra leverandør.
Energimerkeordningen er basert på
levert energi. For passivhus og lavenergihus stiller standarden NS 3700 spesifikke
krav til mengde levert elektrisk og fossil
brensel (mer om dette i kapittel 2.13).
Levert energi til bygningen
Energivare
1 Elektrisitet
2 Olje
3 Gass
4 Fjernvarme
5 Biobrensel
6 Annen energivare
----------------------------------------Total levert energi, sum 1–6
Primærenergi og CO₂-utslipp
NS 3031 angir også hvordan man kan beregne primærenergi, CO₂-utslipp, vektet
levert energi og energikostnad ut fra levert energi.
Primærenergibehovet er ikke særlig brukt
i Norge så langt, men det inngår som et
krav i den tyske definisjonen av passivhus.
Det er også angitt å være en indikator i det
reviderte bygningsenergidirektivet.
Primærenergibehovet er den totale
leverte energien (inkludert husholdningsstrøm) multiplisert med primærenergifaktoren for de enkelte energivarene. Faktoren
avhenger av energibærerens hele livssyklus fra utvinning (gjennom prosessering,
lagring, transport, generering, omdanning
og overføring) til distribusjon for å levere
energien til bygningen. Elektrisitet ganges
med en faktor på 2,6 ifølge den tyske definisjonen. En ”helelektrisk” passivbolig ville
derfor ikke kunne ha høyere behov for total
levert energi enn 46 kWh/m² år, inkludert all
belysning, teknisk utstyr og oppvarming av
vann.
Primærenergifaktorene er omdiskutert,
og ulike land bruker forskjellige faktorer,
avhengig av kilden til energivaren. For
eksempel kan elektrisitet komme fra vind
eller vann, men også fra kullkraftverk.
Norge har ikke utarbeidet nasjonale
faktorer for CO2‐utslipp og energipolitisk
vektet levert energi, men det finnes en eldre
standard NS‐EN 15603, med faktorer. (Se
ellers artikkelen "Net zero energy buildings:
A consistent definition framework", Igor
Satori et al, 2012.)
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Standardverdier i NS 3031
NS 3031 har et tillegg med standardverdier blant annet for belysning, teknisk utstyr
og varmt vann.
I energiberegninger bruker vi normtall for
driften av bygget, blant annet for driftstider,
temperaturer, belysning, teknisk utstyr,
varmtvann og antall personer i bygget.
Et tillegg til NS 3031 informerer om disse
standardiserte verdiene, deriblant verdier
for belysning, teknisk utstyr samt varmt
vann. Kravene i teknisk forskrift er basert
på disse standardverdiene. I 2010 ble disse
standardverdiene tatt inn i NS 3031 for å
være i samsvar med NS 3700.
• Verdiene for belysning skal som hovedregel benyttes ved kontrollberegning
mot offentlige krav. Dersom det benyttes
styringssystem for utnyttelse av dagslys
eller styringssystem basert på tilstedeværelse, kan energibehovet til belysning
reduseres med 20 %. Eventuelt kan
andre verdier for belysning dokumenteres
gjennom beregninger etter NS‐EN 15193
eller tilsvarende. Varmetilskuddet fra
belysning skal da reduseres tilsvarende.
• Verdiene for utstyr og varmtvann brukes
ved kontrollberegning mot offentlige
krav.
• Småhus omfatter enebolig, to‐ til firemannsbolig og rekkehus.
Lokale klimadata
Siden energiberegninger baseres på
standardverdier og dermed på perfekte
driftsbetingelser og Oslo-klima, er slike
beregninger ikke representative for bygningers faktiske behov for levert energi (eller
målt energibruk).
I motsetning til NS 3031 krever NS 3700
at man bruker lokale klimadata ved beregning av energibehov.
Tilleggene har også veiledende verdier, for eksempel for solfaktorer, typiske
verdier for bygningens varmekapasitet og
kuldebroer.
Luftmengder
Kravene til minste tillatte luftmengder er de
samme både ved kontrollberegning mot
teknisk forskrift (TEK10) og i passivhusstandarden NS 3700.
Verdiene ble endret like etter at NS 3031
ble revidert i 2010 for at kravene til luftmengder skulle være like i NS 3031 og
NS 3700.
Disse kravene til minste tillatte ventilasjonsmengder er satt for å unngå at man
prosjekterer med luftmengder som er mye
lavere enn det som er anbefalt for å opprettholde et godt inneklima.
Minste tillatte spesifikke luftmengder
Boligtype
Leiligheter der Afl < 110 m²
Leiligheter der Afl ≥ 110 m²
Småhus b
Minste spesifikke luftmengde ª m³ / (h•m²)
≥ 1,6 − 0,007 × (Afl − 50)
≥ 1,2
≥ 1,2
ª Reelle luftmengder dimensjonert ut fra materialbelastning (emisjoner), personbelastning og
andre belastninger skal legges til grunn ved beregning av energibehov, forutsatt at de er høyere
enn minste luftmengder i tabell A.1.
b
Småhus omfatter enebolig, to- til firemannsbolig og rekkehus.
21
22
Kapittel 2 – Energiberegninger
Stasjonær varmebalanse for et rom
Ligninger for stasjonær varmebalanse for et rom/bygg kan gi forståelse for hvordan
en energiberegning gjøres.
Den første ligningen sier at det er behov for like mye tilført varme gjennom internlaster
(qint), soltilskudd (qsol ) og oppvarming (qheat) som bygningens varmetap:
q”int + q”sol + q”heat – H”(Ti – Te) = 0
(ligning 2.5)
der q” er spesifikk effekt, H” er varmetapstall , Ti er innetemperatur og Te er utetemperatur. Dermed er oppvarmingsbehovet summen av varmetapet (som avhenger av ΔT)
subtrahert internlaster og soltilskudd:
q”heat = H”(Ti – Te) – q”int – q”sol
(ligning 2.6)
Varmetransportkoeffisienten H er varmetransporten gjennom klimaskallet samt varmetap
gjennom infiltrasjon og ventilasjon:
H = ∑UA + 0,33 · ninf · V + 0,33 · · (1-ηT )
(ligning 2.7)
der U er U-verdi, A er areal vegg, vindu, tak og gulv, n er luftskiftet for infiltrasjon, V er
volum, ηT er virkningsgrad for gjenvinner og 0,33 er luftens varmekapasitet per volum
(Wh/m³K). Varmetapstallet fås ved å dividere varmetransportkoeffisienten H med Afl,
oppvarmet del av BRA, som gitt i ligning 2.2.
Stasjonær varmebalanse for et rom
Stasjonær varmebalanse for et rom,
der, Ti er innetemperatur, Te er utetemperatur, qint er internlaster og qsol er
soltilskudd.
Prosjektering av passivhus
23
LAVENERGIPROGRAMMET
Oppvarmingsbehov i cellekontor
I dette eksempelet vil vi finne ut hvor stort effektbehov vi har i et 10 m² kontorrom, for å
kunne dimensjonere varmekilden.
Forutsetninger:
Areal: 10 m²
Fasade: 7,5 m²
Vindu: 1 x 2 m
Takhøyde: 3 m
U-verdi vegg: 0,15 W/m²K
U-verdi vindu: 0,80 W/m²K
Ventilasjon: 10 m³/m²h
Virkningsgrad varmegjenvinner: 80 %
Lekkasjetall: 0,6 oms/t
Utetemperatur: ÷ 20 ℃
Innetemperatur: 20 ℃
Internlast og soltilskudd neglisjeres
H = ∑UA + 0,33 · ninf · V + 0,33 · · (1-ηT )
For å finne totalt varmebehov q”heat ser vi først på kontorets varmetransportkoeffisient
(H), som er gitt av ligning 2.7. Først multipliserer vi U‐verdien for veggen med veggarealet og gjør det samme for vinduene.
∑UA = 0,15 · (7,5 - 2) + 0,8 · 2
Infiltrasjonsvarmetapet beregnes gjennom å ta luftens varmekapasitet multiplisert med
luftskiftet for infiltrasjonen. Dette avhenger av type ventilasjon, en skjermingskoeffisient
og lekkasjetallet (1,5). I dette tilfellet med balansert ventilasjon regnes infiltrasjonen som
0,07 x lekkasjetallet i henhold til NS 3031. Dette multipliseres med volumet av kontoret
(areal · høyde):
0,33 · ninf · V = 0,33 · 0,07 · 0,6 · 10 · 3
Ventilasjonsvarmetapet beregnes gjennom å multiplisere luftens varmekapasitet med
ventilasjonsluftmengden i m³/h og andelen som ikke blir gjenvunnet i varmegjenvinneren (1 - 0,8) · 0,33 · · (1-ηT )
Dermed har vi
H = 0,15 · (7,5 - 2) + 0,8 · 2 + 0,33 · 0,07 · 0,6 · 10 · 3 + 0,33 · 100 · (1 - 0,8) = 9,44 W/K
For å få ut varmetapstallet divideres varmetransportkoeffisienten med BRA:
H” = 0,94 W/m²K
I eksempelet neglisjerer vi internlast og soltilskudd, og effektbehovet for oppvarming får
vi dermed gjennom å multiplisere varmetapstallet med ΔT, etter ligning 2.6:
q”heat = H”(Ti - Te) = 0,94 · (20 + 20) = 38 W/m²
Vi deler opp oppvarmingsbehovet i romoppvarming og ventilasjonsvarme. Da regnes
effektbehovet til varmebatteriet ut gjennom å først beregne temperaturen på luften etter
gjenvinneren (Tgv).
η=
Tgv - Te
Ti - Te
=> Tgv = 0,8 · (20 + 20) – 20 = 12 ˚C
Effekten er siden luftens varmekapasitet multiplisert med luftmengden og ΔT mellom
ønsket tilluftstemperatur (18 ˚C) og Tgv (12 ˚C):
q”VB = 0,33 · 10 · (18-12) = 20 W/m²
q”rom = 38 - 20 = 18 W/m²
Her ser vi at behovet for
varme fra ventilasjon er
større enn behovet for å
varme opp rommet. I bygg
med høyere virkningsgrad
på gjenvinneren eller
lavere luftmengder vil det
ofte være omvendt.
24
LES MER:
NS 3940
Areal- og volumberegninger av
bygninger
Kapittel 2 – Energiberegninger
Volum og areal (se NS 3940)
• Bruksareal (BRA) er bruttoarealet minus det arealet som opptas av yttervegger.
–– Skråtak: Delen med skråtak regnes som måleverdig inntil 0,6 m utenfor
høyden 1,9 m.
–– Trapp: Åpninger i etasjeskiller regnes med i bruksareal.
• Oppvarmet luftvolum beregnes ved å multiplisere oppvarmet del av BRA med
midlere netto høyde.
–– Midlere netto høyde: Målt mellom gulvets overkant og underkant av overliggende dekkekonstruksjon. Volumet som opptas av innvendige etasjeskiller,
skal ikke tas med i beregning av innvendig volum.
–– Måles over oppvarmet bruksareal.
• Internlast og soltilskudd neglisjeres.
Passivhusstandard for boliger: NS 3700
Den norske passivhusstandarden NS 3700 har fire sentrale krav. Disse kravene
gjelder varmetapstall, komponenter, oppvarmingsbehov og fornybar energi.
NS 3700 ble vedtatt som standard etter
nærmere tre års utviklingsarbeid. Under
utviklingen var det spesielt mange diskusjoner knyttet til prinsippet om klimatilpasning, krav til små eneboliger
og energiforsyningskrav, siden spesielt
disse avviker betydelig fra den tyske
passivhusstandarden.
Kravene til oppvarming er bare knyttet opp mot energibruk per kvadratmeter
og ikke mot effektbehov som i den tyske
standarden. Dette innebærer at man har
fraveket prinsippet om at ventilasjonsanlegget skal kunne brukes som oppvar-
mingssystem, slik den tyske (og svenske)
passivhusstandarden antar.
I ambisjonsnivå er NS 3700 ganske lik
den svenske standarden, mens måten å
dokumentere og sette krav på er ganske
ulik.
Fire sentrale krav skal oppfylles og
dokumenteres før et bygg kan sies å være
i henhold til den norske passivhusstandarden. Kravene er både knyttet til bygningskroppen som angir byggets robusthet, og
til valg av energikilder for å sikre at det
benyttes fornybare energikilder til romoppvarming og tappevann.
NS 3700
Standarden stiller fire sentrale krav til
passivhus som gjelder:
• varmetapstall
• komponenter
• oppvarmingsbehov
• fornybar energi
Kravene er klimaavhengige. Det betyr at det er
lettere å tilfredsstille kravene i de mildeste strøkene i Norge. På steder hvor det lokale klimaet
er kaldere enn i Oslo, er kravene i prinsippet
omtrent de samme som i Oslo.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Krav til varmetapstall
Kravet til varmetapstallet i NS 3700 angir hvor stort varmetap som tillates for tre
ulike arealklasser av passivhus og lavenergihus.
Standarden stiller krav til høyeste tillatte
varmetapstall for å unngå løsninger som
baserer seg for mye på store soltilskudd
gjennom store glassflater. Redusert oppvarmingsbehov gjennom redusert varmetap er
alltid mer robust enn å øke varmetilskuddet
gjennom solinnstråling. Kravene til varmetapstall sikrer dette.
Tre størrelsesklasser
Siden små bygninger er mindre kompakte
(de har større varmetapende ytterareal i
forhold til bruksareal enn store bygninger),
er kravet til varmetapstall høyere. Kravene
er satt ut fra beregninger av varmetapstallet
for ulike boligtyper med ulike størrelser og
kompakthet.
Standarden angir krav til varmetapstall
for boliger under 100 m², mellom 100 og
250 m² og over 250 m². Kravene til
varmetapstall i NS 3700 angir hvor stort
varmetap som tillates for passivhus og
lavenergihus.
Ventilasjonstap trolig ut
I henhold til NS 3700:2010 omfatter varmetapstallet alle energiposter som representerer energitap, det vil si både transmisjonstap, ventilasjonstap og infiltrasjonstap. Dette
vil trolig endres i en kommende revisjon
for å koordinere med krav i NS 3700, der
ventilasjonstapet ikke er inkludert. Når dette
skjer, vil nivåene for maksimalt tillatt varmetapstall måtte endres i NS 3700.
Passivhusstandardens krav til varmetapstall for ulike
boligstørrelser
Varmetapstall, H"
W / (m² · K)
Passivhus
Lavenergihus Klasse 1
Klasse 2
Boligbygning der
Boligbygning der
Boligbygning der
Afl < 100 m²
100 m² ≤ Afl < 250 m²
Afl ≥ 250 m²
0,60
0,55
0,50
0,80
1,05
0,75
0,95
0,65
0,80
25
26
Kapittel 2 – Energiberegninger
Krav til oppvarmingsbehov
Oppvarmingsbehov avhenger sterkt av klima og boligstørrelse, og passivhusstandardens krav til høyeste tillatte oppvarmingsbehov tar hensyn til begge deler.
Hovedkravet i NS 3700 er kravet til høyeste tillatte oppvarmingsbehov. Dynamiske
simuleringer og stasjonære beregninger
viser at oppvarmingsbehovet avhenger
sterkt av lokalt klima og størrelsen på boligen. Hvis kravet til passivhus var uavhengig av klima og størrelse på boligen, slik
den tyske standarden er innrettet, ville det
ha vært praktisk umulig å bygge vanlige
norske eneboliger i store deler av landet,
og da spesielt i kalde strøk.
Årsmiddeltemperatur på 6,3 ºC representerer Oslo‐klima.
Justering av kravet for boliger i kaldere
områder enn Oslo innebærer at rammen
øker omtrent tilsvarende som oppvarmingsbehovet øker. Forskjellen på konkrete løsninger for Oslo og områder som er kaldere
enn Oslo, er derfor liten. For boliger som
bygges i mildere strøk enn Oslo, er kravene
i praksis lempet, siden energiberegningene
skal gjøres med lokale klimadata.
Lettere i milde strøk
Som det framgår av tabellen, er hovedkravet 15 kWh/m² år for boliger større enn
250 m². Men for eneboliger mindre enn
250 m² og for steder med årsmiddeltemperatur lavere enn 6,3 ºC, justeres kravet.
Hele bygget
For alle typer bygg henviser kravene
til arealet for hele bygget, og ikke bare
enkeltenheter. For boligblokker og rekkehus innebærer det at kravet ikke gjelder
enkeltleiligheter, men hele bygget.
Høyeste tillatte oppvarmingsbehov for ulike boligstørrelser og klimasoner
Årsmiddeltemperatur, θym
Høyeste beregnede netto energibehov til oppvarming
kWh / (m² · år)
Boligbygning der Afl < 250 m²
≥ 6,3 ℃
< 6,3 ℃
15 + 5,4 x
15 + 5,4 x
(250 – Afl)
100
Boligbygning der Afl ≥ 250 m²
(250 – Afl)
15
100
+ 2,1 + 0,59 x
(250 – Afl)
100
x (6,3 – θym)
15 + 2,1 x (6,3 – θym)
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Krav til energiforsyning
Passivhusstandardens krav til energiforsyning er gitt ved:
Edel, el + Edel, oil + Edel, gas < Et – 0,5 · QW,nd
der
Edel, el Edel, oil
Edel, gas
Et QW,nd er energi fra årlig levert elektrisitet [kWh/år]
er energi fra årlig levert fossil olje [kWh/år]
er energi fra årlig levert fossil gass [kWh/år]
er årlig netto energibehov [kWh/år] og
er årlig netto energibehov for oppvarming av tappevann [kWh/år]
Minimum 50 % av tappevannbehovet i passivhus må dekkes av andre kilder enn
elektrisitet og fossil energi.
Bakgrunnen for kravet i NS 3700 er at
man med dagens forskriftsnivå (TEK) kan
komme unna kravet til fornybare energikilder (definert som andre energikilder enn
fossile kilder og elektrisitet fra nettet) med
oppvarmingsbehov på passivhusnivå.
For å ha et minstekrav til energiforsyning stiller NS 3700 krav til at minst 50 %
av varmtvannsbehovet skal dekkes med
fornybar energi, som definert over.
Solfangeranlegg
Kravet kan oppfylles av et typisk solfangeranlegg som primært dekker varmtvannsbehovet, eventuelt også litt av oppvarmingsbehovet. Solfangerne må dekke
litt mer enn 50 % av varmtvannsbehovet
for også å balansere den lille energimengden som går til sirkulasjonspumper.
For en bolig på 100–130 m² vil man
normalt trenge et solfangerareal i størrelsesordenen 4–6 m², men dette avhenger av solfangerens virkningsgrad og de
klimatiske forholdene.
Varmepumpeløsninger
Kravet vil også relativt enkelt kunne
dekkes av varmepumpeløsninger basert
på jord, fjell, sjø/vann eller uteluft som
energikilde. Disse vil overføre varme til et
vannbasert system (bereder/akkumulator)
som vanligvis dekker en betydelig andel
av både varmtvanns‐ og oppvarmingsbehovet. Luft til luft-varmepumper vil normalt
ikke kunne dekke fornybarkravet i passivhus. I tilfeller der man bruker bio‐baserte
løsninger (fast, flytende eller gass) eller
fjernvarmeløsninger, vil også vanlige
løsninger enkelt kunne oppfylle kravet til
energiforsyning.
27
28
Kapittel 2 – Energiberegninger
Minstekrav til komponenter og løsninger
NS 3700 har minstekrav både til bygningstekniske og ventilasjonstekniske løsninger for å sikre energieffektive løsninger i alle deler av passivhus.
Standarden har både minstekrav til U‐
verdier for alle typer bygningsdeler som
yttervegger, tak, gulv, vinduer og dører, i
tillegg til en maksimalt tillatt normalisert
kuldebroverdi. For ventilasjonsdelen har
den minstekrav både til årsgjennomsnittlig
temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinneren og til SFP‐faktoren (hvor mye energi
som benyttes for å distribuere luften inn
og ut til og fra de respektive områdene.
Og sist, men ikke minst, har standarden
er minstekrav til lekkasjetallet ved 50 Pa
ved ferdigstillelse av bygget. Dette sikrer
god håndverksmessig utførelse og gode
detaljer.
Bortsett fra lekkasjetall, som må måles
for ferdige bygg, kan de andre minstekravene dokumenteres ved beregninger etter
standarder (NS-, ISO- og CEN‐standarder) eller ut fra laboratoriemålinger.
Lemper på minstekrav
Siden NS 3700 ble lansert i 2010, har
disse minstekravene vært betydelig
omdiskutert. Spesielt gjelder det U‐verdier
for yttervegger, tak og gulv som i mange
tilfeller fordyrer prosjektene utover aksepterte rammer, samtidig som oppvarmingskravet er tilfredsstilt.
Passivhusstandarden for yrkesbygg
(NS 3701) lemper derfor på disse kravene
ved at minstekravene til U‐verdi for yttervegg, tak og gulv tas ut. I tillegg slås kravet til vinduer og dører sammen, noe som
innebærer at det er gjennomsnittet for alle
vinduer og dører som skal vurderes opp
mot minstekravet på 0,80 W/(m²K).
NS 3700 vil trolig bli revidert i løpet
av 2012, slik at komponentkravene for
næringsbygg også vil gjelde for boliger.
Minstekrav til bygningstekniske og ventilasjonstekniske løsninger
Egenskap
U-verdi yttervegg
≤ 0,15 W / ( m² · K)
U-verdi gulv
≤ 0,15 W / (m² · K)
U-verdi tak
U-verdi vindu
U-verdi dør
Normalisert kuldebroverdi, ψ
Årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for
varmegjenvinner
SFP-faktor ventilasjonsanlegg
Lekkasjetall ved 50 Pa, n50
≤ 0,13 W / (m² · K)
≤ 0,80 W / (m² · K)
≤ 0,80 W / (m² · K)
≤ 0,03 W / (m² · K)
≥ 80 %
≤ 1,5 kW / (m³ / s)
≤ 0,60 h-1
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Dokumentasjonskrav i NS 3700
Passivhusstandarden krever dokumentasjon av energiberegninger og dokumentasjon for ferdigstilt bygg.
Resultatet fra energiberegninger skal
dokumenteres for hele bygget, og beregningene skal vise:
• varmetapsbudsjett og samlet varmetapstall
• årlig netto energibudsjett
• årlig levert energibudsjett med spesifisering av mengden levert energi som er
elektrisitet eller fossilt brensel
• beregnet normalisert kuldebroverdi
For ferdigstilt bygning krever standarden
følgende dokumentasjon:
• bekreftelse på at inndata som er benyttet i energiberegningen, er representative for den ferdige bygningen
• rapport fra lekkasjeprøving for den
ferdigstilte bygningen etter reglene i
NS-EN 13829
29
30
Kapittel 2 – Energiberegninger
Byggets form og energibehov
Enkelte tiltak i prosjekteringsfasen kan redusere kostnadene et prosjekt betydelig.
Et av dem er å se på bygningsformen.
En optimal form på et bygg er en kule
siden denne har mindre overflate enn en
firkantet kloss. Denne tanken kan forfølges
i planleggingen av et passivhus ved at
man planlegger for minst mulig utvendige
overflater i forhold til areal.
Formfaktorer er et enkelt uttrykk for
sammenhengen mellom det innvendige
volumet og den utvendige overflaten.
Uttrykket kan brukes som hjelp til å oppnå
et lavt energibehov. En enkel tommelfingerregel kan være å se på forholdet
mellom areal av klimaskjermen og byggets
innvendige, oppvarmede volum, Aklimaskjerm /
Voppvarmet.
Resultatet bør maksimalt ligge rundt
• 0,80 for eneboliger/ tomannsboliger,
• 0,70 for rekkehus og
• 0,50 for etasjebygg.
Ofte enkle bygningskropper
Formen på bygget har stor betydning og
kan i mange tilfeller avgjøre om det er mulig
å bygge huset med passivhusstandard
eller ikke med tilgjengelige løsninger og
produkter. De totale kostnadene til passivhuset er selvsagt også interessante, og det
vil være raskere å oppnå kravet til lekkasjetallet for bygg med enkle former enn for
bygg med mange vinkler og andre utbygg.
Dette er hovedgrunnen til at svært
mange passivhus har relativt enkle bygningskropper med få vinkler eller innhugg.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
U-verdier for to ulike småhus, det ene kvadratisk, mens det andre har flere
vinkler og halvetasjer.
U-verdi yttervegger
U-verdi tak
U-verdi gulv
U-verdi vinduer og dører
Varmegjenvinning
Kvadratisk form
Vinkler m.m.
0,09 W / m²K
0,09 W / m²K
0,12 W / m²K
0,12 W / m²K
0,80 W / m²K
80 %
Balkong og formfaktor
Sett at et bygg har ti etasjer med fire balkonger per etasje. Ved å endre balkongplasseringen reduseres energibehovet
til oppvarming med 15 %. Det skyldes
primært mindre overflate og halvert
antall meter kuldebro.
Skissene viser et eksempel på hvordan man kan arbeide med formfaktorene. Bygget til venstre har inntrukkede
balkonger i hver etasje. Balkongene er
forskjøvet i annenhver etasje. Dette øker
overflatearealet og lengden av kantene
og dermed linjetapet betydelig. Resultatet blir et høyere energibehov.
Ut fra en energitankegang ville det
optimale vært om bygget hadde mindre
overflater ved at balkongene ble utelatt,
men dette er lite realistisk i forhold til
brukskvaliteten til bygget. For at finne et
0,11 W / m²K
0,08 W / m²K
0,76 W / m²K
85 %
fornuftig kompromiss mellom energibehov og forventninger/ønsker til bygget,
kunne løsningen i dette tilfellet være å
flytte balkongene, slik at alle ligger samlet på en loddrett linje i bygget.
Da oppnår man dels en arkitektonisk
effekt, men også at byggets samlede
energibehov til romoppvarming reduseres med 15 %. Det skyldes primært
mindre overflate og kortere (halvert)
kuldebroer langs balkongene.
Samtidig blir mengde av detaljer til
bygget redusert fordi man kan bruke
den samme løsningen ved hvert hjørne.
I tillegg kan man velge en løsning med
utvendig isolasjon, hvilket begrenser varmetapet til vinduer og dører samt beslag
og skruer til montering av balkong-gulvplater (6 punkter per plate i stedet for en
gjennomgående betongskive).
31
32
Kapittel 2 – Energiberegninger
Passivhus i ulike klimasoner
Passivhusstandarden krever at du bruker lokale klimadata i energiberegninger.
Årsmiddeltemperaturen i Norge er mellom +8 og ‐6 °C. NS 3700 korrigerer for
klima med en kaldere årsmiddeltemperatur
enn 6,3 °C (Oslo-klima). For klima som er
varmere enn dette, er det ingen korrigering.
Det betyr at mer varmeisolerte konstruksjoner og bedre installasjoner må brukes i
Oslo-klima enn for eksempel i Bergen, for
å tilfredsstille kravet til høyeste beregnede
netto energibehov til oppvarming (NS 3700
tabell 3).
Småhus i Oslo
Forutsetninger for at et to‐etasjers småhus
på 172 m² i Oslo skal oppfylle passivhusstandarden: Veggene har 350 mm isolasjon
samt 50 mm isolasjon (37) innvendig påfø-
Årsmiddeltemperatur (℃)
ring, slik at man kan ha en inntrukket dampsperre. Småhuset har himling mot kaldt loft
med 400 mm isolasjon (37). Gulv mot grunn
har 350 mm EPS-isolasjon komplettert med
400 mm isolerte ringmurselementer og
600 mm markisolasjon. Bygningens vinduer
har gjennomsnittlig U-verdi på 0,77 W/m²K,
og vindusarealet utgjør 19 % av BRA. Den
normaliserte kuldebroverdien og lekkasjetallet er minimumskrav i NS 3700, mens
årsmiddelvirkningsgraden er tatt fra ventilasjonsleverandør (se faktaboksen).
Med disse forutsetningene blir beregnet netto
energibehov til oppvarming 19,3 kWh/m², og
småhuset tilfredsstiller dermed passivhuskravet som er 19,3 kWh/m².
Bygningstekniske data for passivhus i Oslo
Småhus:
BRA
Volum 172 m²
412 m³
U-verdi for bygningsdeler [W/(m² · K)]:
Yttervegger
0,11
(400 mm)
Tak
0,10
(400 mm)
Gulv
0,10*
(350 mm)
Vindu/dør 0,77
Passivhusvinduer
*U-verdi for gulv mot fri
Areal vinduer/dør
Norm. kuldebroverdi
Lekkasjetall (n50)
SFP
Virkningsgrad, η
19 % av BRA
0,03 W/(m² · K)
0,6 h-1
1,0 kW/(m³/s)
87 %
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
33
Passivhus i Oslo-klima
Tak: 0,10 W/m²K
Lekkasjetall:
0,6 h¯¹
η: 87 %
SFP: 1,0 kW/(m³/s)
Vindu/dør:
0,77 W/m²K
19 % av BRA
Vegg:
0,11 W/m²K
Gulv:
0,10 W/m²K
Kuldebro:
0,03 W/m²K
Oslo:
Netto energibehov til oppvarming: 19,3 kWh/m².
Krav ifølge NS 3700: 19,3 kWh/m².
Netto energibehov til oppvarming: 19,3 kWh/m².
Lavere nettobehov i Bergen
Den samme konstruksjonen vil få betraktelig lavere netto energibehov i
Bergen: 13,7 kWh/m². Dette betyr at det er rom for å endre konstruksjonen
til dårligere U-verdier på klimaskallet og fortsatt oppfylle passivhuskravet.
Tak: 0,10 W/m²K
Lekkasjetall:
0,6 h¯¹
η: 87 %
SFP: 1,0 kW/(m³/s)
Vindu/dør:
0,77 W/m²K
19 % av BRA
Vegg:
0,11 W/m²K
Gulv:
0,10 W/m²K
Kuldebro:
0,03 W/m²K
Netto energibehov til oppvarming: 13,7 kWh/m².
34
Kapittel 2 – Energiberegninger
Hvis isolasjonen i småhuset endres til minstekravet for vegger, tak, gulv og
U-verdi på vinduer, klarer huset fortsatt kravet til netto energibehov når det
er plassert i Bergen.
Isolasjonstykkelser og U‐verdi for bygningsdeler [W/(m2•K)]:
Bygningsdel U-verdi Yttervegger 0,15 Tak 0,13 Gulv 0,11 Vindu/dør 0,80 Passivhusvinduer
For småhuset i dette eksempelet betyr det 100 mm mindre isolasjon i vegger og tak og 50 mm mindre i gulvet. I tillegg kan man klare seg med noe
dårligere U‐verdi i vinduene.
Det er altså betydelig forskjell på hva slags konstruksjoner man kan
bruke til passivhus i ulike deler av Norge.
Tak: 0,13 W/m²K
Lekkasjetall:
0,6 h¯¹
η: 87 %
SFP: 1,0 kW/(m³/s)
Vindu/dør:
080 W/m²K
19 % av BRA
Vegg:
0,15 W/m²K
Gulv:
0,11 W/m²K
Bergen:
Netto energibehov til oppvarming: 19,1 kWh/m².
Krav ifølge passivhusstandarden: 19,3 kWh/m².
REFERANSE
Byggforskserien
472.435
Passivhus i tre. Eksempler
på detaljer for varmeisolering
og tetting.
471.012, tabell 21
471.013, tabell 22
472.435, tabell 411
Kuldebro:
0,03 W/m²K
Prosjektering av passivhus
35
LAVENERGIPROGRAMMET
NS 3701 Passivhusstandard for yrkesbygg
Passivhusstandard for yrkesbygg har seks sentrale krav. Disse kravene gjelder
transmisjons- og infiltrasjonstap, oppvarmingsbehov, kjølebehov, energibehov
til belysning, komponenter og luftmengder.
NS 3701 har blitt utviklet og behandlet i
Standard Norge komité SN/K 34 Bygningers Energiytelse i ca 2,5 år. Den ble fastsatt som norsk standard september 2012
og har kriterier for 11 yrkesbyggkategorier.
Kravene varierer i forhold til areal, type
bygg og klima. Det er lettere å tilfredsstille
kravene i de mildeste strøkene av Norge.
For lokale klima som er kaldere enn Oslo,
er kravene i prinsippet omtrent de samme
som i Oslo.
Norsk Standard
NS 3701:2012
ICS 91.040.01; 91.120.10
Språk: Norsk
Kriterier for passivhus og
lavenergibygninger
Yrkesbygninger
Arbeidet med NS 3701
er delvis basert på
Prosjektrapport 42,
Kriterier for passivhus
og lavenergibygg
– yrkesbygninger,
som ble utgitt av
SINTEF Byggforsk i
2009.
Criteria for passive houses and low energy buildings
Non-residential buildings
• NorskStandardogguiderfastsettesavStandardNorge.Andre
dokumenterfraStandardNorgesomtekniskespesifikasjonerog
workshopavtalerpubliseresetterferdigstillingutenformell
fastsetting.
• DettedokumenteterutgittisamarbeidmellomStandardNorge
og Standard Online AS.
• StandardNorgekangiopplysningerominnholdetidokumentetog
svarepåfagligespørsmål.Merinformasjonomstandardiseringfinnes
påwww.standard.no.
• InntektenefrasalgavstandardersomStandardOnlineASstårfor,
utgjørenstorogavgjørendedelavfinansieringenavstandardiserings­
arbeidetiNorge.
• SpørsmålomgjengivelsefradokumentetrettestilStandardOnlineAS.
MerinformasjonomalleStandardOnlinesprodukterogtjenester
relaterttilstandarderfinnespåwww.standard.no.
• Innspillogtipstilforbedringavvåreprodukterogtjenesterønskes
velkommenogkanrettestilStandardNorgeogStandardOnlineAS.
Formerinformasjonse
Standard Norge
Standard Online AS
Postboks242
1326Lysaker
Postboks252
1326Lysaker
Telefon67838600
Telefaks67838601
Telefon67838700
Telefaks67838701
info@standard.no
www.standard.no
salg@standard.no
www.standard.no
Bygningskategori
Barnehage
Kontorbygning
Skolebygning
Universitets- og
høgskolebygning
Forsideillustrasjon: FutureBuilt/Flashpoint Studio - Arkitekt: Div.A arkitekter AS
Reelle luftmengder
Reelle prosjekterte luftmengder skal
brukes til energiberegningene, men du
kan ikke bruke lavere luftmengder enn
de som er angitt i tabellen. Minste tillatte
luftmengder er satt for å unngå at man
manipulerer beregningene med lave,
prosjekterte luftmengder, og fordi for lave
luftmengder kan gå ut over inneklimaet.
Luftmengder er en av de viktigste parameterne for energibruk, og lavt energibehov
forutsetter effektiv ventilasjon med streng
behovsstyring.
© Standard Norge. Henvendelse om gjengivelse rettes til Standard Online AS. www.standard.no
Gjennomsnittlig luftmengde Gjennomsnittlig lufti driftstid*
mengde utenfor driftstid*
m³ / (m² • h)
m³ / (m² • h)
6
1
8
1
6
7
1
1
Sykehus
10
3
Hotellbygning
6
1
Sykehjem
Idrettsbygning
Forretningsbygning
Kulturbygning
Lett industri, verksted
7
6
12
7
7
1
1
1
0
0
* Reelle luftmengder dimensjonert ut fra materialbelastning (emisjoner), personbelastning og andre belastninger skal legges til grunn ved beregning av energibehov, forutsatt at de er høyere enn minste luftmengder
i tabell A. 1.
Minste tillatte luftmengder til bruk i
energiberegninger.
36
Kapittel 2 – Energiberegninger
Internlaster
Verdier for internlaster gitt i NS 3031 Tillegg A skal brukes ved forskriftsberegninger. Sammenlignet med disse har NS 3701 betydelig lavere verdier for belysning, og også lavere
verdier for utstyr for noen byggkategorier. Passivhusstandarden for yrkesbygg forutsetter
energieffektiv belysning og energieffektivt teknisk utstyr. For energibehov til belysning stiller NS 3701 krav både til minstenivå og til beregning av dette (såkalt LENI‐beregning, se
lengre ned).
Internlaster fra
belysning, utstyr og
personer for ulike
byningskategorier.
Bygningskategori
Belysning*
W / m²
Utstyr*
W / m²
Personer
W / m²
Barnehage
6
2
6
Skolebygning
6
4
12
Kontorbygning
Universitets- og
høgskolebygning
5
6
6
4,2
4
5
Gjennomsnittlig
varmetilskudd
W / m²
5,4
5,4
6
6,1
Sykehus
5
8
2
10,7
Hotellbygning
5
1
2
6,0
Sykehjem
Idrettsbygning
Forretningsbygning
Kulturbygning
Lett industri, verksted
5
4
6
3
1
11
10
1
6
5,0
7
1
6
9,0
8,1
3,2
10
3,3
2
4,8
* Effektbehov til belysning og utstyr settes lik varmetilskudd, dvs. at det antas at all energibruk fra lys og
utstyr går over til varme i bygget.
Krav til varmetapstall
H "tr,inf,0
Barnehage
Kontorbygning
Skolebygning
Universitets- og
høgskolebygning
Lavenergibygninger
Passivhus
Bygningskategori
W
H "tr,inf,0
W
W / (m² • K)
W / (m² • K) W / (m² • K)
W / (m² • K)
0,40
0,009
0,014
0,40
0,40
0,40
0,014
0,50
0,013
0,50
0,014
0,50
0,50
0,022
0,017
0,021
Sykehus
0,40
0,014
0,50
0,019
Hotellbygning
0,40
0,014
0,50
0,016
Sykehjem
Idrettsbygning
Forretningsbygning
Kulturbygning
Lett industri, verksted
0,40
0,45
0,40
0,40
0,40
0,014
0,010
0,014
0,012
0,017
0,50
0,60
0,50
0,50
0,55
0,018
0,013
0,018
0,016
0,022
Verdier for å bestemme kravet til varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonsvarmetap.
Prosjektering av passivhus
37
LAVENERGIPROGRAMMET
Høyeste tillatte varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonstap
Varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonstap, H "tr,inf
W / (m² · K)
Bygning der Afl < 1000 m²
H "tr,inf,0 + W
Bygning der Afl ≥ 1000 m²
(1000 – Afl)
H "tr,inf,0
100
I likhet med NS 3700 stiller også NS 3701 krav til høyeste tillatte varmetapstall for å
unngå konsepter som baserer seg for mye på store soltilskudd gjennom store solrikt
orienterte glassflater.
For små yrkesbygg under 1000 m² er varmetapstallrammen høyere, siden disse byggene er mindre kompakte og dermed har høyere varmetap med samme U‐verdier og
tetthet.
I NS 3701 er rammen for varmetap satt gjennom varmetapstallet for transmisjon og
infiltrasjon, det vil si det varmetapet som er relatert til bygningskroppen. NS 3701 tar ikke
hensyn til ventilasjonsvarmetapet.
Krav til netto oppvarmingsbehov
Årsmiddeltemperatur, θym
Høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til
oppvarming kWh / (m² · år)
Bygning der Afl < 1000 m²
≥ 6,3 ℃
< 6,3 ℃
EPH,0 + X
EPH,0 + X
(1000 – Afl)
100
+
Bygning der Afl ≥ 1000 m²
EPH,0
(1000 – Afl)
100
K1 + K2
(1000 – Afl)
Krav til høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til oppvarming.
100
(6,3 – θym)
EPH,0 + K1 (6,3 – θym)
38
Kapittel 2 – Energiberegninger
Bygningskategori
Barnehage
Kontorbygning
Skolebygning
Universitets- og
høgskolebygning
Passivhus
Lavenergibygninger
EPH,0
X
20
0,85
25
1,55
20
1,30
20
1,50
K1
K2
EPH,0
X
3,6
0,10
35
1,3
3,6
0,15
3,5
0,15
3,7
0,10
40
2,2
30
1,7
35
2,0
K1
K2
4,9
0,13
4,8
0,15
4,1
0,22
4,7
0,10
Sykehus
20
1,30
4,7
0,15
35
1,9
6,0
0,10
Hotellbygning
25
1,40
4,0
0,10
40
1,8
4,8
0,03
Sykehjem
Idrettsbygning
Forretningsbygning
Kulturbygning
Lett industri, verksted
Verdier for å bestemme
kravet til netto spesifikt
energibehov til oppvarming
Krav til høyeste
beregnede netto
spesifikt energibehov
til kjøling
20
1,20
20
0,80
25
1,40
25
1,30
25
1,70
4,3
0,12
3,8
30
0,10
4,6
35
0,12
3,5
40
0,11
3,8
40
0,15
40
1,9
1,8
2,3
0,15
5,1
0,10
5,7
0,11
4,6
0,08
5,0
0,15
Krav til netto kjølebehov
DUTs
> 20 ℃
Høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til kjøling kWh / (m² · år)
β (20 – DUTs)
0
Bygningskategori
Passivhus
Lavenergibygning
β
β
Barnehage
0,0
0,0
Skolebygning
0,0
0,0
Kontorbygning
Merknad 2:
Bygningskategoriene som
har en kjølebehovskoeffisient lik 0,0, forutsettes
å kunne overholde krav
til termisk komfort uten
mekanisk kjøling.
0,8
5,0
Som for NS 3700 gjelder et av hovedkravene i NS 3701 høyeste tillatte oppvarmingsbehov.
Også oppvarmingsbehov for yrkesbygg avhenger sterkt av klima og størrelsen på bygget.
For bygg større enn 1000 m² som ligger i klima tilsvarende eller varmere enn Oslo (årsmiddeltemperatur 6,3 °C), ligger kravet mellom 15 og 25 kWh/m² år, avhengig av byggkategori.
Bygg mindre enn 1000 m² og lokalklima kaldere enn Oslo gis en videreoppvarmingsramme,
som angitt i tabell 4 med faktorer fra tabell 5.
≤ 20 ℃
Merknad 1:
Verdiene i tabellen gir
ingen garanti for at termisk
komfort tilfredsstilles.
1,6
Universitets- og
høgskolebygning
1,4
1,5
2,1
3,0
Sykehus
2,9
3,6
Hotellbygning
1,5
2,2
Sykehjem
Idrettsbygning
Forretningsbygning
Kulturbygning
Lett industri, verksted
1,6
0,9
3,3
1,2
1,1
2,3
1,6
4,8
1,9
1,8
NS 3701 stiller også krav til maksimalt netto årlig kjølebehov. Kravet til hver byggkategori er
satt ut fra dimensjonerende sommertemperatur (temperaturen som ikke overskrides mer
enn 50 timer i et normalår). Det vil si at rammen avhenger av lokale klimatiske forhold.
Prosjektering av passivhus
39
LAVENERGIPROGRAMMET
Krav til energibehov til belysning
Bygningskategori
LENI
kWh/(m² • år)
β
Gjennomsnittlig effektbehov
i driftstiden a
W/m²
β
Barnehage
13,0
5,0
Skolebygning
9,9
4,5
Kontorbygning
Universitets- og
høgskolebygning
12,5
14,0
4,0
4,5
Sykehus
29,1
5,0
Hotellbygning
17,5
3,0
Sykehjem
Idrettsbygning
Forretningsbygning
Kulturbygning
Lett industri, verksted
29,1
14,5
28,1
17,2
10,5
5,0
5,5
7,5
6,0
4,5
a Effektbehov til belysning settes lik varmetilskudd, dvs. at det antas at all energibruk til belysning går over til
varme i bygningen.
Merknad: Gjennomsnittlig effektbehov til belysning er gitt av LENI dividert med driftstiden. Denne størrelsen
må ikke forveksles med prosjektert, dimensjonert eller installert effekt til belysning.
Energibruk til belysning er en dominerende energipost i mange yrkesbygg, og belysning
utgjør en betydelig varmelast som dermed øker kjølebehovet. Derfor har NS 3701 et
relativt strengt krav til maksimalt årlig energibehov til belysning. Standarden krever også
at dette dokumenteres gjennom en såkalt LENI‐beregning i henhold til NS‐EN 15 193.
Tillegg A i NS 3701 gir normative verdier som skal brukes i LENI‐beregningen (som
driftstider og tilstedeværelse). Verdiene i tabellen forutsetter meget effektiv belysning og
et effektivt styringssystem (tilstedeværelse‐, dagslys‐ og konstantlysstyring).
Krav til energiforsyning
NS 3701 stiller ikke krav til energiforsyning ut over at gjeldende forskriftskrav (TEK) til
enhver tid skal tilfredsstilles.
Beregnet årlig spesifikt
energibehov til belysning, uttrykt ved LENI,
skal ikke overstige kravet gitt i tabellen. LENI
skal dokumenteres
etter NS-EN 15193.
40
Kapittel 2 – Energiberegninger
Minstekrav til komponenter
Egenskap
U-verdi vindu og døra
Normalisert kuldebroverdi, ψ b
Årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for
varmegjennvinner
Minstekrav til bygningsdeler, komponenter,
systemer og lekkasjetall.
SFP-faktor ventilasjonsanlegg
Lekkasjetall ved 50 Pa, n50
Passivhus
Lavenergibygning
≤ 0,03 W/(m² • K)
≤ 0,05 W/(m² • K)
≥ 80 %
≥ 70 %
≤ 1,5 kW/(m³/s)
≤ 0,60 h-1
≤ 2,0 kW/(m³/s)
≤ 1,5 h-1
≤ 0,80 W/(m² • K)
≤ 1,2 W/(m² • K)
a U-verdi regnes som gjennomsnittsverdi for bygningsdelene.
b Normalisert kuldebroverdi kan fravikes ved rehabiliteringsprosjekter der det er praktisk umulig å tilfredsstille
kravet. Det skal da dokumenteres at kuldebroer ikke medfører problemer med inneklima.
Merknad 1: I tillegg til krav satt her skal bygningen oppfylle minstekrav satt i forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift).
Merknad 2: En bygning der bygningsdeler, komponenter og lekkasjetall er innenfor minstekravene, vil ikke
nødvendigvis tilfredsstille kravene knyttet til varmetapstall og høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til
oppvarming.
I forhold til NS 3701 er minstekrav til yttervegg, tak og gulv tatt ut. Minstekrav til vinduer
og dører er slått sammen. Disse to endringene gir større fleksibilitet ved at man får
større mulighet til å omfordele mellom ulike bygningsdeler. Krav til maksimalt varmetapstall (transmisjon og infiltrasjon) skal sikre en robust bygningskropp med lavt varmetap. Som nevnt under omtale av NS 3700 vil disse endringene sannsynligvis også bli
implementert i NS 3700, slik at minstekravene i NS 3701 og N 3700 er samordnet.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Energiberegningsprogrammer
Bare et fåtall energiberegningsprogrammer er validert etter europeisk standard
og beregner etter NS 3031. To peker seg ut: TEK-sjekk Energi og SIMIEN.
Selv om det finnes flere energiberegningsprogrammet på markedet, er bare et fåtall
av dem validert etter europeisk standard
og beregner etter NS 3031. Du som skal
prosjektere norske passivhus, bør i alle fall
sikre deg at du bruker et validert beregningsverktøy og beregner etter NS 3031.
Da er det spesielt to beregningsprogrammer som peker seg ut, og som tilfredsstiller
disse kravene.
TEK-sjekk Energi
TEK‐sjekk Energi er et beregningsprogram
som kan brukes til å gjøre kontrollberegninger mot kravene gitt i TEK10 og NS 3700,
samt at det beregner energimerket. Alle
bygningskategoriene i TEK10 og i energimerkeordningen kan beregnes. I til-
LES MER:
legg til energiberegningene kontrollerer
programmet om kravet til energiforsyning
er tilfredsstilt, og det kontrollerer termisk
inneklima. Programmet er validert i henhold
til NS‐EN 15265. Programmet distribueres
fritt til de som abonnerer på Byggforsk
kunnskapssystemer.
SIMIEN
SIMIEN er et norskutviklet energiberegningsprogram som også er validert etter
EN 15265 og harmonisert til NS 3031:2007.
Programmet utfører dynamiske simuleringer av energibehov, validering av inneklima
og dimensjonering av oppvarmingsanlegg,
ventilasjonsanlegg og romkjøling. Det er
også mulig å evaluere bygningen mot energikravene i TEK10 og NS 3700.
Energiberegningsprogrammer som brukes i Norge
TEK-sjekk Energi: http://bks.byggforsk.no
SIMIEN: www.programbyggerne.no
TRNSYS: www.trnsys.com
E-PLUS: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/
IDA-ICA: www.equa.se/eng.ice.html
VIP ENERGY: www.strusoft.com/index.php/en/products/vip-energy
PHPP: http://www.passiv.de/en/04_phpp/04_phpp.htm
Flere andre, som POLYSUN, Bsim, RIUSKA, ESP-r, ECOTECT og
PARASOL, se Tools by subject på:
http://apps1.eere.energy.gov/buildings/tools_directory/
41
42
Kapittel 2 – Energiberegninger
Energimerking av boliger
Energimerket består av en energikarakter og en oppvarmingskarakter.
Energikarakteren beregnes ut fra levert
energi, mens oppvarmingskarakteren
(fargen på bokstaven) beregnes ut fra andel
uønskede energikilder. Det er ikke gitt at
passivhus får energikarakter A, siden energimerket beregnes ut fra levert energi og
passivhus er basert på netto energibehov.
Energikarakteren beregnes i samsvar
med beregningsmetodene i NS 3031. Det
er ikke mulig å oppnå beste karakter uten
at det er gjennomført tetthetskontroll av
boligen.
LES MER:
energimerking.no
Levert energi per m² oppvarmet BRA (kWh/m²)
A
B
C
D
E
F
G
Småhus
77+1600/A
115+1600/A
153+1600/A
229+1600/A
305+1600/A
458+1600/A
Ingen grense
Leiligheter (boligblokker)
63+650/A
94+650/A
126+650/A
180+650/A
235+650/A
353+650/A
Ingen grense
Barnehager
90
135
180
228
276
414
Ingen grense
Kontorbygg
84
126
168
215
263
395
Ingen grense
Skolebygg
79
118
158
208
259
389
Ingen grense
Universitets- og høgskolebygg
95
143
191
240
289
434
Ingen grense
Sykehus
179
268
358
416
475
713
Ingen grense
Sykehjem
136
203
271
328
384
576
Ingen grense
Hoteller
135
202
269
321
373
560
Ingen grense
Idrettsbygg
109
164
218
272
325
488
Ingen grense
Forretningsbygg
129
194
258
309
360
540
Ingen grense
Kulturbygg
105
158
210
256
302
453
Ingen grense
Lett industri, verksteder
106
159
212
270
329
494
Ingen grense
Bygningskategori
Lavere enn
eller lik
Lavere enn
eller lik
Lavere enn
eller lik
Lavere enn
eller lik
Lavere enn
eller lik
Lavere enn
eller lik
Krav til energikarakter (A–G) for ulike bygningskategorier. Denne skalaen vil bli endret fra 1. juli 2013, se www.energimerking.no.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Forskjeller i dokumentasjonskrav
Teknisk forskrift, passivhusstandardene NS 3700 og NS 3701 og energimerkeforskriften stiller ulike krav til dokumentasjon.
Tabellen viser hvilke verdier forskriftene og standardene krever at du skal dokumentere.
Minstekrav
TEK10
NS 3700
NS 3701
• Vegg
• Tak
• Vinduer
• Dører
• Lekkasjetall
• SFP–verdi
Varmetapstall
Andel fornybar energi
Netto energibehov
Netto oppvarmingsbehov
Netto kjølebehov
Levert energi
Forskjeller mellom TEK10, NS 3700, NS 3701 og energimerkeforskriften.
ENERGIMERKING
43
44
Kapittel 2 – Energiberegninger
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1.
2.
3.
4.
5.
Hvilke fire krav er de viktigste i passivhusstandarden NS 3700?
Hvilke typer varmetap inngår i varmetapstallet til et bygg?
Hva er forskjellen på netto energibehov og behov for levert energi?
Hvor i Norge er det lettest å oppfylle passivhuskravene – og hvorfor?
Hva er spesielt med kravet til energiforsyning i NS 3700 i forhold til
TEK10 – og hva betyr det i praksis?
6. Hvilke komponenter og tekniske løsninger har NS 3700 minstekrav
for?
7. Hva bør forholdet mellom areal av klimaskjermen og byggets innvendige, oppvarmede volum være for å sikre optimal bygningsform?
8. Hva er de viktigste kravene i passivhusstandarden for yrkesbygg?
9. Kan du ha mekanisk kjøling i yrkesbygg hvis du skal oppfylle NS 3701?
10.Hvilke komponenter og systemer stiller NS 3701 minstekrav til?
11.Hvorfor får ikke passivhus uten videre energimerke A?
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
45
46
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Byggeteknikk
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Byggeteknikk Foto: Hilde Kari Nylund
Riktig byggeteknikk er en forutsetning for å klare kravene til passivhus. I
dette kapittelet kan du lese om hvilke krav som stilles til varmeisolasjon,
lufttetthet og kuldebroer. Temaer som tykkelsen på isolasjonen, konveksjonssperre, montering av vindsperre og plassering av vinduer blir gjennomgått.
Byggetekniske krav i NS 3700
Passivhusstandarden stiller krav til samlet varmetap og minstekrav
til bygningsdeler.
Varmetapstallet er samlet varmetap for bygningen dividert på Afl, som er oppvarmet
del av BRA, bruksarealet. I samlet varmetap inngår transmisjonsvarmetap gjennom
bygningsdelene (U‐verdier og kuldebroer),
infiltrasjon‐ og ventilasjonsvarmetap.
Krav til samlet varmetap
Kravene til samlet varmetap varierer for
ulike klasser bruksareal:
Oppvarmet areal AflVarmetapstall
≤ 100 m²
≤ 0,60 W/m²K
100–250 m²
≤ 0,55 W/m²K
≥ 250 m²
≤ 0,50 W/m²K
Typiske U-verdier for å klare disse
kravene:
Yttervegg: 0,15–0,10 W/m²K
Tak: 0,13–0,08 W/m²K
Gulv: 0,15–0,10 W/m²K
Vindu: 0,80–0,60 W/m²K
Prosjektering av passivhus
Minstekrav til bygningsdeler
Minstekravene til bygningsdeler gjelder
gjennomsnittsverdien for bygningsdelen.
Du kan for eksempel ha en vegg med høyere U‐verdi enn minstekravet hvis de andre
veggene har lavere U-verdi, slik at arealveid gjennomsnittsverdi for alle veggene
klarer kravet. Kravet til vindu gjelder ikke de
enkelte vinduene, men gjennomsnittsverdien for hele arealet av vinduer og eventuelt
glasstak og glassvegger.
For å klare kravene til oppvarmingsbehovet må du normalt ha lavere verdier enn
minstekravene på flere av bygningsdelene.
NS 3701 har lempet på disse komponentkravene ved at kravene til yttervegg,
tak og gulv tas ut, mens vinduer og dører
47
LAVENERGIPROGRAMMET
ses under ett. De øvrige komponentkravene, som kravene til maksimalt tillatt
normalisert kuldebroverdi og lekkasjetall,
gjelder fortsatt. En tilsvarende lemping
forventes også gjennomført i passivhusstandarden for boliger i løpet av 2012.
Yttervegg: Tak: Gulv: Vindu: Dører: Normalisert
kuldebroverdi: Lekkasjetall
ved 50 Pa:
U ≤ 0,15 W/m²K
U ≤ 0,13 W/m²K
U ≤ 0,15W/m²K
U ≤ 0,80 W/m²K
U ≤ 0,80 W/m²K
U ≤ 0,03 W/m²K
0,6 h-1
Varmeisolasjon
Bare stråling, ledning og konveksjon er inkludert i varmemotstanden (R) og
U-verdien. Varmetap ved luftlekkasjer er ikke inkludert i R‐ eller U‐verdien til en
bygningsdel.
Alle flater sender ut varmestråling. Denne
typen stråling er elektromagnetisk, som lys,
men i en annen del av spekteret (IR‐stråling). Varmeoverføring ved stråling skyldes
at en varm flate avgir – emitterer – mer
varmestråling enn en kaldere flate, slik at
det blir en netto transport fra den varme
flaten til den kalde.
Varmeledning i gasser skjer ved at
molekylene overfører bevegelsesenergi når
de kolliderer med hverandre. I varm gass
har molekylene mer bevegelsesenergi
(større hastighet) enn i kaldere gass. Ved
naturlig konveksjon overføres varme ved at
varm luft strømmer til kaldere områder, hvor
luften avgir varme ved at den avkjøles.
Varmeoverføring i hulrom
Varmeisolasjon i hulrommet reduserer stråling og konveksjon. Ledning blir den dominerende varmeoverføringen. Luftlekkasje må normalt stoppes med utvendig vindsperre og innvendig dampsperre.
Stråling
mellom
flatene
Ledning
gjennom
luften
KonveksjonLuftlekkasje
innvendig i
gjennom
hulrommet
konstruksjonen
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer
471.008
Beregning av
U‐verdier etter
NS‐EN ISO 6946
48
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
U-verdi og isolasjonsstykkelse
U-verdi og isolasjonstykkelse for vanlige bindingsverkskonstruksjoner.
Bindingsverk av heltre, 36 mm, isolasjon 0,037 W / mK
0,25
Andel
bindingsverk
m / m²
U-verdi, W/m²K
0,20
0,15
3,5
0,10
2,5
0,05
0,00
0,000
0
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
Isolasjonstykkelse, m
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer
471.008
Beregning av
U‐verdier etter
NS‐EN ISO 6946
Kurvene viser hvordan U‐verdien (y‐aksen)
avtar med økende isolasjonstykkelse
(x-aksen) for vanlige bindingsverkskonstruksjoner. Blå kurve viser U-verdi for
kontinuerlig isolasjon uten bindingsverk.
Grønn kurve viser U-verdi for en vegg med
minimum andel bindingsverk uten vinduer,
og den gule kurven viser U-verdi for vanlige
småhusvegger.
Andel bindingsverk er her angitt som
antall løpemeter bindingsverk per areal,
m/m². Ta med alt bindingsverk når
du beregner U‐verdien for en vegg,
også ekstra sviller, stendere og losholter som monteres i forbindelse med
vindusinnsetting.
Som veiledende gjennomsnittsverdi for
ytterveggene i et småhus kan du bruke
3,5 m/m² (løpemeter pr. veggareal). Med
enkle sviller og 0,6 m c/c avstand mellom
stenderne er andelen bindingsverk 2,5 m/
m². Dette er en minimumsverdi som bare
kan brukes for vegger uten vinduer. U‐verdien øker med ca. 0,01 W/m²K når andelen
bindingsverk øker med 1 m/m².
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Tre alternative isolasjonstyper
U-verdi og isolasjonstykkelse for tre alternative isolasjonstyper.
Bindingsverk av heltre, 36 mm, 3,5 m/m²
0,25
U-verdi, W/m²K
0,20
Isolasjon,
W/mK
0,15
0,037
0,10
0,035
0,05
0,00
0,000
0,033
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
Isolasjonstykkelse, m
Som i diagrammet over viser kurvene hvordan U‐verdien (y‐aksen) avtar med økende
isolasjonstykkelse (x-aksen) for tre alternative isolasjonstyper. Alle kurvene gjelder
for en vanlig småhusvegg med en treandel
på 3,5 m/m². Den gule kurven gjelder for
vegger isolert med vanlig mineralull med
varmeledningstall 0,037 W/mK, mens kurvene under gjelder for vegger med bedre
isolasjon; 0,035 W/mK (blå kurve) og
0,033 W/mK (rød kurve).
Vanlig bygningsisolasjon har fram til
ca. 2010 hatt varmeledningstall 0,039
eller 0,040 (B) eller 0,037 (A) W/mK. De
siste årene er det kommet mineralull med
lavere varmeledningstall, 0,035 og 0,033
W/mK, som isolerer litt bedre. Ved å bytte
fra isolasjon (0,037) til bedre isolasjon
(0,033), som har ca. 10 % lavere varmeledningstall (lambda‐verdi), kan U‐verdien
bli mellom 7 og 9 % lavere for vegger med
250–300 mm isolasjon, eller du kan oppnå
samme U‐verdi med tilsvarende tynnere
isolasjonslag.
49
50
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Naturlig konveksjon
Ved den kalde siden, ved vindsperren, blir
luften avkjølt og siger ned gjennom den luftåpne mineralullen. Ved den varme siden blir
luften oppvarmet og stiger opp. Strømningsmotstanden avtar når isolasjonstykkelsen
øker fordi tverrsnittarealet øker. Isolasjon
med liten strømningsmotstand og stor luftgjennomslippelighet (permeabilitet) parallelt
med fibrene gir mer konveksjon enn mer
lufttett isolasjon. Konveksjonen øker derfor
med økende temperaturforskjell, økende
isolasjonstykkelse og økende luftgjennomslippelighet i isolasjonen.
Konveksjon øker varmetapet, men omfordeler også fuktighet. I den varmeste delen
av veggen tar luften opp fukt fra bindingsverket, mens fukten blir avgitt igjen øverst
ytterst i veggen der luften blir avkjølt. Det
kan gi trefuktighet godt over 20 vektprosent
lokalt selv om målt trefuktighet er godt under
20 vektprosent i alle deler av bindingsverket
når veggen isoleres og lukkes.
Geving, Stig &
Uvsløkk, Sivert
Moisture conditions in
timber frame roof and wall
structures: Test house measurements for verification
of heat‐, air and moisture
transfer models.
Project report 273. Norges
byggforskningsinstitutt,
Oslo, 2000.
ISBN 82‐536‐0700‐8
Utvendig kald side
REFERANSE
Innvendig varm side
Naturlig konveksjon
Luftstrøm inne i hulrommet og isolasjonen øker varmetapet. Det skyldes
at varm luft er lettere enn kald luft.
Tetthetsforskjellen er drivkraften for
konveksjonen, som øker proporsjonalt
med temperaturforskjellen mellom
innvendig og utvendig side. Naturlig
konveksjon er derfor et vinterfenomen
og størst når det er kaldt ute.
Prosjektering av passivhus
51
LAVENERGIPROGRAMMET
Konveksjonssperre mellom isolasjonslagene
vertikal konveksjonssperre (ks)
horisontal ks
ingen ks
0,15
0,14
0,13
0,12
0,11
0,10
∆ U=
+0,0 %
∆ U=
+2,2 %
∆ U=
+0,7 %
∆ U=
+2,2 %
∆ U=
+7,4 %
∆ U=
+6,7 %
Ram
0,31
Ram
1,2
Ram
1,2
Ram
0,92
Ram
3,7
Ram
3,7
θi = 15, θe = 5
θi = 25, θe = -5
Innetemperatur, θi, og utetemperatur, θe, ℃
Ulike konveksjonssperrers påvirkning på U-verdi
Søylene viser måleresultater av varmetapet
gjennom tre vegger med høyde 2,4 m og
temperaturforskjeller på 10 ℃ (venstre) og
30 ℃ (høyre). Isolasjonstykkelsen er 300 mm.
De grønne søylene gjelder for veggen med en
vertikal konveksjonssperre som deler isolasjonen i to atskilte vertikale sjikt. De burgunderrøde søylene gjelder for veggen i midten med
en horisontal sperre som deler isolasjonen i
to deler. De blå søylene gjelder for veggen til
høyre, uten sperresjikt. Isolasjonsplatene ble
montert så nøyaktig som mulig.
Ved bare 10 ℃ temperaturforskjell er konveksjonen liten og varmetapet forholdsvis likt
for alle de tre veggvariantene.
Ved 30 ℃ temperaturforskjell øker konveksjonen i de to veggalternativene uten vertikal
konveksjonssperre, og varmetapet er ca.
5 % større enn for veggen med vertikal konveksjonssperre. En riktig kald vinterdag kan
varmetapet gjennom en tykk vegg uten konveksjonssperre bli mer enn 10 % høyere enn
for en vegg der isolasjonen er delt i to vertikale
hulrom med en konveksjonssperre.
En horisontal sperre gir ingen reduksjon i
konveksjonstapet, snarere tvert imot. Horisontale gjennomgående spikerslag vil gi samme
negative virkning i forhold til konveksjon.
Konveksjon i mineralull er undersøkt og
dokumentert ved en rekke undersøkelser på
90‐tallet. Varmetapsmålinger er gjort i såkalt
hot box, mens fuktomfordeling er undersøkt
både i laboratorie- og feltforsøk.
REFERANSE
Uvsløkk, S., Skogstad,
H. B. & Aske, I. J.
1996. Natural convection in
timber frame walls with thick
thermal insulation layer.
Proceedings of the 4th Symposium on Building Physics
in the Nordic Countries.
Helsinki, Vol. 1, s. 315–322.
Uvsløkk, S.
How to prevent natural convection causing extra heat
loss and moisture problems
in thick insulation layers.
Proceedings of the 3rd Nordic
Passive House Conference ‐
Towards 2020 ‐ Sustainable
Cities & Building.
Organized by Passivhus.dk
(formal organizer), Aalborg
University & Aarhus School
of Architecture.
Vertikal
konveksjonssperre, papir.
Horisontal
sperre, papir.
Ingen
sperre.
Uvsløkk, Sivert, Geving,
Stig & Thue, Jan Vincent.
1999. Hygrothermal performance of timber frame walls.
Results from test house
measurements.
Proceedings of the 5th Symposium onBuilding Physics in
the Nordic Countries, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden,
1999, s 653–660,
ISBN 91‐7197‐795‐3
52
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Vertikal konveksjonssperre
Når isolasjonstykkelsen er over 200 mm,
trenger vi en konveksjonssperre for å få full
nytte av isolasjonen. En vertikal konveksjonssperre som deler isolasjonshulrommet
i to adskilte hulrom, kan effektivt hindre
naturlig konveksjon.
Den vertikale konveksjonssperren må
dele isolasjonen i to separate, vertikale sjikt.
Drivkraften halveres fordi temperaturforskjellen over hulrommet halveres, og strømningsmotstanden dobles fordi strømningstverrsnittet halveres. En isolasjonsplate med
papir på en side er nok. Konveksjonssperren må være dampåpen.
Konveksjonssperre
(f.eks. papirbelegg)
Dampsperre
Innvendig kledning
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Prosjektering av passivhus
53
LAVENERGIPROGRAMMET
Varmereflekterende folier
Varmereflekterende folier reduserer strålingsoverføringen i tomme hulrom og kan
brukes i tak, vegger og gulv. Hvis den eller
de reflekterende sidene ligger i kontakt
med et annet materiale, for eksempel
bobleplast eller mineralull, er den isolerende virkningen tilnærmet lik null. Det
skyldes at varmestrålingen da allerede er
stoppet i materialet den er i kontakt med.
Varmeoverføringen mellom folien og materialet er helt dominert av ledning i faste
materialer der det er fysisk kontakt, og av
varmeledning gjennom de tynne luftsjiktene der det ikke er fysisk kontakt.
Per juni 2012 hadde en reflekterende
dampsperre Teknisk Godkjenning, TG
20004: Air Guard Reflekterende dampsperre (http://www.sintefcertification.no/
Default.aspx).
Bjelke/sperre
Innvendig
påforing/
hulrom
Dampsperre
Lekt
Himling
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Air guard reflekterende
dampsperre
El. rør
Lukket hulrom
Reflekterende
dampsperre
ε = 0,05
Figur fra TG 2004. Lukket hulrom, reflekterende
dampsperre.
Et hulrom og en reflekterende dampsperre kan erstatte ca. 20 mm isolasjon i
tak, ca. 30 mm i vegg og noe mer i gulv
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Varmemotstand til hulrom
Hulrom i vegg
U-verdi, W/m²K
54
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
10
20
Hulrom i tak
30
40
50
Hulrom i gulv
60
70
Vanlig isolasjon
80
90
100
Hulromstykkelse, mm
Varmemotstanden til hulrommet avhenger sterkt av både retningen på varmestrømmen og
tykkelsen på hulrommet.
Den praktiske nytten av varmereflekterende folier avhenger både av retningen på
varmestrømmen og tykkelsen på hulrommet. Kurvene viser hvordan beregnet
varmemotstand for hulrom med en reflekterende overflate i tak, vegg og gulv varierer
med tykkelsen på hulrommet.
Når hulromstykkelsen er 0, er også
varmemotstanden 0. Slike hulrom har størst
varmemotstand ved ca. 20 mm hulromstykkelse i tak og ved ca. 30 mm i gulv. Da vil
varmeoverføring ved konveksjon dominere,
og varmemotstanden øker ikke mer selv
om hulromstykkelsen øker ytterligere.
Den prikkede, rette linjen viser til sammenligning varmemotstanden når hulrommet fylles med isolasjon med varmeledningstall 0,037 W/mK. Et hulrom og
reflekterende dampsperre kan erstatte ca.
20 mm isolasjon i tak og ca. 30 mm i vegger.
I gulv med nedadrettet varmestrøm har
reflekterende folier et stort potensial. Det
skyldes at den varme, lette luften er øverst
og den kalde, tunge luften er nederst. Luftlagene er stabile, og det blir lite konveksjon.
Disse beregningene er gjort for en
konstruksjon med 150 mm vanlig isolasjon
og inntrukket, reflekterende dampsperre
med emisjonstall 0,05 og et luftfylt hulrom
mellom dampsperren og innvendig kledning. Varmemotstandene i hulrommet blir
tilnærmet de samme også for konstruksjoner med tykkere isolasjon, som i passivhus. Varmemotstanden til hulrommet er
beregnet etter ISO 15099:2003, som er en
standard for beregning av blant annet hulromsmotstand i vindusruter. Den er litt mer
nøyaktig og gir litt høyere varmemotstander enn den vanlige beregningsstandarden
ENS‐EN ISO 6946.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Lufttetthet og fuktsikkerhet
Enkel husform og enkle tak- og veggkonstruksjoner gjør det lettere å oppnå god
lufttetthet og lavt lekkasjetall.
Passivhus stiller ekstra strenge krav til
lufttetthet, så i prosjekteringen er det viktig
å tenke gjennom hvor sperresjiktene skal
føres, før du velger bæresystem og takløsning. Plasser tettesjiktene slik at de kan
føres mest mulig kontinuerlig, ubrutt av
bæresystemet, slik at du får færrest mulig
skjøter og kompliserte overganger.
Velg godt dokumenterte skjøteløsninger
for sperresjiktene og overgangene mellom
bygningsdelene.
Kritiske tettedetaljer må tegnes ut i
detalj på forhånd. Det gjelder:
• skjøter
• overganger for sperresjikt mellom tilstøtende bygningsdeler
Desto færre overgangsdetaljer en bygning
har, jo enklere er det å få til god lufttetthet.
Disse prinsippene gjelder for øvrig også
for byggetekniske detaljer og løsninger i
forhold til prosjektering og bygging for å
oppnå lekkasjekravene over tid for bygninger utført i henhold til TEK10.
Lekkasjemåling under oppføring, og
da helst i vindsperrefasen, er gunstig for
å avdekke eventuelle luftlekkasjer mens
du fortsatt har gode muligheter for å
tette disse lekkasjene uten problemer. En
avsluttende lekkasjemåling etter ferdigstillelse brukes for å dokumentere at kravet
til luftlekkasjer er tilfredsstilt. Hvordan slike
målinger utføres, kan du lese om i kapittelet
Byggeprosessen.
• tetning rundt gjennomføringer i klimaskjermen
• fugetetning rundt vinduer og dører
Kompliserte hus og tak har mange flere overgangsdetaljer enn enkle husformer og enkle tak- og
veggkonstruksjoner. Å få tette overgangsdetaljer kan være både vanskelige og arbeidskrevende.
55
56
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Gjennomblåsing og anblåsing
Vi skiller mellom to former for luftlekkasjer:
gjennomblåsing og anblåsing. Figuren
illustrerer de to formene. Gjennomblåsing er luftstrøm som går gjennom både
vindsperre og dampsperre. Ved anblåsing strømmer luft gjennom åpninger i
vindsperren og inn i isolasjonen et sted,
og ut igjen gjennom åpninger i vindsperren et annet sted. Denne typen luftlekkasje skyldes varierende vindtrykk langs
vindsperren, og den øker varmetapet.
Vanligvis må du ha et godt montert og
tett vindsperresjikt for å oppnå ønsket
varmeisolasjonsevne.
Gjennomblåsing stoppes vanligvis av
en godt montert dampsperre. Men på steder der det er vanskelig å montere dampsperren helt tett, som ved mellombjelkelag,
er vindsperren det eneste tettesjiktet som
kan gi fullgod beskyttelse mot gjennomblåsing i bjelkelaget. Se eksempel senere.
For at det skal oppstå luftlekkasje gjennom en utetthet i konstruksjonen, må det
være trykkforskjell mellom utsiden (ute) og
innsiden (inne). Trykkforskjellen er størst
ved sterk vind, men temperaturforskjeller
og ventilasjonsvifter kan også forårsake
betydelige luftlekkasjer. I utette hus vil
luftlekkasjer øke varmetapet på grunn av
unødvendig stor ventilasjon, spesielt i den
kalde årstiden. Trykkforskjellen på grunn
av temperaturforskjell øker proporsjonalt
med både temperaturforskjellen mellom
inne og ute og med høyden på bygningen.
Derfor kan bygninger på flere etasjer i
kalde innlandsstrøk være like utsatt for
luftlekkkasjer som bygninger i varmere og
mer vindfulle kyststrøk.
Alle former for luftstrømning må
stoppes:
• Luftlekkasje gjennom konstruksjonene stoppes med dampsperren og vindsperren.
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 573.121
Materialer til luft‐ og
damptetting
• Vindinntrengning i isolasjonen
– anblåsing – stoppes med
vindsperren.
• Naturlig konveksjon stoppes med
konveksjonssperren.
Gjennomblåsing
Anblåsing
Vindsperre
Dampsperre
Gjennomblåsing
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Anblåsing
For at vindsperren skal beskytte varmeisolasjonen tilstrekkelig mot inntrenging av
kald luft (anblåsing), må både vindsperrematerialet og skjøtene være tilstrekkelig
lufttette.
For å begrense årlig varmetap som
følge av anblåsing anbefaler SINTEF
Byggforsk at luftgjennomgangstallet til
vindsperrer, inklusive skjøter, ikke overstiger 0,05 m³/m²hPa. Denne anbefalingen
er basert på resultater fra et forskningsprosjekt ved Byggforsk på 1980‐tallet som
omfattet vindtrykkmålinger i felt, varmetapsmålinger i laboratoriet og beregninger.
Anblåsing kan også begrenses ved
hjelp av en tett kledning som er montert
på en spesiell måte slik at vindtrykkgradienten langs utvendig side av isolasjonen
blir liten. Det oppnås ved å strupe inn alle
åpninger til luftespalten bak kledningen,
slik at alle åpninger til det fri er mindre enn
¼ av spaltetykkelsen bak kledningen.
Dette er imidlertid en mer usikker
framgangsmåte enn å bruke vindsperresjikt. Spesielt vil hushjørnene være utsatt
fordi det blir stor vindtrykkforskjell mellom
vegger på lo og le side. Luft vil blåse inn
i isolasjonssjiktet i veggen på lo side og
videre via isolasjonssjiktet rundt hjørnet til
naboveggen, som ligger i le. Der vil luften
strømme ut av veggen igjen.
Hus med åpne vegghjørner og med
utett vindsperre eller uten vindsperre er
særlig utsatt for dette. Dobbeltvegger og
vegger med utenpåliggende kontinuerlig
isolasjon har gjerne åpne hjørner. For å
hindre dette må vegghjørnene tettes mot
luftgjennomstrømning. Du kan gjøre dette
ved å montere gjennomgående, tette stendere i alle hushjørner.
Gjennomblåsing
Vi
nd
re
tn
ing
Anblåsing
Vindsperre
Dampsperre
Gjennomblåsing
Anblåsing skyldes at vindtrykket varierer langs isolasjonens overflate.
57
58
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Begge tettesjikt må utnyttes
Dampsperre
Kontinuerlig
klemlist
Vindsperre
Kontinuerlig
klemlist
Ev. lufttett sjikt – skal
forhindre neddryssing
av isolasjon
Lekt
Nedforing for el. rør
Begge tettesjiktene –
utvendig vindsperre
og innvendig dampsperre – må utnyttes
for å oppnå best mulig
tetthet mot gjennomblåsing. Der det er vanskelig å montere en kontinuerlig dampsperre,
kan en godt montert
vindsperre sikre kontinuerlig lufttetting.
Ev. trepanel
Dampsperre
Innvendig kledning
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Både utvendig vindtetting og innvendig
damptetting bør utføres slik at de gir best
mulig tetthet, ettersom begge sjiktene
bidrar til husets samlede lufttetthet. Det
er spesielt viktig i passivhus, som har
ekstra strenge krav til lavt lekkasjetall,
(n50 < 0,6 h-1 / m³h ved 50 Pa).
Å få til god lufttetting i forlengelsen av
dampsperren, for eksempel gjennom et
bjelkelag, er vanskelig og arbeidsomt.
Ved å klemme utvendig vindsperre mot
begge svillene, kan du likevel få til sammenhengende lufttetting i det innvendige
dampsperresjiktet. Her blir innvendig lufttetting kontinuerlig med hjelp av vindsperren: dampsperre‐toppsvill‐vindsperre‐
bunnsvill‐dampsperre.
Det er en viss risiko for muggvekstforhold på varm side av kantbjelken når
dampsperren ikke føres opp gjennom
isolasjonen i mellombjelkelaget. Spesielt
gjelder det før byggfukten er tørket ut
og i bygninger med mangelfull ventilasjon og dermed høy innvendig luftfuktighet. Et lufttett, men dampåpent sjikt, på
undersiden av isolasjonen kan begrense
tilførselen av fukt fra inneluften til bjelkelaget noe. Men på grunn av diffusjon må
vi regne med at fuktinnholdet i luften i
bjelkelaget blir omtrent det samme som i
inneluften.
Stående isolasjon som presser litt til
alle kanter ytterst ved kantbjelken, vil gi
større strømningsmotstand enn liggende
isolasjon og begrense konveksjonen i
isolasjonen og dermed tilførsel av fukt til
kantbjelken.
Å forlenge dampsperren opp mellom bjelkene, mellom den stående og
liggende isolasjonen, vil redusere faren
for skadelig oppfukting av kantbjelken
vesentlig. Det viktigste er at dampsperren
dekker det meste av tverrsnittsarealet.
Den må ikke være helt lufttett ved kantene. En alternativ dampsperre i form av
en damptett plate, for eksempel en tynn
plate av ekstrudert polyetylen (XPS) eller
polyetylenskum (sitteunderlag), vil også
motvirke at vanndamp tilføres kantbjelken
ved diffusjon og konveksjon.
God lufttetthet er helt avhengig av
tette skjøter og overganger. Innvendig
påforing bør derfor deles slik at krymp i
treverket ikke ødelegger klemvirkningen
mer enn nødvendig. Du kan lese mer om
dette lenger ned.
Prosjektering av passivhus
59
LAVENERGIPROGRAMMET
Luftgjennomgangstall
Beregnet lekkasjetall, n50, m³/m³h50Pa
Luftgjennomgangstallet til vindsperre
og damsperre bør ikke være høyere enn
0,010 m³ / m²hPa ifølge beregnet, teoretisk lekkasjetall, n50. Lekkasjetallet (y‐
aksen) er beregnet for ulike antall etasjer
(x‐aksen) og midlere luftgjennomgangstall
for tak, vegger og gulv, som vist i figuren.
Beregningen tar hensyn til normal utetthet
for gode vinduer.
Figuren viser at for å klare kravet til
lekkasjetall n50 < 0,6 (rød horisontal strek)
allerede i vindsperrefasen, det vil si med
bare vindsperresjiktet, må luftgjennomgangstallet til vindsperren, inklusive
normal skjøteandel, ikke være høyere
enn 0,01 m³ / m²hPa (kurven med svart,
fet strek).
Med et godt utført utvendig tettesjikt i
tak og vegger kan du allerede tidlig i byggeprosessen sikre huset god lufttetthet. Du
kan kontrollmåle lufttettheten til vindsperresjiktet rett etter montering. Hvis det er
nødvendig å forbedre tettheten, kan du
gjøre det enkelt ettersom vindsperresjiktet
da er tilgjengelig fra begge sider. Lufttettheten til ferdig bygning er det som teller, men
det mye vanskeligere å forbedre tettheten
hvis du oppdager at lekkasjetallet er for
høyt først etter at huset er ferdig.
Luftgjennomgangstallet for et vindsperresjikt bestemmes på grunnlag av to
laboratoriemålinger, en for materialet og en
for et prøvefelt med riktige skjøteløsninger.
I praksis avgjør skjøtene vindsperresjiktets
lufttetthet.
3,0
Luftgj.g.tall
m³/m²hPa
2,5
0,050
0,040
2,0
0,030
1,5
0,020
0,010
1,0
0,005
0,5
0,0
0,001
0
1
2
3
4
5
Antall etasjer i bygningen
Bygningens lengde: 10 m, bredde: 8 m, vindusareal: 20 % av BRA
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Beregnet lekkasjetall som funksjon av antall etasjer for ulike luftgjennomgangstall i tettesjiktene
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 573.121
Materialer til luft‐ og
damptetting
60
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Vindsperrer
Vindsperrer bør ha så lav dampmotstand
(Sd-verdi) som mulig fordi dette gir raskest
uttørking av byggfukt. Vindsperrer kan med
TG nr. Produktnavn
2002
Hunton Vindtett / Hunton Bitroc
2043
Tyvek Soft Vindsperre og Isola Stag
2018
2043
2043
2245
2245
Ranit Forhudning
Tyvek UV Facade Vindsperre og Isola Stag
Tyvek Soft Vindsperre og Isola Lufteprofil System
Hunton Luftespalte Plan
Hunton Luftespalte Standard
Luftgjennomgangstall
og dampmotstand for
produkter med teknisk
godkjenning
fordel ha kondensopptaksevne i tillegg. Da
kan de lagre noe fukt før den slippes ut.
Luftgj.g.tall Luftgj.g.tall
Dampmateriale
konstruksjon motstand
m³/m²hPa
m³/m²hPa
Sd-verdi, m
0,008
0,014
0,2
0,001
0,015
0,2
0,001
0,003
0,043
0,002
0,002
0,0005
0,0005
Tabellen viser produkter med Teknisk
Godkjenning og deres egenskaper i forhold
til lufttetthet og uttørkingsevne. Lengden på
de horisontale, fargede søylene indikerer
hvor høy verdien er. Korte søyler viser lav
og gunstig verdi. Ca. 2/3 av produktene
med Teknisk Godkjenning har luftgjennomgangstall konstruksjon 0,01 m³/m²hPa
eller lavere, og disse er godt egnet for bruk
i passivhus.
Litt over halvparten av produktene har
Sd-verdi under 0,05 m. Det tilsvarer diffusjonsmotstanden til 5 cm stillestående
luftlag, hvilket er svært lavt og gir veggen
god uttørkingsevne. Øvre grense for å få
Teknisk Godkjenning er satt til 0,5 m,
men dette kan gi ca. 10 ganger lengre
uttørkingstid for eventuell kondens på
0,003
0,030
0,013
0,013
0,023
0,023
0,35
0,45
Kondensopptaksevne
kg/m²
0,3
0,4
0,3
varm side av vindsperren som kan oppstå i
byggeperioden.
Det er bedre med ett godt montert og
lufttett vindsperresjikt enn to dårlige, utette
sjikt. Hvis du ikke oppnår god nok lufttetthet, for eksempel med bare plater som gir
mange skjøter, kan du legge på en vindsperre på rull i tillegg. Hvis du legger den
utenpå, vil den også kunne beskytte plater
og plateskjøter innenfor mot regn, spesielt i
byggefasen.
Forutsetningen er at du bruker et regntett rullprodukt; både selve materialet og
skjøtene må være regntett. Samlet dampmotstand (Sd-verdi) for plate og rullprodukt
må være så lav som mulig og under
aktuelle krav.
Prosjektering av passivhus
Luftgjennomgangen bestemmes på
grunnlag av to laboratoriemålinger, en for
materialet og en for et prøvefelt med riktige
skjøteløsninger. Luftgjennomgangstallet
beregnes ved å dele målt luftgjennomgang
ved 50 Pa trykkforskjell på 50.
Luftgjennomgangstallet for materialet ekskludert skjøter er oppgitt i tredje
kolonne i tabellen. Luftgjennomgangstall
konstruksjon i fjerne kolonne gjelder for et
vindsperresjikt med normal skjøtandel, som
avhenger av bredde og lengde på produktet. I praksis avgjør skjøtene vindsperresjiktets lufttetthet.
Lavest mulig dampmotstand, Sd, er
spesielt viktig for tak i byggeperioden.
Desto lavere Sd-verdien er, jo raskere
tørker byggfukten ut. Det reduserer faren
for oppsamling av rim på undersiden av
undertaket og påfølgende smelting ved
varierende temperaturforhold vinterstid.
For å redusere faren for kondens og
drypping i byggeperioden er kravene
til dampåpenhet skjerpet, og knyttet til
kondensopptaksevnen i kravene for å få
Teknisk Godkjenning.
• Hvis produktet har en kondensopptaksevne på 0,4 kg/m² eller mer, kan Sd
‐verdien være opp til 0,5 m.
• Hvis produktet har en kondensopptaksevne under 0,4 kg/m², må Sd‐verdien
være 0,1 m eller lavere.
TG nr. Produktnavn
2058
Icopal Brettex undertak
2134
Isola – Tyvek PRO Super diffusjonsåpent
undertak
2134
2134
2190
2239
2239
2307
2318
2355
2375
2375
2401
2401
2401
20016
61
LAVENERGIPROGRAMMET
Isola – Tyvek PRO diffusjonsåpent undertak
Luftgj.g.tall Luftgj.g.tall
Dampmateriale
konstruksjon motstand
m³/m²hPa
m³/m²hPa
Sd-verdi, m
0,001
0,016
0,13
Kondensopptaksevne
kg/m²
0,6
0,002
0,002
0,014
Isola – Tyvek PRO Xtra diffusjonsåpent undertak
0,002
0,002
0,03
0,4
Huntonit Sutett Plan
0,0005
0,019
0,35
0,4
Hunton undertak / Hunton Sarket
Huntonit Sutett Standard
Nortett Venti-Tak diffusjonsåpent undertak
Icopal Ventex Supra diffusjonsåpent undertak
Sarnafil TU 111 dampåpent undertak
Daltex FNS 125 vindsperre og dampåpent
undertak
0,002
0,010
0,0005
0,004
0,003
0,003
0,010
0,002
0,026
0,019
0,004
0,002
0,003
0,010
0,014
0,320
0,45
0,017
0,025
0,025
0,010
0,010
0,030
Divorol Top kombinert undertak og vindsperre
Divorol Top RU kombinert undertak og
vindsperre
0,003
0,003
0,008
0,03
Divorol Universal kombinert undertak og
vindsperre
0,003
0,009
0,04
0,002
0,002
0,03
0,005
0,002
0,14
Vempro R+ kombinert undertak og vindsperre
20048 Wütop Trio D-Plus
20049 Wütop Quadro
20057 Mataki Halotex RS10 dampåpent undertak
Dampåpne undertak med Teknisk Godkjenning
0,005
0,001
0,002
0,001
0,3
0,25
Daltex FNS 92 vindsperre og dampåpent
undertak
0,008
1,3
0,3
0,03
0,13
0,14
0,2
62
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Omleggsskjøter
Ved klemming må du passe på følgende:
• Klem alltid mot fast underlag med lekter
eller plater.
• Klemlekter bør være 11–36 mm for å gi
god klem, og de bør spikres eller helst
skrus med avstand på maks 150 mm.
Disse prinsippene gjelder for øvrig også
for byggetekniske detaljer og løsninger i
forhold til prosjektering og bygging for å
oppnå lekkasjekravene over tid for bygninger utført i henhold til teknisk forskrift.
(TEK10).
• Spesiell, ikke-herdende fugemasse i
omleggsskjøten vil gi ekstra god lufttetning. Dette er spesielt aktuelt ved
utfôringer hvor klemlekten er tykkere
enn de anbefalte maks 36 mm.
• Panelbord gir ikke god nok klemming.
• Pyntelister, for eksempel rundt vindusfôringer, gir vanligvis for dårlig klem på
grunn av stor spikeravstand.
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Dampsperre med omlegg
Trepanel
Dampsperre
med omlegg
Platekledning
Klemlekt
Dampsperre med omlegg
Panel
Omleggsskjøter må klemmes mellom plane materialer. Bruk klemlekter eller plater som kan spikres tett nok.
Inntrukket dampsperre
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 523.002
Yttervegger over terreng.
Egenskaper og konstruksjonsprinsipper. Krav og
anbefalinger
Ved inntrukket dampsperre må du dele
påfôringen i to for å oppnå tette omleggsskjøter. Innvendig trevirke tørker mye og
kan komme ned i et fuktinnhold på ca. fem
vektprosent om vinteren. Da krymper trevirket slik at det kan bli en glippe på 1 til 2 mm
mellom stenderen og en 48 mm påfôring
som er festet med 4" spiker.
Ved å bruke en tynnere klemlekt og
en kortere spiker kan du redusere denne
krympen slik at skjøten blir tettere. Klemlekten må du feste med spiker eller skruer
som ikke er lengre enn nødvendig, om lag
det dobbelte av lektetykkelsen. Med en
18 mm tykk klemlekt og en 30 mm påfôring
blir klemvirkningen mer varig også når treet
har tørket.
Skruing er den beste måten å feste
klemlekten på. Med treskrue med glatt
stamme gjennom klemlekten kan du få
en forspenning som gjør at klemlekten får
varig klem også etter noe krymping. Du
kan også redusere krympen ved å bruke
klemlekter eller påfôringer som er tørket
godt og ferdig krympet før bruk.
Prosjektering av passivhus
63
LAVENERGIPROGRAMMET
Tetting med spesialtape
Tape hefter vanligvis dårlig til plastfolier
og bør bare brukes sammen med klemming eller som nødløsning ved reparasjon
av hull og sår i dampsperren. Skjøter og
avslutninger i vindsperresjiktet kan tettes
med spesialtape. Da må du bare bruke
tape som har dokumentert varig heft til alle
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
aktuelle materialer.
Per juni 2012 hadde noen få taper
Teknisk Godkjenning, men flere er
underveis. Oversikten oppdateres jevnlig
av SINTEF Byggforsk under Produkt‐
dokumentasjon, Godkjente og sertifiserte
produkter. Se www.sintefcertification.no
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 472.435
Passivhus i tre. Eksempler
på detaljer for varmeisolering
og tetting
64
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Tak
Kompakte tak har ikke selvuttørkingsevne, og trebaserte materialer bør derfor
brukes med varsomhet. Luftede tak er selvuttørkende og kan inneholde trebaserte
materialer, men slike tak må være dampåpne på utsiden av isolasjonen.
Tak deles i to hovedtyper: kompakte tak og
luftede tak. Kompakte tak brukes mest på
flate tak. De har damptette sjikt på både
innvendig side og utvendig side av isolasjonen og har normalt svært begrenset
uttørkingsevne. Slike tak bør bare inneholde materialer som tåler fukt. De har ikke
lufting på undersiden av taktekningen, og
snø på taket kan derfor smelte selv om
det er minusgrader ute. Kompakte tak bør
ha innvendig taknedløp fordi smeltevannet kan fryse til is i utvendige takrenner og
nedløpsrør.
Luftede tak har uttørkingsevne og kan
derfor inneholde treverk og trebaserte
materialer i isolasjonssjiktet. Fukt kan diffundere ut av taket gjennom en dampåpen
vindsperre eller et dampåpent undertak til
et luftesjikt på oversiden av vindsperren/
undertaket. Dette luftesjiktet må ventileres
ved åpninger mot det fri ved takutstikkene
og ved mønet, slik at fukten blir transportert
videre ut av taket. I godt isolerte tak, som
passivhustak, er risikoen for snøsmelting
og ising ved takutstikket svært liten og ventilasjonsbehovet er begrenset til å ventilere
bort fukt.
Godt isolerte tak trenger derfor ikke å
ventileres like mye som dårlig isolerte tak.
Nødvendig isolasjonstykkelse [m] for fire ulike
takløsninger for å klare
U-verdi på 0,13 W/m².
Småhus med godt isolerte tak, som passivhustak, kan bygges med lav takvinkel
uten at det blir fare for snøsmelting og ising.
Taktekningen og undertakets regntetthet
setter begrensningen. Som for flate tak må
taket ha så stort fall at det ikke blir stående
vanndammer på taket etter en regnskur.
Nødvendig isolasjonstykkelse for tak
Stolpediagrammet viser hvor stor isolasjonstykkelsen (x‐aksen) må være for
noen alternative takløsninger for at
U‐verdien skal klare minimumskravet i
NS 3700, 0,13 W/m²K. Verdiene gjelder for
bjelker med c/c 0,6 m i tretak, det vil si 1,7
løpemeter per 1 m². Isolasjon har varmeledningstall 0,037 W/mK (= 37 mW/mK).
Et sperretak med 48 mm tykke gjennomgående taksperrer (nederste stolpe)
må ha minst 320 mm isolasjon, mens et
kompakt tak kan klare seg med 270 mm,
en forskjell på 50 mm. W‐tak er W‐takstol
med undergurt 48 x 148 mm og horisontal isolasjon. Forskjellen på nødvendig
isolasjonstykkelse for sperretak av heltre
og I‐profiler er ikke mer enn 20 mm. Det
skyldes at stegplaten i I‐profilet har ca tre
ganger så høyt varmeledningstall som
vanlig tre.
Kompakt tak
W-tak, ug 48 x 148
I-profil, steg 8 mm
Heltre 48
0,00 0,05
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Prosjektering av passivhus
Dette diagrammet viser hvilke isolasjonstykkelser som må til for å klare
U-verdi på 0,10 W/m²K. Det er lavere enn
minimumskravet i NS 3700, men kan være
en aktuell verdi for å klare kravet til samlet
varmetapstall. Som i forrige diagram
er varmeledningstallet 0,037 W/mK og
bjelker c/c 0,6 m. Her ser vi at et sperretak med 48 mm tykke gjennomgående
taksperrer (nederste stolpe) må ha minst
420 mm isolasjon, mens et kompakt tak
kan klare seg med 360 mm.
Nødvendig isolasjonstykkelse [m] for fire ulike
takløsninger for å oppnå
U-verdi på 0,10 W/m²K.
Kompakt tak
W-tak, ug 48 x 148
I-profil, steg 8 mm
Heltre 48
0,00 0,05
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Til slutt gir vi en oversikt over nødvendige
isolasjonstykkelser for å få U-verdi på
0,1 W/m²K, nå med bedre isolasjon:
varme-ledningstall 0,033 W/mK. Som før
er bjelker c/c 0,6 m. Et sperretak med
48 mm tykke gjennomgående taksperrer
(nederst) må nå ha minst 390 mm isolasjon, mens et kompakt tak kan klare seg
med 320 mm, en forskjell på 70 mm.
Det er også kommet mineralull på
markedet som har varmeledningstall
0,035 W/mK. Med slik isolasjon vil nødvendige isolasjonstykkelser ligge omtrent
midt imellom verdiene vist her og de på
det forrige stolpediagrammet.
Kompakt tak
W-tak, ug 48 x 148
I-profil, steg 8 mm
Heltre 48
0,00 0,05
65
LAVENERGIPROGRAMMET
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
66
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Luftede tak
Takløsninger det er relativt enkelt å få
lufttette:
• sperretak med all isolasjonen i skråtaket
• tak med W-takstol og all isolasjonen i
horisontalplanet
Fullt isolert takplan
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 525.002
Takkonstruksjoner. Valg
av taktype og konstruksjonsprinsipper
Luket, uluftet kaldt loft
Som nevnt tidligere, er det enklest å
oppnå god lufttetthet når sperresjiktene
kan føres mest mulig kontinuerlig, med
færrest mulig skjøter, prang og overganger. Spesielt den innvendige dampsperren er vanskelig og arbeidskrevende å få
kontinuerlig tett i kompliserte tak.
Utvendig undertak/vindsperrer kan en
få kontinuerlig for de fleste takformer ved
å føre det dampåpne undertaket kontinu-
Takløsninger det er vanskelig å få lufttette:
• tak med A-takstol og oppholdsrom på
loftet
• tak sammensatt av mange takflater
Loft med loftsromstakstoler og åpne,
luftede loftsrom
erlig forbi takkanten, enten ved bruk av
løse takutstikk eller ved å føre undertaket
rundt takutstikket (se avsnitt lengre ned).
Erfaring blant andre Mesterhus har
gjort, viser at det er mulig å klare lekkasjetallkravet på 0,6 m³/m³h ved 50 Pa
trykkforskjell også med A‐takstol og ark.
God og samvittighetsfull håndverksmessig
utførelse er spesielt viktig for kompliserte
tak.
Prosjektering av passivhus
67
LAVENERGIPROGRAMMET
Sperretak
Dampsperren trekkes kontinuerlig på
undersiden av taket fra møne til raft og
uten tverrskjøter. Dette er en stor fordel
framfor A‐takstoler, som gjør det mye
vanskeligere å oppnå god, kontinuerlig
tetting av dampsperren. Eventuelle knevegger settes opp etter at dampsperren
er montert.
Skjøter må ha omlegg som klemmes
sammenhengende mot undersiden av
sperrene. Dersom omleggene klemmes
med himlingsplater, må platene spikres
langs sperrene med spikeravstand maks
150 mm. Å klemme skjøter med trepanel
eller plater med skjult spikring i fals er
ikke tilfredsstillende.
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Opplektet taktekning
Lekt
Høye sløyfer
Kombinert
undertak og
vindsperre
Kombinert
undertak og
vindsperre
Himling
Klemlekt
Dampsperre
Mineralull, ev. med papir
Mineralull
Dampåpne undertak
Dampsperre
klemmes
mellom to
lekter og
skjøyes
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
God lufttetthet kan oppnås med dampåpne undertak. Løsningen til høyre viser
tak med W‐takstol med lukket, kaldt loft
og damp-åpent undertak. Fordelen med
lukkede, kalde loft sammenlignet med
gjennomluftet kaldt loft, er at de er sikre
mot inndrev av regn og snø. Dessuten kan
undertaket bidra til å gi taket og huset god
lufttetthet. De er også sikrere mot brannspredning, forutsatt at de har en dampåpen taktro med 10 min brannmotstand
under undertaksbelegget.
For å oppnå god lufttetthet må du montere det dampåpne undertaket kontinuerlig
rundt takkantene og avslutte undertaket
med lufttett, klemt omleggsskjøt til vindsperren i veggene.
Kombinert
undertak og
vindsperre
Dampsperre
remse over
mønebjelke
Kombinert
undertak og
vindsperre
Påfôret trebjelke
Spikerplater
I-bjelke
Sammensatt
bjelketverrsnitt
Dampsperre
Et alternativ til å føre undertaket rundt
takutstikket, som vist her, er å bruke løse
takutstikk. Da går takstolen/sperrene bare
ut til ytterkant av veggisolasjon. Raftekassen ordnes med løse, prefabrikerte takutstikk som monteres etter at undertaket er
montert.
Kalde loftsrom egner seg ikke som
oppbevaringsplass. Inspeksjonsluker
må være utført på tilsvarende måte som
vindusdører/vinduer, med tettelister og fire
lukkepunkter, to hengsler og ekspanolett
lukking, slik at de blir så lufttette som
mulig. Innmonteringen og tettingen mellom karm og dampsperre må utføres med
stor nøyaktighet.
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 525.102
Isolerte skrå tretak med
kombinert undertak og
vindsperre
Kaldt, uluftet loftsrom
Taklekter
Dampåpent undertak
Takstol
Vindsperre
Undertak legges
rundt takutstikket
og klemmes mot
toppsvill
En god løsning er å
føre undertaket rundt
takutstikket og inn
på veggen, hvor det
avsluttes mot vindsperren med en klemt
omleggsskjøt.
68
Kapittel 3
REFERANSE
Ventilasjonsanlegg på varm side
Byggforskserien
Byggdetaljer 552.303
Balansert ventilasjon i
småhus
SINTEF Byggforsk fraråder sterkt å montere ventilasjonsanlegg og kanaler på kald
side av varmeisolasjonen. Det gir risiko
for kondens i kanaler og anlegg og større
varmetap og kaldere tilluft enn hvis anlegget monteres innvendig, på varm side av
isolasjonen. I boliger med relativt små luftmengder og lav lufthastighet i kanalene,
kan luften bli avkjølt flere grader før den
kommer ned i oppholdsrommene vinterstid, selv om kanalene er godt isolert.
W-takstol med plass til
kanaler mellom undergurt
og himling er en god løsning for kaldt tak.
–
Byggeteknikk
Med den viste W‐takstolen monterer
du dampsperren helt opp til undergurten,
også i midtfeltet, slik at ventilasjonskanalene kan monteres helt på den varme
siden av isolasjonen og dampsperren.
Ventilasjonsanlegget, vifter og varmegjenvinner må også monteres på innsiden av
isolasjonen for å oppnå minimum varmetap, god fuktsikkerhet og liten risiko for
riming i gjenvinneren på spesielt kalde
dager.
Prosjektering av passivhus
69
LAVENERGIPROGRAMMET
Kompakte tak og uttørking
Kompakte tak har damptette sjikt på både
innvendig side og utvendig side av isolasjonen og har normalt svært begrenset
uttørkingsevne. Slike tak bør derfor bare
inneholde materialer som tåler fukt. I tak
med kontinuerlig isolasjon på utsiden av
dampsperren kan du montere inntil 1/3 av
isolasjonen på varm side av dampsperren
uten at det fører til fuktproblemer i normalt
ventilerte rom. Det kan være aktuelt for
løsningene til høyre på figuren.
Dampsperresjiktet må du montere med
lufttette skjøter. Bruk et sveisbart takbelegg. PE‐folie (byggfolie) klemt med løse
omlegg mellom isolasjonslag ansees ikke
som sikker nok lufttetting. Unntaket er
hvis du monterer en seigplastisk spesialfugemasse med dokumentert varig heft til
dampsperren i omlegget. Tape som har
dokumentert varig heft til dampsperren,
kan også brukes for å gi omleggsskjøter
ekstra tetthet.
Vi fraråder å legge isolasjon mellom
dampsperren og bærekonstruksjon av
betong. Dette kan gi kondens på undersiden av dampsperren og oppfukting av
isolasjonen i byggeperioden og fram til
betongen er tørket godt ut nedover.
Kompakte tak bør ha innvendig taknedløp fordi smeltevannet kan fryse til is
i utvendige takrenner og nedløpsrør. Ved
sluk for taknedløp må isolasjonstykkelsen
være noe lavere enn på takflaten for øvrig,
slik at smeltevann ikke kan fryse og tette
sluket. Merk også at du må bruke ubrennbar isolasjon ved gjennomføringer.
Byggforskserien
Byggdetaljer 525.207
Kompakte tak
Ev. migreringssperre
Ev. migreringssperre
Isolasjon (ubrennbar)
Isolasjon
Dampsperre
Dampsperre
30-50 mm trykkfast isolasjon
(ubrennbar)
Bærekonstruksjon
Bærekonstruksjon
600 mm
Taktekning
600 mm
ca. 500 mm
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Taktekning
Taktekning
20–50 mm
REFERANSE
Taktekning
Ev. migreringssperre
Isolasjon (brennbar)
Min. 30 mm isolasjon (ubrennbar)
Dampsperre (takbelegg)
Trepanel
Bærende dekke
Dampsperre
Lokalt nedsenket
sluk i renne
Brennbar isolasjon
utskiftet med ubrennbar
rundt sluk
Takås
Hovedbærer
Kompakte tak
70
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Kompakt varmt tak
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 544.204
Taktekking med asfalt,
takbelegg og takfolie.
Detaljløsninger.
Kompakt varmt tak er den vanligste løsningen i yrkesbygg. Med bare fuktbestandige materialer under tekningen kan de
bygges uten luftespalte, og ingen varme
ventileres bort. Snø på taket gir ekstra
varmemotstand og bidrar til å redusere
varmetapet.
Ved å bruke mest mulig dampåpne
materialer ved takkanten kan vi oppnå
en viss uttørkingsevne via takkantene.
Da må dampsperren ikke stikke unødvendig langt opp, og eventuell innvendig
plate i parapeten bør være mest mulig
dampåpen.
Flate tak bør alltid utføres med parapet. På tak med eksponert taktekning bør
parapeten ha høyde minst 200–300 mm
over ferdig isolert og tekket overflate, og
ha fall på ca. 1:5 innover på toppen. På
tak med fall på 1:40 og 8 m fra sluk eller
renne til parapet, gir det 400 mm isolasjonstykkelse ved parapet. Overkanten
av parapeten må da ligge 600–700 mm
Fall 1:
5
Min.
200–300 mm
600 mm
Taktekning
Ubrennbar isolasjon
min. 30 mm
Ubrennbar
isolasjon
Randdrager
Kompakt varmt tak
Bæresystem
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Brennbar
isolasjon
Stålplater
Dampsperre
over overkanten av dekket. Før taktekningen opp på og over parapeten med
klemt, lufttett avslutning.
Parapetbeslag bør ha stangfalsskjøter,
som vist på figuren til venstre. De kan
utføres med varig god vanntetthet, og de
tillater bevegelser i metallbeslagene på
grunn av temperaturvariasjoner uten at
beslagene ødelegges i innfestningene.
Enkle omleggsskjøter blir ikke varig
vanntette, selv om du legger fugemasse
i omleggene. Hvis du likevel bruker enkle
omleggsskjøter, må du ikke låse dem
sammen med gjennomgående festemidler. Taktekningen må føres over hele
oversiden av parapeten slik at lekkasjevann som kommer gjennom beslagsskjøtene, ledes ned uten å komme inn
i parapeten. Fest parapetbeslaget med
festebeslag du skrur inn på sidene av
parapeten, for å unngå at det blir hull i
tekningen oppe på parapeten.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Yttervegger over terreng
Yttervegger i passivhus kan bygges forholdsvis enkelt, etter samme robuste
prinsipper som vanlige bindingsverksvegger.
Flere alternative veggløsninger kan brukes
i passivhus, som du vil se i neste avsnitt.
Men det er også fullt mulig å bygge passivhusvegger med samme oppbygging
som vanlige bindingsverksvegger. Forskjellen er at passivhus krever mer isolasjon.
Bindingsverksvegger er en robust veggkonstruksjon på grunn av enkel lufttetting og
kjente løsninger etter robuste prinsipper:
• totrinns tetting mot regn med drenert og
luftet utvendig kledning
• vindsperre med lavest mulig dampmotstand (Sd-verdi)
• gjennomgående bindingsverk og mellomliggende isolasjon
• dampsperre
• innvendig påfôring med plass til el-rør
og isolasjon
Andre varianter, som delt bindingsverk og
utenpåliggende isolasjon, gir litt tynnere
vegg, men noen ekstra utfordringer for
lufttetting. Strengere krav til lufttetthet og U‐
verdier gjør at nøyaktig og god håndverksmessig utførelse blir enda viktigere enn før
– for alle konstruksjonsvarianter.
71
72
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Nødvendig isolasjonstykkelse for å oppnå 0,15 W/m²K
Ut. iso. 48 x (148 + 48)
Dobbel 48 x (98 + 98)
ISO 3
I-profil, steg 6,7 mm
I-profil, steg 8 mm
Heltre 36
Nødvendig isolasjonstykkelse for ulike veggtyper for å
oppfylle minimumskravet for
U-verdi i NS 3700: 0,15 W/m²K
Heltre 48
0,00 0,05
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Minimumskravet til U-verdien for yttervegger i passivhus er 0,15 W/m²K. Stolpediagrammet viser hvor stor isolasjonstykkelsen (x‐aksen) må være for noen aktuelle
veggløsninger for at de skal oppfylle dette
kravet. Isolasjonen har varmeledningstall
0,037 W/mK (37 mW/mK), mens c/c 0,6 m.
En vegg med 36 mm tykt gjennomgående bindingsverk (nederst) må ha ca.
300 mm isolasjon, mens en vegg med til
sammen 198 mm bindingsverk og et kontinuerlig isolasjonslag, i tillegg til isolasjon
mellom stenderne, kan vær ca. 20 mm
tynnere. Det samme gjelder vegger av
I‐profiler.
For vegger med U‐verdi 0,15 W/m²K
er altså tykkelsesreduksjonen vi oppnår
med dobbeltvegg, utvendig kontinuerlig
isolasjon eller I‐profiler, liten sammenlignet
med 36 mm gjennomgående bindingsverk.
Sammenlignet med 48 mm bindingsverk er
forskjellen ca. 50 mm.
Forskjellen i nødvendig isolasjonstykkelse mellom bindingsverk av 36 mm heltre
og I‐profiler er ikke mer enn 10–20 mm.
Det skyldes at stegplaten i I‐profilene har
ca. tre ganger så høyt varmeledningstall
som vanlig tre.
Disse beregningene forutsetter en bindingsverksandel på 3,5 løpemeter per m²
veggflate. Det er 1 m/m² mer enn minimum
og kan brukes som veiledende middelverdi
for småhusvegger med 20 % vindusareal i
forhold til gulvarealet.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
73
Nødvendig isolasjonstykkelse for å oppnå 0,12 W/m2K
Ut. iso. 48 x (148 + 48)
Dobbel 48 x (98 + 98)
ISO 3
I-profil, steg 6,7 mm
I-profil, steg 8 mm
Heltre 36
Heltre 48
0,00 0,05
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Lavere U-verdi enn minimumskravet kan
være nødvendig for å komme under tillatte
grenser for energibehov. Dette diagrammet viser hvor mye isolasjon som må til
for å oppnå U-verdi på 0,12 W/m² for ulike
alternative veggløsninger. Isolasjonen har
varmeledningstall 0,037 W/mK som i forrige diagram, og c/c er 0,6 m.
En vegg med 36 mm tykt gjennomgående bindingsverk (nest nederst) må ha
ca. 370 mm isolasjon, mens en vegg med
til sammen 198 mm bindingsverk og et
kontinuerlig isolasjonslag, i tillegg til isolasjon mellom stenderne, kan være ca.
40 mm tynnere. Vegger av I‐profiler må
være ca. 350 mm.
For vegger med U‐verdi 0,12 W/m²K
oppnår vi altså tykkelsesreduksjonen på
mellom 20 og 40 mm med dobbeltvegg,
utvendig kontinuerlig isolasjon eller I‐profiler, sammenlignet med 36 mm gjennomgående bindingsverk. Sammenlignet med
48 mm bindingsverk er forskjellen mellom
ca. 50 og 70 mm.
Som tidligere er det liten forskjell i
nødvendig isolasjonstykkelse mellom
bindingsverk av 36 mm heltre og I‐profiler
(ca. 10 mm) fordi stegplaten i I‐profilene
har ca. tre ganger så høyt varmeledningstall som vanlig tre.
Nødvendig isolasjonstykkelse
for ulike veggtyper for å oppnå
U-verdi på 0,12 W/m²K når isolasjonens varmeledningstall er
0,037 W/mK
74
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Isolasjonstykkelse for å oppnå 0,12 W/m²K med bedre isolasjon
Ut. iso. 48 x (148 + 48)
Dobbel 48 x (98 + 98)
ISO 3
I-profil, steg 6,7 mm
I-profil, steg 8 mm
Heltre 36
Nødvendig isolasjonstykkelse
for ulike veggtyper for å oppnå
U-verdi på 0,12 W/m²K med
bedre isolasjon, det vil si varmeledningstall på 0,033 W/mK
Heltre 48
0,00 0,05
0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
Forutsetningene for beregningene i dette
diagrammet er de samme som de to forrige, men isolasjonen er bedre: varmeledningstall 0,033 W/mK.
Diagrammet viser at veggtykkelsen da
kan reduseres med mellom 20 og 30 mm
for å oppnå U-verdi på 0,12 W/m²K. Tykkelsesredusjonen tilsvarer mellom 7 og 9 %.
En vegg med 36 mm tykt gjennomgående bindingsverk (nest nederst) må ha ca.
350 mm isolasjon, mens en vegg med til
sammen 198 mm bindingsverk og et kontinuerlig isolasjonslag, i tillegg til isolasjon
mellom stenderne, kan være ca. 30 mm
tynnere. Vegger av I‐profiler må være ca.
330 mm.
For vegger med U‐verdi 0,12 W/m²K
oppnår vi altså mellom 20 og 30 mm tykkelsesreduksjon med dobbeltvegg og utvendig kontinuerlig isolasjon, sammenlignet
med 36 mm gjennomgående bindingsverk.
Sammenlignet med 48 mm bindingsverk
oppnår vi ca. 60 mm tykkelsesreduksjon.
Forskjellen i nødvendig isolasjonstykkelse mellom bindingsverk av 36 mm heltre
og I‐profiler er fortsatt liten, som før fordi
stegplaten i I‐profilene har ca. tre ganger så
høyt varmeledningstall som vanlig tre.
Prosjektering av passivhus
75
LAVENERGIPROGRAMMET
Gjennomgående bindingsverk
Utvendig kledning
gående, tett bindingsverk hindrer at luft
kan strømme sideveis i veggen. Da vil
en utetthet i ett tettesjikt ikke gi gjennomgående luftlekkasje så lenge det andre
tettesjiktet er tett i det samme fakket.
Isolasjon
Dampsperre
Sponplate, 12 mm eller
gipsplate, 13 mm
Ventilert hulrom
Vindsperreduk
Asfalt vindtett, 12 mm
VERTIKALSNITT
PUR-skum
Trevirke
Trevirke
HORISONTALSNITT
200/220/250/300 mm
Polyuretanskum
Trevirke
95,5
109
95,5
300
SNITT A–A
I-bjelke
n x 45 mm
h = 225–405 mm
Sammensatt
bjelketverrsnitt
b = 48 mm
For å få luftlekkasje gjennom veggen må det være hull i både
vindsperresjiktet og dampsperresjiktet i samme felt.
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
En av de største utfordringene ved å
bygge passivhus er å oppnå lavt nok
lekkasjetall. Gjennomgående bindingsverk gir lukkede hulrom og enklest og
sikrest lufttetting. Vegger med gjennom-
76
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Delte bindingsverk
Delt bindingsverk gir litt lavere U-verdi,
men også åpne hulrom som kan gi uheldig
luftstrømning sideveis. I en dobbeltvegg kan
luft strømme sideveis mellom stenderne. En
utetthet ett sted i vindsperresjiktet kan derfor
gi gjennomgående luftlekkasjer gjennom
utettheter hvor som helst i dampsperren. I
dobbeltvegger er det derfor ekstra viktig med
best mulig lufttetthet i begge tettesjiktene,
utvendig vindsperre og innvendig dampsperre. Vegghjørnene bør være tette for å
hindre at luft strømmer fra en vegg til neste
vegg.
Normalt ønsker vi å bruke inntrukket
dampsperre for å unngå perforering av dampsperren ved skjult elektrisk anlegg. Det betyr
normalt at vi må bygge innenfra og utover for
å få tilstrekkelig klem på dampsperren. Vi må
da være ekstra påpasselig under byggeprosessen for å holde dampsperren skadefri inntil
denne er beskyttet. Et sikrere og mer robust
alternativ vil være å fôre ut med 3–5 cm på
innsiden av innerste bindingsverksvegg. Hulrommet kan fylles med vanlig isolasjon, eller
vi kan bruke en reflekterende dampsperre
som tidligere omtalt.
Luftet kledning
Vindsperre
Mineralull
Et hull i vindsperren ett
sted kan gi luftlekkasjer
gjennom et hull hvor som
helst i dampsperren for delt
bindingsverk.
Sammenhengende isolasjon ev.
med papir mellom
Inntrukket dampsperre
Innvendig kledning
200 mm
100 mm
100 mm
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Delvis isolasjon utenfra: bygg under tak
Vegger som isoleres delvis utenfra, bør
du bygge under tak, skjermet mot nedbør.
Hvis platen er våt når du monterer isolasjonen, er den ekstra utsatt for soppvekst. Det
skyldes ekstra sen uttørking på grunn av
liten varmetilførsel når det er isolasjon på
begge sider.
Et kontinuerlig isolasjonssjikt utvendig
for bindingsverket kan gi en fuktteknisk
fordel når bygget er kommet i normal drift
og byggfukten er tørket ut. Det skyldes at
bindingsverket blir varmere og litt tørrere
på grunn av den utvendige isolasjonen.
Hvis du ikke monterer et utvendig vindsperresjikt, blir imidlertid veggen mer sårbar for
utettheter i sjiktene innenfor og for inntrengning av kald uteluft, anblåsing, i det ytterste
isolasjonssjiktet som omtalt tidligere. Hvordan du kan begrense anblåsing, er allerede
beskrevet i kapittel 3.2.
Sammenhengende isolasjon med nødvendig trykkfasthet
Bygningsplate med nødvendig dampåpenhet
Luftet kledning
Vindsperresjikt
Mineralull
Denne veggen bør også ha
utvendig vindsperre som
kan beskytte isolasjonen og
bidra til lavt lekkasjetall.
Dampsperre
Innvendig kledning
200 mm
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
200 mm
50 mm
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Inntrukket dampsperre eller ikke?
Inntrukket dampsperre vil normalt gjøre det
enklere å oppnå god tetthet, siden vi da
reduserer antall gjennomføringer i dampsperren. Vi unngår de fleste hulltakinger fra
elektriker fordi bare gjennomføringer som
skal til utepunkter må tas gjennom dampsperren. Øvrige punkter som stikkontakter
og lysbrytere vil ikke perforere dampsperren fordi de legges innenfor den. Det
samme gjelder alle trekkerør.
Med inntrukket dampsperre kan vi
dessuten legge dampsperren på umiddelbart etter isolasjon. Dette reduserer faren
for kondens ved eventuell oppvarming av
rommet, enten via en eller annen form
for kunstig oppvarming eller på grunn av
solinnstråling. Inntrukket dampsperre med-
fører for øvrig en ekstra byggeoperasjon og
fordyrer dermed oppføring av vegger. Dette
er grunnen til at mange velger ikke å ha
inntrukket dampsperre.
Hvis du ikke velger inntrukket dampsperre, er det svært viktig å tette omhyggelig rundt alle gjennomføringer, inklusiv alle
stikkontakter. Det er også viktig å ha færrest
mulig stikkontakter på yttervegg, så langt
dette er mulig.
Vi gjør oppmerksom på at SINTEF Byggforsk på det sterkeste anbefaler å bruke
inntrukket dampsperre i himling, siden det
er et stort overtrykk oppunder og dermed
stor fare for fuktgjennomgang hvis dampsperren er utett.
Inntrukket dampsperre versus ikke inntrukket
Inntrukket dampsperre
• Man unngår perforering ved stikkontakter, og dermed er det lettere å få dampsperren tett.
• Kan monteres mye tidligere fordi man ikke må vente på elektriker, og da kan også
oppvarmingen av bygget starte mye tidligere.
• Betyr en ekstra byggeoperasjon, og fordyrer veggen.
Ikke inntrukket dampsperre
• Mange perforeringer ved stikkontakter. God tetting rundt el-bokser er viktig.
• Dampsperre kan ikke monteres før elektriker er ferdig, og derfor må oppvarming
vente.
• En operasjon mindre enn inntrukket, og dermed blir veggen rimeligere. Samtidig
krever denne løsningen mer tettearbeid.
77
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Yttervegger under terreng
SINTEF Byggforsk vil endre anbefalingene for yttervegger under terreng for å
øke fuktsikkerheten.
Etter flere års erfaringer med tidligere
anbefalte løsninger og nyere forskning
på yttervegger under terreng, vil SINTEF
Byggforsk endre anbefalingene i anvisning
523.111 Yttervegger mot terreng. Varmeisolering og tetting, ved neste revisjon. Det blir
gjort for å øke fuktsikkerheten.
Mest mulig av isolasjonen anbefales
montert på utvendig side, i hele vegghøyden slik som tidligere. Minst 50 % og helst
mer av varmeisolasjonen må være utvendig. Kjellerveggen blir varmere og dermed
tørrere når andelen utvendig isolasjon øker.
Med minst halvparten av samlet isolasjon utvendig for betong‐/murveggen
går det normalt bra både med og uten
dampsperre.
Med normal god utførelse har betongvegger vanligvis god nok lufttetthet til å
fungere som radonsperre. Det samme
gjelder murvegger med puss på begge
sider og med tett mørtelavretting på hele
kronen (toppen av murveggen). Vegger
mot terreng som ikke er lufttette på annen
måte, må ha lufttett radonmembran med
tette overganger til radonsperren i gulvet.
Radonmembraner er damptette og vil også
fungere som dampsperrer. Med minst halvparten av isolasjonen utvendig går det bra
å montere innvendig dampsperre/radonmembran i hele vegghøyden. Forutsetningen for dette er forskriftsmessig ventilasjon
også av alle rom helt eller delvis under
terreng.
God og jevn ventilasjon i rom under
terreng er viktig både for å sikre lav luftfuktighet og for å redusere faren for høy
radonkonsentrasjon.
Nye tommelfingerregler
for isolasjon og sperresjikt for yttervegger under
terreng
• Monter minst halvparten av
isolasjonen på utsiden av
muren eller betongveggen.
• Med dampåpen utvendig
isolasjon vil betongen kunne
tørke både utover og innover,
og betongen blir stadig tørrere.
• Unngå plastplate mellom
betong og utvendig isolasjon.
Plastplaten hindrer uttørking
utover og kan gi økende
fuktinnhold i betongen.
• Med dampåpen, utvendig
isolasjon kan du montere
randonmebran/dampsperre
innvendig når det er
nødvendig for å få veggen
lufttett nok. Det gjelder
hele veggen, uavhengig av
terrenghøyden.
Fuktbestandig plate
Fall
Ev. innvendig
kledning
Remser av
grunnmurspapp
Fiberduk
Drenerende
isolasjon
Klebemasse
Fuktsperre ev.
radonsperre
Trykkfast
isolasjon
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
78
Prosjektering av passivhus
79
LAVENERGIPROGRAMMET
Gulv på grunn og markisolasjon
Isolasjonsevnen til gulv på grunn kan enkelt forbedres uten store konsekvenser
for økonomi eller byggets utseende. Derfor kan det være en fordel å isolere godt
over minstekravet.
isolere godt over minstekravet.
Nødvendig tykkelse og bredde på
markisolasjonen avhenger blant annet
av stedets frostmengde, gulvisolasjon og
grunnforhold. Dimensjonene kan bestemmes ved hjelp av tabeller i Byggforskserien
Byggdetaljer 521.112 Golv på grunnen med
ringmur. Varmeisolering, frostsikring og
beregning av varmetap.
Gulv på telefarlig grunn må ha markisolasjon for å hindre at telefronten trenger inn
under fundamentene. God detaljutforming
er viktig for å unngå kuldebroer.
Figurene viser prinsippløsninger for tilslutning
mellom yttervegg, ringmur og gulv på grunnen.
Løsningen til venstre er et ringmurselement som
sammen med yttervegg og gulv på grunnen gir
en kuldebroverdi på 0,06 (W/(mK)). Bruk av prefabrikkerte ringmurselementer krever en vel avrettet
grunn eller utstøpt såle før montering, se Byggforskserien Byggdetaljer 521.111. Gulv på grunnen
er vist med radonmembran lagt oppå påstøpen.
Sørg for å etablere effektiv lufttetning mellom toppen av sokkelen, radonmembranen og
bunnsvilla. Toppen av sokkelen er ikke alltid
tilstrekkelig jevn til å oppnå god tetting med alle
tetteprodukter. Velg et tetteprodukt som tetter
tilstrekkelig mot ujevnheter i underlaget. Når du
legger radonmembranen oppå påstøpen, må den
beskyttes godt i byggeperioden. Dampsperren på
veggen må du klemme med lekt som skrus for å
sikre god tetting.
Løsningen til høyre er ringmurselement som
sammen med yttervegg og gulv på grunnen gir
en kuldebroverdi på 0,05 (W/(mK)). Ringmurselementet har 150 mm utenpåliggende isolasjon og
puss eller pålimt sokkelplate samt telesikring med
markisolasjon utenfor ringmuren. Gulv på grunnen er vist med radonmembran under påstøpen.
Før membranen opp på toppen av ringmuren.
Alternativt kan du plassere radonmembranen
oppå påstøpen, som vist i løsningen til venstre. Denne løsning har ikke separat utvendig
vindsperre. Forutsetninger, materialer og utførelse må da være i henhold til SINTEF Teknisk
Godkjenning.
350 mm
50 mm
Dampsperre
Vindsperre
Sveiset skjøt
Parkett
Parkettunderlag
Fuktsperre og radonmembran
300 mm
Tilslutning mot yttervegg
150 mm
200 mm
50 mm
Parkett
Fuktsperre/parkettunderlag
Beskyttelsessjikt
Radonmembran
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
For trehus vil gulv på grunnen være den
vanligste løsningen. Plate på mark med
betongstøp og underliggende fuktsperre/
radonmembran og isolasjon på drenert
byggegrunn er en vanlig løsning. I passivhus må isolasjonstykkelsen normalt være
minst 250 mm for småhus og vil ofte ligge
mellom 250 og 350 mm.
Gulv på grunnen er et typisk eksempel
på en bygningsdel hvor det er enkelt å forbedre isolasjonsevnen uten at det får store
konsekvenser for økonomi og byggets
utseende. Det kan derfor være en fordel å
80
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Radonsikring
Radon i nye bygninger skyldes hovedsakelig at radonholdig luft strømmer inn
fra grunnen gjennom utettheter i gulv og
vegger mot terreng. Ved å sørge for god
lufttetthet (lavt lekkasjetall) sikrer vi også at
radonholdig gass ikke trenger inn i bygget.
Radonsperre, luftsperre og fuktsperre
bør være samme sjikt. Du bør bruke
gulvløsninger som gjør det enkelt å legge
membranen, med færrest mulig bretter og
vanskelige detaljer.
Skjøtes med sveis
eller klebebånd
Radonmembran
Svillemembran
Lett, flytende
gulv
Ev. plastfolie
Markisolasjon
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 520.706
Sikring mot radon ved
nybygging
Ringmur
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Enhver punktering av membranen kan
gi betydelig inntrenging av radonholdig
jordluft. Det er derfor svært viktig å tette
godt i alle gjennomføringer og ved tilslutninger. Tetting av enkeltgjennomføringer
oppnår du enklest ved å bruke mansjetter
dokumentert med den aktuelle membranen. Der flere rør og kabler er samlet i én
gjennomføring, kan du tette med flytende,
elastisk fugemasse som har god vedheft
mot membranen, som vist på bildet.
Prosjektering av passivhus
81
LAVENERGIPROGRAMMET
Vinduer
U-verdien til et vindu avhenger av både karmramme og rute.
U-rute 0,63 – 0,52
U-vindu 0,77 – 0,65
De oppgitte U‐verdiene er målt på vinduer med utvendige mål 1,2 m x 1,2 m.
U-verdien til et vindu varierer med størrelsen, men for vinduer med isolerte
karmer og rammeprofiler er variasjonen
liten. U‐verdikravet til vinduer gjelder
gjennomsnittsverdien for hele dør‐ og
vindusarealet i en bygning.
De to vinduene til venstre er målt
med to forskjellige isolerruter, og tallene
viser at U‐verdien til ruten betyr mye
for U‐verdien til hele vinduet. Beregnede
verdier kan avvike noe fra målte verdier, spesielt når det er brukt forenklede
beregningsmetoder. Når isolerrutens
U-verdi er beregnet etter den nyeste og
mest nøyaktige standarden, ISO 15099,
er det vanligvis god overensstemmelse
mellom målt og beregnet verdi. Måling
i hot‐box er referansemetoden for å
bestemme U‐verdi. Normalt må vinduene
U-rute 0,62 – 0,66
U-vindu 0,80 – 0,84
både ha isolert karm/ramme og trelags
ruter. Firelags ruter reduserer U-verdien
ytterligere.
U-verdi til vindusruten
Isolerruten har stor betydning for U‐verdien til et vindu, som vist over. Et passivhusvindu må ha tre eller fire lag glass,
slik at det blir to eller tre isolerende
hulrom. Hulrommene er det som isolerer. For at de skal isolere best mulig, må
det være minst ett varmereflekterende
belegg i hvert hulrom, og hulrommene
må være fylt med gass.
Det finnes i dag reflekterende belegg
med emisjonstall ned mot 0,013. Disse
beleggene reduserer også den synlige
delen av lyset og gir derfor litt mindre
dagslys og mindre solinnfall enn mer
moderate belegg med emisjonstall rundt
0,03.
U-verdien til en vindusrute, senter U-verdien bestemmes av:
• antall glass
• hulromstykkelsen
• gasstype og fyllingsgrad
• emisjonstallet til varmereflekterende belegg
U-rute 0,63
U-vindu0,86
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
U-verdi og utetemperatur
Kurvene viser hvordan U‐verdien for midtdelen av en vindusrute, senter U‐verdien, øker
når utetemperaturen synker. Innetemperaturen er holdt konstant på +20 °C. Rutene har
to lavemisjonsbelegg med emisjonstall
ε = 0,03 og to hulrom med gasskonsentrasjon 90 %. Beregningene er utført i
henhold til ISO 15099, som er den nyeste
internasjonale standarden og som gir mest
riktige U‐verdier.
U‐verdien øker når utetemperaturen
16+16 Luft
12+12 Krypton
Senter U-verdi, W/m²K
82
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
synker fordi varmeoverføringen ved konveksjon i hulrommene øker med økende
temperaturforskjell over hulrommene.
Verdien ved 0 °C utetemperatur brukes når
U‐verdien kontrolleres opp mot krav i TEK
og passivhusstandarden, og ved beregning
av energibehov.
Kurvene viser hvordan senter U‐verdien
varierer med utetemperaturen for et utvalg
trelags ruter hvor hulrommene er fylt med
henholdsvis luft, argon, krypton og xenon.
16+16 Argon
9+9 Xenon
–40 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5
0
5
10 15 20
Utetemperatur, ℃
Beregnet U-verdi angis for 0 ℃. Ved dimensjonerende utetemperatur er U-verdien høyere.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
U-verdi for trelags vinduer
Kurvene viser hvordan senter U‐verdien
varierer med hulromstykkelsen for fire ruter
med ulike gasstyper i hulrommene. De
tre edelgassene xenon, krypton og argon
gir omtrent samme minimums U‐verdi,
ca. 0,55 W/m²K, men ved forskjellige
hulromstykkelser.
For argon, som er den billigste og vanligste gassen, er optimal hulromstykkelse ca.
16 mm per hulrom, mens den er ca. 12 mm
og 8 mm for henholdsvis krypton og xenon.
U‐verdiene avtar først ved økende hulromstykkelse og får en minimumsverdi ved en
bestemt optimal tykkelse. Deretter øker
U-verdien ved økende hulromstykkelse,
fordi konveksjonen i hulrommene øker.
Godt isolerende ruter får så lav overflatetemperatur utvendig at de kondenserer
eller rimer på utvendig side ved spesielle
værforhold. Det skjer helst ved klar nat-
Senter U-verdi, W/m²K
Xenon
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
5
tehimmel og vindstille, ved samme forhold
som når det er mest dugg i graset og rim på
bilruter utendørs. Ruter som er lite skjermet
mot himmelen, er mest utsatt. Vinduer som
monteres litt inn i vindussmyget eller er
skjermet av takutstikk, markiser eller trær og
nabohus, er mindre utsatt.
Et effektivt teknisk tiltak for å hindre
utvendig kondens er å bruke et spesielt
glass med hardbelegg på den utvendige
flaten. Dette lavemisjonsbelegget tåler å bli
eksponert for uteklima og vasking. Belegget
gjør at utvendig varmeovergangsmotstand
øker, og overflatetemperaturen utvendig på
glasset blir litt høyere slik at det ikke kondenserer så lett der. Dette belegget bidrar
også til å senke varmetapet ut gjennom
vinduet litt, spesielt i vindstille vær. Lystransmisjon og solfaktor blir litt redusert, som ved
bruk av andre belegg.
Krypton
10
Argon
15
20
Luft
25
Hulromstykkelse, mm
Senter U-verdi for trelags ruter med to lavemitterende belegg (emisjonstall ε = 0,03) og to hulrom med
90 % gasskonsentrasjon. Beregnet lystransmisjon LT = 0,65 og direkte soltransmisjon ST = 0,37.
83
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Firelags glass
Her viser kurvene hvordan senter U‐verdien varierer med hulromstykkelsen for fire
ruter med ulike gasstyper i hulrommene.
Som i forrige avsnitt gir de tre edelgassene omtrent samme minimums U‐verdi,
ca. 0,35 W/m²K, men ved forskjellige
hulromstykkelser.
For argon er optimal hulromstykkelse
her ca. 18 mm per hulrom, mens den er ca.
13 mm og 9 mm for henholdsvis krypton og
xenon.
Når en rute utsettes for solstråling, øker
temperaturen i ruten. Gassen i hulrommene
vil da utvide seg, og glassene i isolerruter
vil bule ut ettersom de har lukkede hulrom.
Utbulingen øker med samlet hulromstykkelse. Hvis den blir for stor, kan glassene
sprekke.
For å redusere risikoen for skadelig utbu-
Xenon
Senter U-verdi, W/m²K
84
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
5
ling kan du bruke en trelags isolerrute og et
enkeltglass i egen ramme utvendig i stedet
for en firelags isolerrute. Et annet alternativ
er å bruke kryptongass som klarer seg med
tynnere hulrom og reduser utbuling.
U‐verdien for ruten reduseres med ca.
33 %, mens lystransmisjonen reduseres ca.
11 % og solenergitransmisjonen reduseres
ca. 30 % ved å øke fra tre til fire glass som
i det viste eksempelet. Ved å øke rutearealet med 11 % kan en få like mye lys inn i
bygningen samtidig som varmetapet avtar
med ca. 26 % og solenergitransmisjonen
avtar med ca. 22 %. Lavere solenergitransmisjon er vanligvis ønskelig i yrkesbygg fordi
det reduserer behovet for kjøling. I boliger
er solenergitransmisjon vanligvis ønskelig
når det er oppvarmingsbehov, det vil si høst,
vinter og vår.
Krypton
10
Argon
15
20
Luft
25
Hulromstykkelse, mm
Senter U-verdi for firelags ruter med to lavemitterende belegg (emisjonstall ε = 0,03) og to hulrom med
95 % gasskonsentrasjon. Beregnet lystransmisjon LT = 0,58 og direkte soltransmisjon ST = 0,26. Med
trelags ruter kan senter U-verdien komme ned mot 0,50 W/m²K.
Prosjektering av passivhus
85
LAVENERGIPROGRAMMET
To hovedalternativer for vindusplassering
a. Vindu plassert med sporet i bunnkarmen for å vannbrettbeslaget i plan med
vindsperren. (Langt ute i veggen). Dette
gir relativt stort kuldebrotap.
a
Membran
b. Vindu plassert et stykke inn i isolasjonssjiktet i veggen, og med ekstra
fuktsikring under karm og vannbrettslag.
Dette reduserer kuldebrotapet.
b
Hvordan vinduer plasseres i fasaden,
påvirker samlet kuldebroverdi for bygget.
Kuldebroverdien for tilslutningen mellom
vinduet og veggen avhenger av hvor langt
inn i veggen vinduet plasseres. Dette må
man ta hensyn til når den totale normaliserte
kuldebroverdien for bygget beregnes.
Vinduene må i prinsippet plasseres et
stykke inn i veggen. Det krever at regntet-
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
tingen ivaretas på en bedre og annen måte
enn om vinduet plasseres langt ute i veggen, slik det normalt gjøres i dag.
Typisk kuldebroverdi for en 400 mm vegg
med vinduet plassert ute i veggen som i
øverste alternativ er 0,03 (W/(mK)), mens
kuldebroverdien for tilsvarende tilslutning
med vinduet plassert 35 mm inn i veggen er
0,02 (W/(mK)).
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer
471.017
Kuldebroer. Tabeller med
kuldebroverdier
472.435
Passivhus i tre. Eksempler
på detaljer for varmeisolering og tetting
523.701
Innsetting av vindu i vegger
av bindingsverk
86
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Optimal vindusplassering
Kuldebroverdier for overgang vegg–vindu 300 mm
veggisolasjon
0,060
0,055
0,050
Uisolert
utvendig
hulrom
Kuldebroverdi, W/mK
0,045
0,040
0,035
0,030
0,025
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
-60 -40 -20
0
20 40 60
80 100 120 140 160 180 200 220 240
Uten
utvendig
hulrom
Avstand fra vindsperre til utvendig vinduskarm, mm
Kurvene viser beregnede kuldebroverdier
(y‐aksen) som funksjon av posisjonen til
vinduet, uttrykt som avstand mellom utvendig vinduskarm og utvendig vindsperre.
Beregningene forutsetter utvendig ventilert
kledning i beregningene, men den vises ikke
på figurene. Beregningene er gjort for et litt
forenklet vindu av tre ved hjelp programmet
THERM.
Den blå kurven viser kuldebroverdier for
et delvis ventilert hulrom mellom utvendig
fôring og bindingsverket. Den grønne kurven viser verdier for utvendig fôring montert
helt inntil bindingsverket slik at det ikke blir
noe hulrom. Det gir litt lavere verdier.
Når vinduet står inne i veggen, blir det
lengre vei å gå for varmen som strømmer
rundt karmen, og kuldebroverdien blir lavere
Bildene viser vindusplassering i
Villa Stoknes. Vinduene er plassert midt i veggen, delvis fordi
dette gir minimalt varmetap og
delvis av hensyn til begrensninger i veggkonstruksjonen.
Foto: Jiri Havran
enn med om vinduet står langt ute eller langt
inne, noe som gir relativt store kuldebroverdier. Kuldebroverdien nærmer seg en
minimumsverdi når vinduet plasseres ca.
50 mm inn i veggen.
Kuldebroverdien avhenger også av dybden til karmen (og rammen) og av om den
er isolert eller ikke. Når karmdybden øker,
vil kuldebroverdien avta. En isolert karm vil
derimot få litt høyere kuldebroverdi.
Ettersom det er mange meter vindusomkrets i en bygning, utgjør kuldebrotapet
rundt vinduene en vesentlig del av tillatt
normalisert kuldebroverdi i en bygning. I
passivhus er det derfor vanskelig, nesten
umulig, å klare kravet til normalisert kuldebroverdi uten å montere vinduene litt inn i
veggen.
Foto: Harald Brekke
Prosjektering av passivhus
87
LAVENERGIPROGRAMMET
God regn- og lufttetting rundt vinduene
sjevann som kommer gjennom tapp-slissforbindelsen i karmen. Det er det mest
vanlige lekkasjepunktet i utadslående
trevinduer.
Flere løsninger, blant annet med bruk
av tape med dokumentert varig heft, er vist
i Byggforskserien og Prosjektrapport 88,
Tetteløsninger rundt vindu ‐ Regntetthet
(SINTEF Byggforsk 2012).
Vannbrettbeslag føres opp
bak vindsperra
Klemlekt
Minst 50 mm oppbrett mot smyget
Vindsperreremse
Bærekloss
Klemlekt
TOPP
Lekt som skrus
for klemming
SIDE
Lekt som skrus
for klemming
Helkledende, vanntett
membran som monteres
før bæreklossene
Skråskåret losholt
(fall 1:5)
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Når vi velger å plassere vinduet litt inn i
veggen, må vi montere en helklebende,
vanntett membran under vinduet og ca. 50
millimeter opp langs sidene i vindussmyget. Slik unngår vi at eventuelt regnvann
som kommer inn på sidene eller under
vinduet, ikke kommer videre ned i veggen,
men ledes ut igjen.
En membran vil også ta vare på lekka-
Lekt som skrus
for klemming
Helklebende vanntett membran
REFERANSE
Åpning for lufting
via sidefelt
BUNN
Byggforskserien
Byggdetaljer 523.701
Innsetting av vindu i vegger
av bindingsverk
88
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Lufttetting rundt vinduer
Selv om polyuretanskum kan være et
alternativt tettematerial rundt trevinduer,
bør bruken av det begrenses av miljøhensyn. Andre tettematerialer anbefales.
Polyuretanskum er spesielt egnet når
overflaten i smyget er ujevn, og når fugebredden varierer.
Elastisk fugemasse lagt mot bunnfyllingslist er velegnet som tetning i
monteringsfugen.
Ekspanderende fugebånd leveres i
komprimert form og ekspanderer i fugen
etter montering. Fugebånd kan leveres med damptett overflatebehandling.
Båndet kan dermed sørge for lufttetting
utvendig, og isolasjon av monteringsfugen og damptetting på innsiden. Monter
fugebåndene før vinduet settes inn. Den
største utfordringen med ekspanderende
fugebånd er å få hjørnene tette.
Ved bruk av tape og vindsperrestrimler
med klebefelter beregnet for tetting rundt
vindu: Kleb på én eller begge sider for å
gi sikrere tetting, avhengig av om vinduet
står langt inn i eller lenger ut i veggen.
Skal løsningen gi varig tetting, må du
bruke tape med dokumentert varig heft
mot de materialene det klebes mot.
Strimler av vindsperreduk klemmes
med trelekter mot vinduskarmens sider.
De er spesielt egnet der det er brede
fuger eller fuger med svært varierende
bredde.
Flere vindusprodusenter leverer
varianter avvindsperrestrimler‐på‐rullløsninger, eller systemløsninger, tilpasset
sine vinduskarmer. Løsningen er i første
rekke benyttet på trevinduer.
Damptett tape
Damptett tape
Tetting av
slissene
med tape
Polyuretanskum
Fugemasse og
bunnfyllingslist
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Fugemasse og
bunnfyllingslist
Ekspanderende fugebånd
Bestandig tape
Vindsperreremse (systemløsning
tilpasset vinduet)
Lufttetting rundt vinduer kan utføres med ulike metoder, og alle gir gode resultater. Forutsetningen er
håndverksmessig god utførelse.
Prosjektering av passivhus
89
LAVENERGIPROGRAMMET
Kuldebroer
Kuldebro er en del av klimaskjermen der varmemotstanden endres betydelig.
• Forskjell i materialtykkelsen, for eksempel der en vegg endrer tykkelse.
• Forskjell mellom størrelsen (arealet)
på innvendige og utvendige overflater
(geometrisk kuldebro). Dette oppstår
i skjæringspunkter mellom konstruksjonsdeler, som ved hjørner og der vegg
møter gulv eller tak.
En kuldebrobryter er et sjikt av varmeisolerende materiale som er lagt inn i en
konstruksjon for å redusere virkningen av
kuldebroen.
Selv om det ikke alltid er et skarpt skille,
kan man dele kuldebroer i to typer:
• Kuldebroer som har liten innvirkning
på totalt varmetap for en bygning, men
stor innvirkning på lokale temperaturer.
En betongsøyle som trenger igjennom
isolasjonslaget er et eksempel på dette.
• Kuldebroer som har liten innvirkning på
overflatetemperaturen, men stor innvirkning på normalisert kuldebroverdi for
en bygning. Kuldebroer man får rundt
vinduer, er et eksempel på dette.
Kuldebrobryter, varmeisolasjon
En kuldebro er egentlig en varmebro siden varme ledes ut gjennom broen.
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
En eller flere av følgende forhold kan endre
varmemotstanden:
• Klimaskjermen gjennomtrenges helt
eller delvis av materialer med en annen
varmekonduktivitet. Et eksempel er der
et etasjeskille eller en innvendig skillevegg møter en yttervegg, som vist i
figuren.
90
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Beregning av kuldebroverdi
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
Totalt varmetap = varmetap gjennom veggen + varmetap fra
kuldebroer (lineære og/eller tredimensjonale)
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer 471.016
Kuldebroer. Metoder for å
bestemme kuldebroverdi
Kuldebrotapet er den økningen i transmisjonstap gjennom konstruksjonen kuldebroen forårsaker, i forhold til en konstruksjon uten kuldebro. Kuldebroverdien er
kuldebrotapet (W) dividert med lengden
på kuldebroen og temperaturforskjellen
mellom inne og ute (W/mK).
Det totale varmetapet er illustrert i
figuren ovenfor. Det består av varmetapet gjennom veggen pluss varmetapet
fra kuldebroen (lineær kuldebro eller
tredimensjonal kuldebro). U0 er veggens U‐verdi, A er veggens areal, Ψ er
lineær kuldebroverdi, l er lengden på den
lineære kuldebroen, X er kuldebroverdi
for tredimensjonal kuldebro.
Lineære kuldebroer: Kuldebroverdi,
Ψ, er her brukt i henhold til definisjonen
i NS‐EN ISO 10211, som lineær varmegjennomgangskoeffisient. Verdien angir
varmetapet per lengdeenhet av kuldebroen og per grad temperaturforskjell og
angis i W/(mK).
Tredimensjonale kuldebroer: Kuldebroverdi Ψ brukes for å benevne varmetapet
fra kuldebroer som er tredimensjonale
(punktkuldebroer). Dette kan for eksempel være betongsøyler som benyttes for
arkader, eller en skorstein som trenger
igjennom et isolasjonssjikt. Verdien angis
da i W/K.
Kuldebroverdier beregnes ved hjelp av
et program for todimensjonal varmestrøm
som for eksempel THERM og HEAT 2.
Prosjektering av passivhus
91
LAVENERGIPROGRAMMET
Overgang yttervegg og tak
Når både samlet isolasjonstykkelse (t) i
veggen og kuldebroisolasjonen (tk) øker
ved at veggtykkelsen øker utover, vil
varmetapet gjennom veggen og gjennom kuldebroen avta, og dermed vil
kuldebroverdien avta.
Når samlet isolasjonstykkelse i veggen øker ved at veggtykkelsen øker
innover mot romsiden, går også varmetapet ned både gjennom veggen og kuldebroen, men kuldebroverdien, slik den
er definert, vil derimot gå opp. Det kan
forklares med at kuldebroen, i dette tilfellet betongdekket, stikker relativt lengre
ut i veggen når kuldebroisolasjonen er
fast (tk) og veggtykkelsen øker innover
mot romsiden.
Når du skal vurdere alternative
løsninger i forhold til varmetap, er det
derfor viktig å sammenligne samlet
varmetap, og ikke bare sammenligne
kuldebroverdiene.
Kuldebroverdier for overgang mellom yttervegg og tak
Tegl
Kuldebrobryter, murplate
av mineralull
Kuldebroverdi [W/mK]
Varmeisolasjon
200 eller
250 mm
300 eller 400 mm
t
Betong
mm
198
248
248
298
tk
mm
50
50
100
100
200 mm
betong
Takisolasjonstykkelse
300 mm
0,12
0,13
0,09
0,10
250 mm
betong
400 mm
0,12
0,13
0,09
010
Takisolasjonstykkelse
300 mm
0,14
0,14
0,11
0,11
400 mm
0,14
0,14
0,10
0,11
Tresvill
50 mm
t
Kuldebrobryter, 50 mm
mineralull
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer
471.015
Kuldebroer. Konsekvenser og dokumentasjon av
energibruk
471.017
Kuldebroer. Tabeller med
kuldebroverdier
92
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Overgang yttervegg og etasjeskiller av betong
Som tabellen viser, er det betydelig forskjell i kuldebroverdien for en kuldebrobryter på 50 og en på 150 mm. På samme
måte som for overgang mellom yttervegg
og tak er det viktig å sammenligne samlet
varmetap, og ikke bare sammenligne
kuldebroverdiene.
Kuldebroverdier for overgang mellom yttervegg og etasjeskiller av betong.
t
tk
t
Varmeisolasjon
200 eller 250 mm
Betong
Kuldebrobryter, varmeisolasjon
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
tk
Dekketykkelsen
50
0,07
mm
mm
148
50
98
Tresvill
198
198
148 + 98
148 + 98
148 + 148
148 + 148
148 + 148
Kuldebroverdi [W/mK]
50
100
50
100
50
100
150
200 mm
250 mm
0,11
0,12
0,13
0,05
0,15
0,08
0,16
0,08
0,04
0,08
0,15
0,06
0,16
0,09
0,18
0,09
0,05
Prosjektering av passivhus
Beregninger av kuldebroverdier er relativt
omfattende, og det kreves både kompetanse og beregningsverktøy for å kunne
utføre slike beregninger. Ferdigberegnede
kuldebroverdier for en del aktuelle tilslutninger finnes derfor i en egen anvisning i
Byggforskserien:
• tilslutning mot yttervegg og etasjeskiller
• tilslutning mot yttervegg og kompakt tak
• tilslutning mot yttervegg, grunnmur og
etasjeskiller
93
LAVENERGIPROGRAMMET
Disse verdiene er ikke basert på isolasjonstykkelser beregnet for passivhus.
SINTEF Byggforsk arbeider derfor
med en utvidet versjon av kuldebroatlaset som vil inkludere flere typiske
passivhuskonstruksjoner.
I tillegg finnes enkelte løsninger med
beregnede kuldebroverdier i Byggforskserien Utviklingen av kuldebroatlaset er støttet av Enova.
LES MER:
bks.byggforsk.no
• tilslutning mot yttervegg av bindingsverk
i tre, ringmur og betonggulv
• tilslutning mellom grunnmur mot terreng
og betongblokk
• tilslutning mot innervegg og yttervegg
• hjørner
• vinduer
REFERANSE
Byggforskserien
Byggdetaljer
472.051
Kuldebroverdier for tilslutninger mellom bygningsdeler.
471.015
Kuldebroer. Konsekvenser og dokumentasjon av
energibruk.
471.016
Kuldebroer. Metoder for
å bestemme kuldebroverdier.
94
Kapittel 3
–
Byggeteknikk
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Hvorfor bør du plassere vinduer i passivhus litt inn i veggen?
2. Hva er forskjellen på gjennomblåsing og anblåsing – og hvordan
hindrer du slike luftlekkasjer?
3. Hva bør luftgjennomgangstallet til vindsperre og dampsperre være
hvis du skal klare kravet til lekkasjetall?
4. Omtrent hvor mye øker U-verdien til en vegg når andel bindingsverk
øker med 1 m/m²?
5. Hvilke tettedetaljer må du tegne ut i detalj før bygging?
6. Hvor bør du plassere ventilasjonsanlegg og kanaler?
7. Hvilke takløsninger er det relativt enkelt å få lufttette?
8. Hva er fordelene med inntrukket dampsperre?
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
95
96
Kapittel 4
–
Innemiljø
Innemiljø
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Marienlyst skole, Drammen Foto Hilde Kari Nylund
Erfaringer fra passivhusprosjekter i andre land viser at inneklimaet i
passivhus ikke er dårligere enn i konvensjonelle hus. En av de viktigste faktorene for godt inneklima er tilstrekkelig solskjerming, en annen
å gjøre det mulig å fjerne varmeoverskuddet. Å sørge for tilstrekkelig
varmelagring er den tredje viktige faktoren for godt inneklima. Passivhus kan bygges minst like fuktsikkert som andre hus hvis man tar riktige
forholdsregler – noe som er like relevant for bygg som følger dagens
teknisk forskrift. Riktig ventilasjon er en forutsetning for godt inneklima i
passivhus og reduserer i tillegg fare for fuktrelaterte problemer.
Erfaringer med innemiljø i passivhus
Ifølge internasjonale undersøkelser er det lite som tyder på at inneklimaet i passivhus er dårligere enn i konvensjonelle hus.
Ulike spørsmål knyttet til inneklima har ofte
vært tatt opp i diskusjoner om passivhus.
I Norge har vi foreløpig få dokumenterte
resultater av inneklimaparametere som
temperaturer, fukt og luftkvalitet.
SINTEF Byggforsk har laget en rap-
port om inneklima i energieffektive boliger,
hovedsakelig passivhus, på oppdrag fra
Enova. Denne rapporten går gjennom forskningslitteratur om inneklima i passivhus,
først og fremst fra Østerrike, Tyskland og
Sverige.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Hovedpunkter i inneklimarapporten:
• Lite tyder på at inneklima i passivhus er dårligere enn i konvensjonelle hus.
• Når det bygningstekniske er riktig utført, har
passivhus klare fordeler sammenlignet med
konvensjonelle hus, også for inneklima.
• Mulige negative innvirkninger passivhuskonseptet kan ha på inneklimaet, ser ut til å skyldes mangler ved prosjektering, bygging og drift.
• Passivhus må ha balansert ventilasjon for å
kunne opprettholde bra luftkvalitet og termisk
komfort om vinteren.
Forfattere: Judith Thomsen og Magnar Berge (NTNU og
Høgskolen i Bergen)
Positive faktorer
Erfaringen fra disse landene viser at passivhuskonseptet kan påvirke inneklimaet
positivt:
• Det øker termisk komfort om vinteren fordi
innvendige overflater er varmere, og det
senker risiko for kondens og muggvekst.
• Jevnt og kontinuerlig luftskifte øker uttynning av forurensninger og lukter.
• Filtrering senker støv‐ og pollenbelastning.
• Reduserte luftlekkasjer i grunnen, kontinuerlig luftskifte og lavere undertrykk gjør
at risikoen for høye radonkonsentrasjoner
synker.
• Konseptet senker risiko for fuktskader i
konstruksjonen som oppstår når vanndamp trenger gjennom luftlekkasjer.
• Lavere relativ luftfuktighet gir dårligere
vekstbetingelser for husstøvmidd.
• Mindre behov for vinduslufting senker
støybelastning utenfra.
Risikable områder
Rapporten trekker også fram noen områder hvor mangler i prosjektering, bygging
og drift kan påvirke inneklimaet negativt:
• Økte konstruksjonstykkelser er mer sårbare for manglende uttørking av byggfukt, noe som øker risiko for fuktskader.
• Støy fra ventilasjonsanlegg.
• Feil eller dårlig vedlikeholdt ventilasjonsanlegg og vannansamlinger i anlegget
kan gi mikrobiologisk vekst.
• Manglende solskjerming kan gi overoppheting om sommeren.
Høyere forventninger
Forventningene til komfort i passivhus er
høyere enn til komfort i konvensjonelle boliger, og mange beboere synes også at de
faktisk opplever høy komfort i passivhus.
Målinger av inneklima viser at overoppheting oppstår noen få timer om sommeren. Likevel er beboerne opptatt av
overoppheting. Det vil alltid være en andel
misfornøyde beboere selv om temperaturen statistisk sett er definert som optimal.
Beboernes aktiviteter har stor innflytelse
på innetemperaturen. Beboerne kan også
påvirke sommerkomfort gjennom å lufte
og bruke solavskjerming (eller installere
det). Beboerne bør få bedre informasjon
om individuelle påvirkningsmuligheter.
Designkriterier som vindusstørrelse og vindusorientering (for eksempel mot vest og
øst uten solavskjerming) viste seg å være
den viktigste faktoren for overoppvarming.
Noen beboere opplever luften periodevis som for tørr i oppvarmingsperioden.
Dette gjelder ikke spesielt for passivhus,
men i alle bygg med høyt luftskifte. I noen
hus føler beboerne seg forstyrret av lyden
fra ventilasjonsanlegget, andre studier
rapporterte ikke problemer. Dette er ikke
undersøkt med målinger.
Det er en tydelig sammenheng mellom tilfredshet og teknologiformidling
og kommunikasjon med for eksempel
driftspersonell.
97
98
Kapittel 4
–
Innemiljø
For varme passivhus i Vejle
De såkalte Komforthusene i Vejle i Danmark er 10 passivhus oppført etter den
tyske passivhusstandarden i 2008, med
ulik arkitektur. Åtte av husene ble fulgt opp
i perioden 2008–2011, blant annet ved å
måle termisk klima.
Felles for nesten alle husene er at de
ikke klarer å overholde danske krav på
henholdsvis maks 100 timer over 26 °C
og maks 25 timer over 27 °C. Bare to av
husene tilfredsstilte disse kravene. Innetemperaturene i ett av de ti husene ble målt, og
den holdt i gjennomsnitt 27 °C i august.
Det er spesielt to grunner til at temperaturen blir så høy:
• Huset mangler tilstrekkelige utluftingsmuligheter.
• Det er dårlig solkontroll – ingen av husene har tilstrekkelig solavskjerming.
LES MER:
www.komforthusene.dk
Solavskjermingen var primært planlagt med
bygningstekniske tiltak som takutspring,
men det var ikke tilstrekkelig. Da holder det
ikke med bare tunge konstruksjoner som
var ment å jevne ut temperaturene.
Alle husene er behørig fulgt opp med
målinger, og det finnes målerapporter for
hvert enkelt hus i tillegg til en samlerapport
som oppsummerer erfaringene fra prosjektet. For mer informasjon,
se www.komforthusene.dk.
God solkontroll i Oxtorget
I 2005–2006 ble Oxtorget ikke langt fra
Göteborg oppført med 40 energieffektive
leiligheter. Målet var lavt energibehov, bruk
av fornybar energi i tillegg til at leilighetene
skulle ha behagelig inneklima, deriblant
gode temperaturforhold. Dette har man
oppnådd med typiske passivhuskonstruksjoner, samt solfangere på taket i kombinasjon med fjernvarme. De 1,2 m takutspringene skal beskytte mot sola
i 2. etasje,
mens balkonger i 2. etasje skjermer for
sola i 1. etasje.
Prosjektet er fulgt opp gjennom hele
byggeprosessen og etter at de var ferdige.
Etter at boligene ble tatt i bruk, har både
energibruk og termisk komfort blitt målt.
(Kilde: Ulla Jansson. Passive houses in
Sweden – From design to evaluation of
four demonstration projects.
Phd. thesis, Lund University, 2010)
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Simulert innetemperatur
For å avgjøre hva som betyr mest for innetemperatur i boliger om sommeren, har
SINTEF Byggforsk simulert innetemperatur for ulike varianter av modellhuset som
er grunnlaget for energikravene i teknisk forskrift.
Dette modellhuset er en toetasjes enebolig på 160 m², med vindusarealer fordelt
som vist på figuren. Det vil si tre ganger
så mye vindusareal mot sør som mot
hver av de andre himmelretningene.
Totalt har modellbygget 20 % vindusareal
i forhold til gulvareal. Beregningene sammenligner passivhus, TEK10‐hus og et
typisk syttitallshus, og bruker Oslo-klima.
Beregningsprogrammet SIMIEN ble
brukt til å gjennomføre simuleringene
av innetemperatur, og beregningene
er gjort for ulike kombinasjoner av
solavskjerming, ventilasjonsrater og
varmekapasitet.
Simuleringene gir interessante resultater som viser forskjeller og likheter
mellom ulike kombinasjoner av tiltak.
Vindusfordeling i modellhuset er som følger:
•
•
•
•
15 m² mot sør
5 m² mot nord
6 m² mot øst
5 m² mot vest
S
Komponent
Passivhus
TEK10-hus
70-tallshus
U-verdi yttertak
0,08 W/m²K
0,13 W/m²K
0,28 W/m²K
U-verdi yttervegg
U-verdi gulv
U-verdi vindu/dør
Lekkasjetall
Normalisert
kuldebroverdi
Normalisert
varmekapasitet
Virkningsgrad
gjenvinner
Beregnet
oppvarmingsbehov
Varmetapstall
0,10 W/m²K
0,08 W/m²K
0,70 W/m²K
0,60 W/m²K
0,18 W/m²K
0,15 W/m²K
1,2 W/m²K
2,5 W/m²K
0,28 W/m²K
0,30 W/m²K
2,7 W/m²K
5,0 W/m²K
0,03 W/m²K
0,03 W/m²K
0,06 W/m²K
17 W/m²K
(meget lett)
17 W/m²K
(meget lett)
17 W/m²K
(meget lett)
85 %
70 %
0%
19,6 W/m²K
60,1 W/m²K
154,5 W/m²K
0,45 W/m²K
0,88 W/m²K
1,6 W/m²K
99
100
Kapittel 4
–
Innemiljø
Lett bygg uten solskjerm og uten vinduslufting
45
40
35
30
℃
25
Passivhus
20
TEK10-hus
15
70-tallshus
10
Utetemperatur
5
0
1 2 3 4
5
6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hvis modellbygget ikke har solavskjerming, ikke noe vinduslufting og et lett bygg, blir det
varmest i passivhuset. Men alle tre byggtypene får problemer med overoppheting, som
kurvene viser.
Lett bygg uten solskjerm, men med vinduslufting
35
30
25
℃
20
Passivhus
15
TEK10-hus
70-tallshus
10
Utetemperatur
5
0
1 2 3 4
5
6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Her har modellbygget vinduslufting, men ingen solavskjerming, og bygget er lett. Beregningene antar en naturlig omsetning på fire luftskifter per time, noe som skal representere effektiv lufting gjennom vinduer og dører.
Beregningsresultater viser at da passivhuset har bedre resultat (lavere innetemperatur) enn både TEK10-huset og 70‐tallshuset. Men like fullt har alle alternativene for høye
innetemperaturer til at termisk komfort kan kalles akseptabel.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Lett bygg med solskjerm og vinduslufting
30
25
20
℃
Passivhus
15
TEK10-hus
10
70-tallshus
Utetemperatur
5
0
1 2 3 4
5
6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Denne versjonen av modellbygget har både
vinduslufting og solavskjerming, og bygget
er fortsatt lett. Også her antar beregningene
en naturlig omsetning på fire luftskifter per
time, noe som skal representere effektiv
lufting gjennom vinduer og dører.
Beregningene antar også at solskjermingen skjer med utvendige persienner på
sør-, øst- og vestfasade uten noen form for
automatisk styring, men antar at persien-
nene er nede på denne varme dagen.
Her ser vi at utvendig solskjerming har
stor effekt. Den har redusert innetemperaturen med 4–5 grader i forhold til forrige
eksempel, hvor modellbygget bare hadde
vinduslufting. Solskjermingen er såpass
dominerende at både passivhuset, TEK10
og 70‐tallshuset er nesten like. Innetemperaturen er nå omtrent det samme som
utetemperaturen, men noe "forsinket".
Mellomtungt bygg med solskjerm og vinduslufting
30
25
20
℃
Passivhus
15
TEK10-hus
10
70-tallshus
Utetemperatur
5
0
1 2 3 4
5
6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Når termisk masse i modellbygget øker fra
meget lett til et mellomtungt bygg, reduseres innetemperaturen ytterligere, når dette
kombineres med vinduslufting og utvendig
solskjerming. Med alle tre tiltakene ser vi
at modellbygget får fullt akseptabel innetemperatur selv på en dag med 26–27 °C
ute.
I beregningene for denne varianten
av modellhuset er termisk masse økt
fra 17 til 65 Wh/m²K. Dette betyr at det i
tillegg til plate på mark i første etasje og
en tung eller halvtung etasjeskiller er lagt
inn ytterligere termisk masse i form av
betongskillevegg forblendet med granitt
som i eksempelet i figuren.
101
102
Kapittel 4
–
Innemiljø
Eksempler på solskjerming
Bellonabygget Foto: Futurebuilt / Espen Gees
Østensjøveien 102 Foto: Henning Larsen architects
Prosjektering av passivhus
103
LAVENERGIPROGRAMMET
Veileder for å unngå overtemperaturer
Tre viktige steg må til for å hindre for høye temperaturer i passivhus:
1. Forhindre varmetilførsel til rom
Unngå store ansamlinger av
glassarealer.
Bruk utvendig solskjerming.
Legg til rette for å utnytte dagslys.
Bruk energieffektivt utstyr.
2. Planlegg for å fjerne
varmeoverskudd
Legg til rette for vinduslufting.
Bruk passiv kjøling med
nattventilasjon.
Bruk mekanisk ventilering aktivt.
3. Sørg for tilstrekkelig varmelagring
Bruk eksponert termisk masse.
Bruk termisk masse med god varmeledning inne i elementet og god
varmeovergang til overflaten.
Erichsen og Horgen har på oppdrag
fra Lavenergiprogrammet utarbeidet en
veileder for hvordan vi kan unngå for høye
innetemperaturer i passivhus.
For å forhindre varmetilførsel til rom bør
vi sørge for å fordele glassarealer jevnt.
Det kan senke risikoen for overtemperaturer og påvirke dagslysforholdene i bygget
positivt. Utvendig solskjerming er også
viktig; dette er den mest effektive måten
å redusere soltilskuddet på. Dynamisk
solskjerming fungerer bedre enn statisk
solskjerming, både i forhold til totalt energibehov og det å unngå overtemperaturer.
Realistiske kontrollstrategier for dynamisk
solskjerming er viktig. Dessuten er det
viktig å utnytte dagslyset i størst mulig
grad og begrense bruk av kunstig belysning. Automatiske styringssystemer som
Foto: Nina Tveter/NTNU Info
reagerer på dagslysets luminans, er en
god løsning. For å redusere varmetilskudd
og dermed senke risiko for overtemperaturer, bør vi også informere brukerne om
at det er viktig at de bruker energieffektivt
elektrisk utstyr og lys.
Å fjerne varmeoverskudd ved å kombinere termisk masse og nattventilasjon
krever at du planlegger dette slik at det
er tilstrekkelig ventilasjonskapasitet til å
fjerne varmen som er lagret i massen, om
natten. For å få tilfredsstillende kjøleeffekt
bør luftskiftet være opp mot 2–8 luftskifter
per time.
Unngå å dekke til termisk masse med
tepper eller akustiske plater. I tillegg er det
en fordel med en viss grad av jevnt fordelt,
eksponert termisk masse i bygget, for
eksempel betong eller tegl.
LES MER:
www.lavenergiprogrammet.no
(Rapporter)
Kapittel 4
–
Innemiljø
Fuktsikring i passivhus
Passivhus kan bygges med minst like god fuktsikring som andre hus.
Et annet sentralt område hvor det er viktig
å ha god kontroll når vi prosjekterer passivhus, er fuktsikring. Vi må sørge for god
fuktsikkerhet både under bygging og etter
at bygget er tatt i bruk.
For byggeprosessen betyr dette i grove
trekk å lagre materiale fornuftig, gode detaljer, godt håndverk og fornuftig omtanke/
kunnskap om fuktproblemer og målemetoder både hos utførende og prosjekterende.
God fuktsikring i form av gode detaljer
er omtalt i modulen om Byggeteknikk.
Godt håndverk og forståelse for hva vi må
ta hensyn til under byggeprosessen, er
omtalt i kapittelet Byggeprosessen. I dette
kapittelet om inneklima ser vi på forhold
som har betydning for å fuktsikre kanskje
det mest utsatte området i et bygg, nemlig
taket.
Mye av dette temaet er for øvrig like
relevant for bygninger som bygges etter
kravene i teknisk forskrift.
Luftlekkasjer og fukt
Åpning i
vindsperre
Kondens
Dampsperre
Klemlist
Varm inneluft
Nedfôring
Himling
Bord
Åpning i
dampsperre
Dampsperre
Fuktig inneluft avkjøles på veien ut og
avgir kondens til det kalde undertaket.
Luftlekkasjer er den vanligste årsaken til
oppfukting og muggvekst i tak. Luftlekkasjer gjennom utettheter i dampsperren i
himlingen kan gi store fuktutfordringer ved
at fuktig inneluft avkjøles på veien ut, med
påfølgende fare for kondens på det kalde
undertaket.
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
104
God lufttetthet hindrer luftlekkasjer og
fuktskader.
Vi må derfor sørge for god lufttetthet
i dampsperre for å hindre luftlekkasjer
og fuktskader. I tillegg er det viktig å ha
undertak med lav dampmotstand. Da legger vi til rette for mest mulig gjennomgang
av byggfukt gjennom undertaket, men
også av begrensede mengder fukt som
tilføres i bruksfasen.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
105
Uttørking og omfordeling av fukt
25
Ute
Fuktinnhold sperre (vekt – %)
20
Inne
15
10
Nedre del – 250
Øvre del – 250
5
Nedre del – 350
Øvre del – 350
0
01.10 15.12 28.02 14.05 28.07 11.10 25.12 10.03 24.05 07.08
Uttørking og omfordeling av byggfukt i et tak
Kurvene viser beregnet fuktinnhold over to
år i øvre og nedre del av en taksperre i en
isolert takkonstruksjon med dampsperre
på undersiden og kombinert undertak og
vindsperre på oversiden.
Resultatene viser at fuktighet i taksperrene omfordeles. Om vinteren tørker
nedre deler ut, mens øvre deler fuktes
opp. Tykkelsen på isolasjonen og høyden
på sperrene (250 eller 350 mm) har rela-
tivt lite å si for fuktnivået. Det mest kritiske
området er altså mot den kalde siden av
taket.
Beregningene er gjennomført for et
innlandsklima på Østlandet. De tar ikke
hensyn til luftlekkasjer eller naturlig konveksjon i isolasjonen. Beregningene er
gjennomført med programmet WUFI 2D‐3
(www.wufi.no), i regi av forskningsprogrammet ROBUST 2011.
Termisk oppdrift og luftlekkasjer
Utettheter og trykkforskjeller på grunn av
termisk oppdrift gir luftlekkasjer. Trykkfordelingen vil forandres når det blåser en
del, men også ventilasjonsanlegget kan
påvirke trykkfordelingen. I bygg med bare
mekanisk avtrekk vil avtrekket flytte nøytralsonen opp og dermed senke overtrykket oppe i bygget. Balansert ventilasjon
(mekanisk tilluft og mekanisk fraluft) vil
ikke påvirke trykkfordelingen i bygget.
Også fordeling av uttettheter i bygget
påvirker trykkfordelingen. Nøytralsonen
vil ligge høyere hvis bygget er mest utett
oppe ved taket, og lengre nede hvis det er
mest utett helt nede ved gulvet. Lekkasjene gjennom utettheter blir størst oppe
ved taket og nede ved gulvet ettersom
trykkforskjellen er størst der.
Eventuelle hull i dampsperren over
nøytralsonen vil derfor påvirke fuktsik-
kerheten mer i negativ retning enn om
tilsvarende hull er under nøytralsonen.
Derfor er det spesielt viktig at vi har stor
fokus på tetting av dampsperre i himlingen for å unngå at fuktig luft kommer ut i
konstruksjonen.
Innvendig overtrykk oppe
gir luftlekkasjer ut gjennom
utettheter i tak og vegger
og oppfukting (rødt areal).
Innvendig undertrykk nede
gir luftlekkasjer inn gjennom
utettheter i gulv og vegger
og uttørking (blått areal).
For nøytralsonen i midten
er trykket det samme ute
og inne.
106
Kapittel 4
–
Innemiljø
Faren for muggvekst
Faren for muggvekst avhenger blant annet
av temperatur og relativ luftfuktighet,
%‐RF, og kan beregnes. Figuren viser en
forenklet framstilling av hvordan muggveksthastigheten varierer med temperaturen og den relative luftfuktigheten, RF,
ved en materialflate. Den er basert på en
tilsvarende figur i Geving og Thues bok
Fukt i bygninger (SINTEF Byggforsk 2002).
Muggveksthastigheten (y‐aksen) er gjort
relativ der verdien 1,0 er maksimal veksthastighet og verdien 0 betyr ingen vekst.
Med utgangspunkt i diagrammet og kjent
RF og temperatur ved en materialflate
kan vi beregne et muggvekstpotensial for
en utsatt materialoverflate, for eksempel
vindsperren eller undertaket.
Et muggvekstpotensial på 1 maksdøgn
tilsvarer en relativ veksthastighet på 1,0 i
ett døgn, det vil si maksimale vekstforhold
i ett døgn. Hvis den relative veksthastigheten er 0,5 i ett døgn, gir det et muggvekstpotensial på 0,5 maksdøgn. Ved å gjøre
tilsvarende beregninger for alle døgn i et
helt år og summere opp, får vi antall maksdøgn per år.
Dette er en forenklet beregningsmetode
for å undersøke hvordan aktuelle parametere påvirker risikoen for muggvekst, og
hvordan risikoen kan reduseres ved riktige
Relativ muggveksthastighet (rmv) som
funksjon av temperatur
og relativ fuktighet.
Muggvekstpotensial:
Σ(rmv · Δt)
materialvalg, god arbeidsutførelse og fornuftig bruk av huset. Nedenfor følger noen
viktige resultater.
Se også nærmere beskrivelse i Prosjektrapport 396 Tak med kalde loft. Byggforsk
2005.
Dette påvirker risiko for muggvekst
Risikoen for muggvekst på undertak påvirkes av disse faktorene:
• bygningens lekkasjetall, n50
• isolasjonstykkelsen
• dampmotstanden (Sd-verdien) til undertaket og vindsperren
• bygningens ventilasjonsgrad
Nå skal vi se på hvordan risikoen for muggvekst påvirkes av de ulike faktorene. Dette
er gjort med beregninger som tar utgangspunkt i et toetasjes småhus i Oslo, som
er dårlig ventilert. Grunnventilasjon er 0,2
luftvekslinger i timen.
Muggvekstrisikoen (muggvekstpotensialet) er beregnet med programmet Takfukt,
som SINTEF Byggforsk har utviklet gjennom forskningsprogrammet Klima 2000. Du
kan lese mer om programmet i Prosjektrapport 396 Tak med kalde loft. (Du kan laste
ned PDF-versjon på www.sintef.no )
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Lavt eller høyt lekkasjetall
Muggvekstpotensial,
maksdøgn/år
60
50
40
Isolasjonstykkelse
0,15 m
30
20
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Lekkasjetall, n50, m²/(m²h) 50 Pa
Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d,
grunnventilasjon: 0,2 m²/m²h), sd-verdi vindsperre/undertak: 0,5 m
Muggvekstpotensial som funksjon av lekkasjetall n50.
Kurven viser beregnet muggvekstpotensial (y‐aksen) på varm side av et dampåpent undertak eller en vindsperre øverst
i en vegg avhengig av husets lekkasjetall
(x‐aksen). Beregningene er gjort for et
normalt år med Oslo-klima etter at byggfukten er tørket og konstruksjonene er
i fuktlikevekt med omgivelsene. Beregningene bruker månedsmiddelverdier for
temperatur og RF ute.
Resultatene viser at i et lufttett hus,
som et passivhus med lekkasjetall 0,6
eller lavere, er risikoen for muggvekst
svært liten. Beregnet muggvekstpotensial
er ca. 0,4 maksdøgn/år. Muggvekstrisikoen er høyest for middels tette hus,
mens den er lavere for svært utette hus.
Dette skyldes at fukttilførselen til taket
domineres av luftlekkasjer. I et hus med
god lufttetthet er derfor tilførselen svært
liten, men øker med økende lekkasjetall.
Økende luftlekkasjer gjør at samlet ventilasjon av huset øker, noe som gir lavere
luftfuktighet inne. Dermed vil luften som
lekker opp gjennom taket, ta med seg
mindre fukt.
I svært utette hus blir luftfuktigheten
lav inne, luftlekkasjene blir store, men
lekkasjene transporterer lite fukt og mye
varme. Dermed blir det forholdsvis tørt i
taket, og fuktrisikoen er liten.
Nøkkelverdier for huset er gitt under
kurven. Fuktproduksjon vil si hvor mye
fukt som tilføres inneluften per døgn i
form av vanndamp. Det omfatter pusting
og svetting fra personer, avdunsting etter
vasking, fra planter mm. En person avgir
ca. 1 kg vanndamp per døgn. Fuktproduksjon på 10 kg/d er en del over gjennomsnittet for en vanlig familie.
107
108
Kapittel 4
–
Innemiljø
Isolasjonstykkelse og muggvekst
Muggvekstpotensial,
maksdøgn/år
60
Isolasjonstykkelse
50
0,5 m
40
0,35 m
30
0,25 m
0,15 m
20
TEK10
10
0
Muggvekstpotensial for ulike
isolasjonstykkelser. Tykkere
isolasjon gir lavere utvendig
overflatetemperatur, høyere
relativ luftfuktighet og høyere
likevektsfuktighet.
Passivhus
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Lekkasjetall, n50, m²/(m²h) 50 Pa
Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d,
grunnventilasjon: 0,2 m²/(m²h), sd-verdi vindsperre/undertak: 0,5 m
Beregnet muggvekstpotensial for det
samme småhuset som i forrige eksempel, men med ulike isolasjonstykkelser,
viser at potensialet øker noe med økende
isolasjonstykkelse. Men for hus med god
lufttetthet er risikoen fortsatt svært liten.
Hus med isolasjonstykkelser og lekkasje-
tall tilsvarende minimumskravene i TEK10
og passivhusstandarden er markert med
egne symboler i diagrammet.
Ifølge beregningene er et passivhus
mer fuktsikkert enn et TEK10-hus når de
er kommet i normal drift.
Lav dampmotstand gir lav muggvekstfare
Muggvekstpotensial,
maksdøgn/år
60
Isolasjonstykkelse
50
0,5 m
40
0,35 m
30
0,25 m
20
0,15 m
10
"Krav"
Sd < 0,5 m
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
Sd-verdi vindsperre/undertak, m
Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d,
lekkasjetall n50: 2,5 m²/(m²h) 50Pa, grunnventilasjon: 0,2 m²/(m²h)
Ved å holde lekkasjetallet fast på 2,5 og
variere vindsperrens/undertakets dampmotstand (Sd‐verdi) ser vi at undertak og
vindsperre med lav dampmotstand sikrer
lav muggvekstrisiko. En mest mulig dampåpen vindsperre er et effektivt tiltak for å
redusere risikoen for muggvekst ytterst i
tak og vegger. Den loddrette, røde streken
markerer maksgrensen på 0,5 m for
Sd‐verdien for vindsperrer og dampåpne
undertak. Men som kurvene viser, bør vi
bruke et av de mange produktene som er
langt mer dampåpne. Det er spesielt viktig
for å tørke ut byggfukten raskest mulig.
Prosjektering av passivhus
109
LAVENERGIPROGRAMMET
God ventilasjon senker muggvekstfare
Muggvekstpotensial,
maksdøgn/år
60
Isolasjonstykkelse
50
0,5 m
40
0,35 m
30
0,25 m
20
0,15 m
10
TEK10:
n > 0,5
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Grunnventilasjon, m²/m²h
Oslo, 2 etg., samlet golvareal: 160 m², fuktproduksjon: 10 kg/d,
lekkasjetall n50: 2,5 m²/(m²h) 50Pa, sd-verdi vindsperre: 0,5 m
Beregninger med fast lekkasjetall, fast
dampmotstand for vindsperre/undertak og varierende grunnventilasjon
viser at god grunnventilasjon senker
muggvekstrisiko.
God og jevn ventilasjon er først og
fremst viktig for å sikre god og ren
inneluft, men som kurvene viser, er god
ventilasjon også effektivt for å redusere
muggvekstrisikoen. Det gjelder både innvendige flater og lengre ute i konstruksjonene. TEKs minimumskrav som tilsvarer
et gjennomsnittlig luftskifte på ca. 0,5
per time (markert med rød vertikal strek
i diagrammet), eliminerer risikoen selv i
hus med forholdsvis stor fuktbelastning.
Muggvekstpotensial som
funksjon av varierende
grunnventilasjon.
110
Kapittel 4
–
Innemiljø
Alternative dampsperrer
SINTEF Byggforsk har analysert og
vurdert bruk av alternative dampsperrer i
ytterkonstruksjoner. Ordinære bindingsverkskonstruksjoner i Norge har vanligvis relativt dampåpne vindsperrer, ofte
med en Sd‐verdi rundt og under 0,1 m.
Beregningene viser at den innadrettede
uttørkingen er beskjeden i slike konstruksjoner, siden mesteparten av fukten
vil tørke utover. For å få en innadrettet
uttørking av betydning må dampmotstanden på varm side være ganske lav.
Dampmotstand på varm side bør være
< 1–2 m. Selv da går bare ca. 25 % av
total uttørking innover. Ifølge beregningene er det mer effektivt å redusere
dampmotstand på vindsperren til < 0,1 m
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
REFERANSE
Prosjektrapport 65
Alternative dampsperrer
med uttørkingsmulighet
mot innelufta
SINTEF Byggforsk, 2010.
(Du kan laste ned PDFversjon på www.sintef.no)
for å forbedre uttørking av byggfukt og
tilfeldige lekkasjer.
I løpet av et år vil en dampbrems med
konstant dampmotstand gi netto fukttransport ut i veggen og øke risiko for
fuktskader i konstruksjonen sammenlignet med å bruke vanlig dampsperre
med Sd > 10 m. Til tross for dette kan
vi bruke mer dampåpne materialer på
varm side av bindingsverkskonstruksjoner uten at fuktproblemer oppstår. Dette
krever at luftfuktigheten i bygget ikke
er unormalt høy, det vil si at bygget må
ha en velfungerende ventilasjon og ikke
unormalt høy fuktproduksjon. Bygget må
i tillegg være lufttett og ha en mest mulig
dampåpen vindsperre.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Konstruksjonstykkelse og uttørking
Vil tykkere konstruksjoner gi senere uttørking av byggfukt? Svaret er ja dersom vi
ikke tar forholdsregler for å unngå problemer med byggfukt.
Hva kan vi gjøre? Et alternativ er å
redusere treandelen i konstruksjonen for
å unngå å lagre mye byggfukt. Dette kan
vi blant annet gjøre ved å unngå å bruke
dobbel bunnsvill, siden bunnsvillene er
den delen av konstruksjonen som er mest
utsatt for oppfukting ved nedbør. Dessuten trenger doble sviller mye lengre tid til
uttørking, tilnærmet fire ganger så lang
tid, som enkle sviller.
Et annet alternativ er å bruke utradisjonelt bindingsverk som I‐profiler i vegger.
I tak kan vi for eksempel bruke sperretak
(gjerne i I‐profil) i stedet for W‐takstoler
eller A‐takstoler. Da får vi redusert treandelen betydelig og dermed innebygget
fukt.
For å hindre at byggfukt fører til kondens/rim eller mugg på vindsperren og
undertaket, bør vi sørge for å tørke bindingsverket ned til godt under 20 vektprosent før vi isolerer og lukker vegger og tak.
Det bør vi gjøre for alle typer hus.
Byggfukt og konstruksjonstykkelse
Tykkere bindingsverkskonstruksjoner inneholder mer trevirke og har dermed mer
byggfukt som skal tørkes ut enn tynnere konstruksjoner. Dampmostanden utover
blir også litt større for tykke enn for tynne konstruksjoner.
Dette kan vi løse ved å:
• bruke andre konstruksjoner med lavere treandel
• tørke bindingsverket ned til godt under 20 vektprosent før vi isolerer og lukker
vegger og tak
• bygge under tak for å hindre fukttilførsel
Hull, oppfuktet undertak og kuldebroer
Vil et hull i et ellers tett hus gi større fare
for oppfukting enn et tilsvarende hull i et
utett hus? Nei, i et tett hus blir lekkasjen
litt mindre fordi trykkforskjellen blir litt
mindre. Trykkforskjellen blir mindre fordi
nøytralsonen vil bevege seg i retning av
det nye hullet og bevege seg mer i et tett
hus enn i et utett. Det skyldes at et hull
med en bestemt størrelse utgjør en større
andel av lekkasjetallet i et tett hus enn i
et utett hus. Dette er litt teoretisk, men
poenget er å motbevise vrangforestillingen om at et hull i et tett passivhus er
farligere enn i et mer utett hus. Et hull i
et godt ventilert hus er for øvrig relativt
ufarlig.
Vil et oppfuktet undertak tørke senere i
et godt isolert tak enn i et tak med mindre
isolasjon? Nei, det vil skje omtrent like
fort fordi fordampningsvarmen i hovedsak
vil komme fra nedkjøling av uteluften.
Klesvasken som er hengt til tørk ute, tar
all fordampningsvarmen ved at luften
som strømmer forbi, kjøles ned noen
grader. Det er det samme som skjer
når en våt vindsperre eller et undertak
tørker. Varmen som kommer ut gjennom
veggen/taket, betyr tilnærmet ingen ting
i sammenligning, selv i dårlig isolerte
konstruksjoner.
Vil kuldebroer gi større fuktproblemer
i godt isolerte bygninger? Nei, innvendig overflate er normalt varmere siden
avstanden ut er større. Hvis konstruksjonen har kuldebroer (noe vi i utgangspunktet ikke skal ha i et passivhus), er disse
da kaldere enn i dårlig isolerte bygninger,
slik at de dermed kan gi større fuktproblemer? Nei, innvendig synlig overflate blir i
de fleste tilfeller varmere fordi det blir lengre avstand ut, og selv betong isolerer litt.
For øvrig er det nok med noen få cm med
kuldebroisolasjon for å hindre overflatkondens eller fuktproblemer.
111
112
Kapittel 4
–
Innemiljø
Fukt- og temperaturmålinger i et Bodø-hus
Måling av fuktighet og temperaturmålinger i vegger og
tak i et passivhus i Bodø
Fukt‐ og temperaturmålinger i vegg‐ og
takkonstruksjonene så vel som logging av
innetemperaturer er gjort for en enebolig i
Bodø. Boligen har passivhuskonstruksjoner
og er oppført av boligprodusenten Mesterhus. Veggene ble oppført som prefabrikkerte elementer, der vindsperre og utvendig
panel var montert. Vinduene ble montert på
byggeplass.
Ved å følge opp fukt og temperaturmålinger i konstruksjonene ønsket man både å
avdekke utviklingen og nivået på fuktinnholdet i treverket. I tillegg ønsket man å se om
det har noen effekt å montere et vindsperresjikt i isolasjonssjiktet for å redusere konveksjonstapet i passivhusvegger.
Gjennom prosjektet Entre (2009–2011)
finansiert av Innovasjon Norge har Treteknisk institutt gjort fukt- og temperaturmålingene. Treteknisk institutt monterte totalt 30
loggere fordelt på ulike posisjoner på nordog sørvegg. Loggerne ble montert desember
2009. I midten av januar ble huset lukket og
varmen satt på. I mai 2010 flyttet beboerne
inn. Treteknisk institutt analyserte måleresultatene etter i underkant av et års måling.
I tillegg til fukt- og temperaturlogging gjorde
instituttet også luft- og tapeprøver for å
avdekke eventuell mikrobiell vekst inne i veggene. Disse målingene ble gjort i desember
2010.
Målingene av trefuktigheten viser at den
ligger rundt 17 % før veggen lukkes og varmen slås på. Når varmen slås på i januar, er
det tydelig hvordan treverk på varm side av
veggen tørker ut. Uttørkingsfasen for disse
delene av veggen varer i ca. to måneder.
På kald side er derimot uttørkingen ikke like
stor og like skarp. Men graden av uttørking
gjennom veggen er generelt stor nok til å
unngå at fukt hoper seg opp på kald side i
uttørkingsfasen.
Treteknisk institutt konkluderer ut fra
målingene (logginger av temperatur, relativ
luftfuktighet og trefuktighet) at veggene i passivhuset i Bodø ikke er utsatt for temperatur‐
og fuktforhold som er gunstige for biologisk
vekst. Analysene av luftprøver og tapeprøver
viste ingen eller liten mikrobiell vekst. Anbefalingen fra Mycoteam var ingen videre tiltak.
Omtrent tilsvarende måleopplegg er
etablert i flere passivhus oppført av boligprodusenten Fjogstadhus i Sandnes i 2011/2012
for å følge temperatur- og fuktutviklingene i
disse husene. Resultater fra disse målingene
blir trolig klare i løpet av 2013.
Prosjektering av passivhus
113
LAVENERGIPROGRAMMET
Dagslys i passivhus
I passivhus ønsker vi å utnytte dagslyset best mulig for å redusere behovet for
kunstig lys.
Lys betyr mye for menneskers helse og
trivsel. Det påvirker vår produktivitet og
regulerer den biologiske klokken. Derfor
er det viktig å ha tilstrekkelig tilgang på
dagslys i innendørs arealer hvor mennesker oppholder seg over lengre tid.
Teknisk forskrift har krav til dagslys
i rom for varig opphold. Veiledningen til
TEK10 § 13‐12 beskriver preaksepterte
løsninger for hvordan vi kan dokumentere
at dagslyskravene er tilfredsstilt. Vi kan
gjøre det enten ved beregning som dokumenterer gjennomsnittlig dagslysfaktor på
minst 2 %, eller ved å sørge for at rommets dagslysflate utgjør 10 % av bruksarealet. Beregning av dagslysflate utføres
i henhold til svensk standard SS 914201.
Beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor kan utføres med diverse analytiske
beregningsprogrammer som Autodesks
Ecotect analysis eller IES.
I et passivhus ønsker vi å utnytte dagslyset best mulig, slik at behovet for kunstig
lys reduseres. Vi bør derfor sikre oss god
margin mot minstekravene til dagslys.
Innstrålt solenergi gjennom vinduer
vil bidra til oppvarming. Om vi ikke har
et bevisst forhold til dette, kan det føre
til overoppheting. Vi må utføre inneklimasimuleringer for å validere at vi ikke
overskrider kravene til termisk inneklima i
TEK10 § 13‐4.
Illustrasjon fra Ecotect,
Rambøll Norge
114
Kapittel 4
–
Innemiljø
Planlagt for dagslys og utsyn
Bildene viser Villa Stoknes,
det første passivhuset i Oslo.
Formen er enkel og kompakt,
og vindusarealene er nøye
planlagt i forhold til behov
for dagslys, utsyn og kontakt
mellom inne og ute. De store
vinduene er vendt mot sør og
en privat hage. Huset har ikke
utvendig solavskjerming, men
er tilrettelagt for det. Løvtrær
gir en del skygge om sommeren, og dette har vist seg å
gi tilstrekkelig solavskjerming.
Vinduene mot nord og et
offentlig areal er sparsomme,
både fordi nordvendte vinduer
ikke får varmetilskudd fra sola,
og for å begrense utsikt og
innsyn.
Foto: Elisabeth Sperre Alnes
Foto: Jiri Havran
Bevisst plasserte vinduer. Flere bilder fra Villa Stoknes:
Dagslys ved foten av trappa
gir tydelig orientert trafikksone.
Daglys og utsyn ved kjøkkenbenken og gjennomlys i
gangsonen.
Et rom som åpner seg i en retning og har en definert ”rygg”, er behagelig
å oppholde seg i og kan møbleres på en god måte.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Dagslysfaktoren
Dette er dagslysfaktoren
Dagslysfaktoren DF er definert som forholdet mellom belysningsstyrke innendørs
på et horisontalt plan og samtidig belysningsstyrke på en horisontal flate ute, med fri
horisont og jevnt overskyet himmel.
Himmelkomponent
Utereflektert komponent
Innereflektert komponent
Dagslysfaktoren gjelder bare for diffust lys
utendørs, det vil si i overskyet vær. Med
skyfri himmel kan mengden dagslys bli
både høyere og lavere, avhengig av hvor
mye været avviker fra dagslysfaktorens
forutsetninger. Dagslysfaktoren består av:
• Diffus stråling fra himmelen er lyset
som kommer direkte fra uskjermet
himmel.
• Utereflektert komponent er reflektert lys
fra omgivelsene.
• Innereflektert komponent er reflektert
lys fra tak, vegger og gulv.
Gjennomsnittlig dagslysfaktor er gjennomsnittet av dagslysfaktoren i et rom. I boliger skal kravet til dagslys verifiseres enten
ved beregning som bekrefter at gjennomsnittlig dagslysfaktor i rommet er minimum
2 %, eller ved at rommets dagslysflate
utgjør minimum 10 % av bruksarealet.
SINTEF Byggforsk anbefaler imidlertid en
nedre grense på 2,5 %, som er nærmere
10-prosentregelens nivå som gir høyere
dagslysfaktor enn 2 %. Arbeidsplasser
som bare skal belyses med dagslys, bør
ha en gjennomsnittlig dagslysfaktor på
5 % på arbeidsplanet for å få en alminnelig god belysning.
Ifølge teknisk forskrift (TEK) skal rom
for varig opphold ha vinduer, utsyn og
tilfredsstillende tilgang på dagslys. TEK
åpner for at enkelte rom kan få tilfredsstillende dagslystilgang og utsyn fra
åpninger mot andre rom eller ved overlys.
Veiledningen til TEK presiserer at stue,
kjøkken, soverom og arbeidsrom, samt
arbeidsrom og spiserom i arbeidslokaler, er rom for varig opphold. Andre rom
kan også komme inn under betegnelsen rom for varig opphold, for eksempel
undervisningslokaler og oppholdsrom i
barnehager.
115
116
Kapittel 4
–
Innemiljø
Beregningsmetoder for dagslysfaktoren
Vi har fire aksepterte metoder for å
beregne dagslysforholdene i et rom:
• beregne gjennomsnittlig dagslysfaktor
i bygninger ved hjelp av kurver, utviklet
av Byggforsk.
• bruk av dataprogram for å beregne
gjennomsnittlig dagslysfaktor.
• beregne glassarealet etter svensk
standard SS 914201.
• minst 10 % glassareal i forhold til
gulvarealet, forutsatt begrenset horisontavskjerming. Balkonger teller med
i gulvarealet.
Byggforskserien
Byggdetaljer 421.626
Beregning av gjennomsnittlig dagslysfaktor og
glassareal
4,4
4,0
3,6
3,2
Gjennomsnittlig dagslysfaktor
REFERANSE
Her vil vi så vidt komme innom den
første metoden, som går ut på å beregne
dagslysfaktoren ved hjelp av kurver, og
hvordan denne metoden kan korrigeres
for ulike glasstyper og lystransmisjon.
SINTEF Byggforsk har utviklet en
kurve som viser sammenhengen mellom
forholdet glassareal/gulvareal i et rom og
gjennomsnittlig dagslysfaktor i rommet.
Kurven forutsetter at man har fri sikt fra
vinduet til himmelen. Når noe skygger for
himmelen, betyr det at vinduet gir utsyn til
en mindre del av himmelen, og mindre av
himmelens lys faller inn gjennom vinduet.
SINTEF har derfor utviklet korreksjonsfaktorer til dagslysfaktoren for ulike typer
skygge, det vil si for skyggeeffekter fra
balkong over vinduene, lysgraver med forskjellig størrelse, støttemur foran vinduene og avskjermet horisont.
Som vi ser fra kurven, gir 10 % glassareal i forhold til gulvareal en DF på
omtrent 2,8. Dette er litt høyere enn minimumskravene i TEK. SINTEF Byggforsk
anbefalinger på en nedre grense på 2,5 %
er nærmere 10-prosentregelens nivå.
Verdiene baserer seg på bruk av tolags
energiglass med en lystransmisjonsfaktor
på 80 %. Har glasset en annen lystransmisjon, må vi korrigere for dette. Gjennomsnittlig dagslysfaktor er proporsjonal
med lystransmisjonen.
Hvis vi bruker et trelags glass med
70 % lystransmisjon, må vi korrigere
verdiene for gjennomsnittlig dagslysfaktor
vi kan lese av fra kurven. Hvis forholdet
mellom glassarealet og gulvarealet for
eksempel er 10 % og vi bruker trelags
glass i stedet for tolags glass, må gjennomsnittlig dagslysfaktor korrigeres med
70/80 = 0,875 * 10 % = 8,75 %. Fra å ha
en dagslysfaktor på rundt 2,8 er den nå
redusert til 2,5.
2,8
2,4
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
0
0,0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
Gjennomsnittlig dagslysfaktor som funksjon av forholdet mellom glassareal og gulvareal. Kurven
er beregnet for tolags glass med lystransmisjon 80 %.
•
•
Tykkere yttervegger reduserer også dagslystilgangen
Bruk av tre-lags
tre lags ruter (to belegg)
i lavenergi – og passivhus
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
reduserer dagslystilgangen med min. 10 % sammenlignet med tolags ruter (ett belegg)
117
– Utfordrende
f
((nesten umulig)) å oppfylle
f
dagslyskravene i boliger med
mye utvendig skjerming (typisk boligblokker med svalganger, utvendig
heis og trappeløp, og motstående boligblokker)
Vindustype og veggtykkelse påvirker dagslysfaktor
Dagslysfaktor
ROM 3 x 5 x 2
2,5
5 ett vindu i den kortere veggen
veggen,
Aglass/Agolv = 20%
Veggtykke
lse
LystransmiLystransmi
sjon
DFgj
0º skjerming
DFgj
20º skjerming
DFref
0º skjerming
Rgolv
Rvegg
Rtak
DFref
20º skjerming
25cm
81%
3,1
2,5
1,7
1,2
25
25cm
77%
29
2,9
24
2,4
16
1,6
1 15
1,15
25cm
71%
2,7
2,2
1.5
1,1
25cm
64%
2,4
1,9
1,3
1,0
25cm
50%
1,8
1,5
1,0
0,9
35cm
81%
2,8
2,3
1,6
1,15
35cm
77%
2,7
2,1
1,5
1,1
35cm
71%
2,4
2,0
1,4
1,0
35cm
64%
2,2
1,75
1,2
0,9
35cm
50%
1,7
1,35
1,0
0,7
45cm
81%
2,6
2,1
1,5
1,1
45cm
77%
2,5
2,0
1,4
1,05
45cm
71%
2,3
1,8
1,3
0,95
45cm
64%
2,0
1,6
1,1
0,85
45cm
50%
1,5
1,2
0,9
0,65
Dagslysfaktoren reduseres med antall
glass og andre tiltak for å redusere U‐
verdien. En viktig faktor i beregning av
dagslysfaktoren er glassarealets lystransmisjon. Denne henter vi fra datablad
for angitt glasstype. Tonet glass kan ha
lystransmisjon helt ned mot 50 %, mens
klart glass kan ha lystransmisjon over
80 %. Glassets lystransmisjon vil variere
med graden av overskyethet. Til praktiske
formål er det vanlig å bruke 80 % lystransmisjon for tolags glass og 70 % lystransmisjon for trelags glass. Tallene gjelder
for overskyet vær.
Det er derfor viktig at vi etterspør data
0,2
0,5
07
0,7
for lystransmisjonen når vi planlegger
bygninger, og spesielt hvis det planlagte
bygget ligger på grensen av hva som gir
tilstrekkelig dagslys. Det samme gjelder
dersom vi planlegger aktiv bruk av dagslys som en av strategiene for å redusere
behovet for kunstig belysning.
Beregninger viser at dagslysfaktoren
påvirkes av veggens tykkelse: jo desto
tykkere vegg, desto lavere dagslysfaktor.
Hvordan man forenklet kan vurdere dette,
er foreløpig ikke utredet. Foreløpig bør vi
derfor sørge for at vi er på den sikre siden
når det gjelder tilstrekkelig vindusareal i
forhold til dagslysforholdene.
INNVIRKNING AV FASADEDESIGN PÅ DF
Simulert dagslysfaktor i forhold til veggtykkelse og glasstype for rom på 4 m · 4 m · 3 m, vegger
Alternativ A
Alternativ B
Alternativ D
med 15 cm mineralull, vindu på 1,5 m · 2,5 m med tolags klart glass og lystransmisjon 80 %.
Alternativ A.
B.
Belysningsstyrke (lux) påAlternativ
en horisontal
flate 80
Gjennomsnittlig
Samme rom, med 40 cm
dagslysfaktor
DFgj
=
2,6
%
termisk
isolasjon
i
veggene.
Belysningsstyrke utendørs: 10 000 lux.
DFgj = 2,0 %
D.
cmAlternativ
over golvet.
Samme rom, solbeskyttende
glass (for eksempel Suncool
50/25). DFgj = 1,07 %
KILDE
Barbara Matusiak ved
Institutt for byggekunst,
form og farge, NTNU:
"Dagslys: finnes det et
optimalt nivå?",
Norsk bygningsfysikkdag
2011
118
Kapittel 4
–
Innemiljø
Bruk av overlys
Strinda
administrasjonsbygg
Å montere overlys er effektivt for å bedre
dagslysforholdene. Dette er gjerne aktuelt
i dype bygninger, der vinduer i yttervegg
ikke gir tilfredsstillende dagslysforhold
alene. Overlys er først og fremst aktuelt
i de øvre etasjene av en bygning. Vi kan
med fordel bruke det i forbindelse med
atrier og gjerne i kombinasjon med vinduer i yttervegg og innervegger i glass.
Overlys har ofte fri tilgang på dagslys,
siden det er færre skjermende elementer
over en bygning enn ved siden av. Overlys
fordeler dagslys i rommet bedre.
Statnetts administrasjonsbygning på
Statsbyggs administrasjonsbygg på Strinda har
overlys over det sentralt
plasserte atriet.
Foto: Rambøll Norge.
Strinda har overlyselementer over et
åpent, sentralt plassert atrium. Funksjoner
som kontorlandskap og kantine forsynes
med dagslys fra disse. I tillegg har cellekontorer langs bygningens yttervegger
vinduer i fasadene og innervegger i glass.
Da får også cellekontorene dagslysbidrag
fra overlyset, og via cellekontorer når
dagslys også til kjernen av bygget.
Helning og orientering er valgt for å
utnytte dagslyset best mulig samtidig som
man ønsker å unngå direkte solinnstråling.
Glassflatene er orientert mot nord med
en helning på ca. 30 grader. Innbyrdes
avstand og høyde er optimalisert for å
hindre skyggevirkninger, opphoping av
snø og annet. Overlysene er orientert
mot nord for å få maks lys uten fare for
overoppheting.
Den sentrale delen av bygget blir
opplyst via overlyset. Kunstig belysning
blir regulert og tilpasset etter dagslysinnstrålingen, noe som senker behovet for
kunstig belysning og dermed også energibehovet til belysning. Beregninger viser at
arbeidsplassene bak de røde hyllene på
bildet kan oppnå over 7 % dagslysfaktor.
Åpne kontorløsninger og glass i skillevegger bidrar til økt dagslys og bedre arbeidsforhold for de ansatte. Dette har redusert
behovet for energibruk til belysning, og
styring av lys via tilstedeværelsessensor
og lux-måler styrer behovet for kunstig lys
mye mer fornuftig.
Prosjektering av passivhus
119
LAVENERGIPROGRAMMET
Fasader og solavskjerming
Skissene viser forskjellige simuleringer
som er utført for utforming av fasader og
solavskjerming for det nye kontorbygget for Norsk Institutt for Naturforskning
(NINA) i Trondheim, et kontorbygg på
passivnivå.
Øverst ser vi hvordan dagslys kan
bevares når vi har behov for solavskjerming. En reflekterende lyshylle reflekterer
lyset innover i lokalet samtidig som en
utvendig skjerm beskytter mot direkte
solinnstråling/blending. For å oppnå en
høyere gjennomsnittlig dagslysfaktor
må dagslyset komme lenger inn i rommet. Dette kan vi oppnå via reflektorer
sammen med refleksjon i taket. Slik får vi
bedre dagslysfordeling selv når solav-
skjermingen er nede.
Til venstre ser vi beregnet dagslysfaktor for et plan. Skissen viser tydelig økt
dagslys ved fasader (rød farge), og blå
farge indikerer lavere dagslysfaktor lenger
inn.
Figuren nederst til høyre viser solbelastning på omgrensende flater. Denne
analysen utført med Ecotect viser
fordeling av solbelastning og utnyttelse
av utstikk som kan bidra til solavskjermingen. Modellen er brukt for å vurdere
hvilke fasader som har størst behov for
solavskjerming. Ved å bruke vertikale finner kan man ha solskjermingen nede litt
kortere perioder fordi slik finner skaper en
forsinkelse.
NINA, simuleringer
120
Kapittel 4
–
Innemiljø
Glass som lagrer varme
Marché International i Zürich er Sveits'
første nullenergi kontorbygg. Det har 50
arbeidsplasser og var ferdigstilt i 2007.
Taket er dekket med solceller som i løpet
av året produserer nok strøm til å dekke
byggets behov. Strømnettet fungerer som
batteri ved at bygget leverer overskuddsstrøm om sommeren, og tilsvarende
mengde tas ut igjen om vinteren eller når
sola ikke skinner.
Delvis gjennomsiktige (translucent)
materialer er plassert i deler av vindusfeltene. Disse såkalte faseendringsmaterialene (phase change materials, PCM)
lagrer varme ved høye temperaturer fordi
de smelter, og frigjør denne energien når
temperaturen synker til et visst nivå og
materialene størkner.
De delvis gjennomsiktige materialene
fra GlassX gir diffust dagslys og dekkes
ikke av persienner ved direkte sollys som
Hovedkontoret til Marché International er
Sveits' første nullenergi kontorbygg.
Foto: Willy Kracher, Zürich
de andre vinduene.
Beregninger viser at slike materialer
bidrar til å holde innetemperaturen jevnere enn uten slike. De tilsvarer omtrent
det å bruke tunge materialer, men har
den fordelen at de slipper inn en del
dagslys. Erfaringene så langt er gode,
spesielt for dagslys og solavskjerming.
Det store, norske forskningsprosjektet ZEB testet i 2012 et tilsvarende
produkt fra GlassX, et vindu med integrert faseendringsmateriale(PCM) og
solskjerming. Testløsningen er bygd
opp, og forsøkene er nå godt i gang.
Målingene er planlagt og utføres som
en del av ZEBs "WP-2: Climate adapted;
Low energy envelope technologies", hvis
hovedformål er å undersøke termiske og
optiske egenskaper sammenlignet med
konvensjonelle vinduer.
Fasaden mot sør har delvis gjennomskinnelige faseendringsmaterialer i deler av
vindusfeltene. Foto: Anne G. Lien.
De delvis gjennomsiktige faseendringsmaterialene bidrar til å holde jevn innetemperatur. Foto: Anne G. Lien.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Todelt løsning ved passivhus-skole i Østerrike
Skolens fasade har todelt vindu hvor den nederste delen er trukket inn og får overheng. Fasaden ligger her i skyggen. Både øst- og vestfasade har denne løsningen.
Ved at løsningen er todelt kan den øverste delen skjermes for sola når det er behov,
mens den inntrukne delen ikke trenger solskjerming siden den blir skjermet av den
øverste delen. Dette sikrer dagslys på arbeidsplassene mot vinduene samtidig som
de er skjermet fra direkte sollys. Foto: Anne G. Lien.
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Hva er den viktigste årsaken til at en del passivhus blir for varme
om sommeren?
2. Er det stor forskjell på innetemperatur i passivhus, TEK10-hus og
70-tallshus som har vinduslufting og/eller solskjerming og lette
konstruksjoner?
3. Hvilke tre steg er de viktigste for å unngå overtemperaturer i
passivhus?
4. Hva påvirker risiko for muggvekst?
5. Hvilke forholdsregler bør du ta for å unngå problemer med uttørking
av byggfukt?
6. Hva bør dagslysfaktor for et passivhus være?
121
122
Kapittel 5
–
Byggeprosessen
Byggeprosessen
– veien til et fuktsikkert og tett bygg
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Fuktsikring på Marienlyst skole, Drammen, under telt
Lavt lekkasjetall, BlowerDoor
Dette kapittelet beskriver flere ulike framgangsmåtene for å unngå byggfukt
og gir eksempler på bygg hvor de ulike framgangsmåtene har blitt brukt. I den
andre delen av kapittelet får du en innføring i hvordan du bør måle tettheten i
bygget, og hvordan du skal unngå luftlekkasjer.
Begrense fukt i bygg
Å sikre bygget mot fukt og luftlekkasjer er viktig i alle bygg, men er
spesielt viktig å være oppmerksom på i prosjektering av passivhus.
God kvalitetssikring av byggeprosessen er en forutsetning for at resultatet skal bli bra. Det er viktig å sikre bygget mot fukt både i løpet av
byggeprosessen og etter at bygget er tatt i bruk.
Kravet til lekkasjetall på 0,6 oms per time er noe strengere enn kravet i TEK10, men erfaringen viser at dersom byggeprosjektet har fokus på god håndverksmessig utførelse i tillegg
til gode detaljer, vil dette ikke være noe problem å innfri.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
HUSK:
• Oppbevar materialer tørt og beskyttet mot nedbør.
• Før isolasjon må fuktinnholdet i treverket være så lavt som mulig
(godt under 20 vektprosent).
• Vindsperre med lav dampmotstand:
– Sd ≤ ca. 0,2 m
– fordel med en viss evne til kondensopptak
• Monter dampsperren umiddelbart etter isolasjon.
– ingen oppvarming før dampsperren er på plass og etter isolasjon
Matrise for risikovurdering av fukt i passivhus
Økt risiko for fukt i passivhus:
1. Kan akkumulere mer fukt.
2. Gir kaldere ytre deler av
konstruksjon som i sin tur gir
høyere relativ fuktighet.
3. Tregere uttørking av
konstruksjonene.
÷
+
Redusert risiko for fukt i passivhus:
1. Nye byggemetoder som gir tørt bygg.
2. Nøyere kvalitetssikring av prosjekte ring og bygging.
3. Nye materialer, komponenter og
systemer for å bygge fuktsikkert.
Redusert risiko for fukt i passivhus:
1. Kontrollert og effektiv ventilasjon.
2. God lufttetthet hindrer
fuktinntrengning i konstruksjon.
3. Høye overflatetemperaturer og
neglisjerbare kuldebroer eliminerer
risikoen for innvendig kondens.
+
÷
Tradisjoner som øker risikoen:
1. Oppføring av bygg (utendørs).
2. Liten tradisjon for kvalitetssikring.
3. Mye ustabil arbeidskraft som gjør
systematisk opplæring vanskelig.
Unngå å bygge fukt inn i konstruksjonen
Det er fire prinsipper for å unngå å bygge fukt inn i konstruksjonen. Hvilket prinsipp man velger, avhenger av flere forhold, blant annet ønsket ferdigstillingsgrad
og framdriftsplanen for byggeprosjektet. Tidspunkt på året, hvilket klima det er i
området, og krav og forventninger til de utførende kan også ha betydning for valg
av prinsipp.
123
124
Kapittel 5
–
Byggeprosessen
Fire prinsipper for å unngå byggfukt:
1.
2.
3.
4.
prefabrikkering – og værvarselbygging
å bygge vind- og værtett
å bygge under telt eller overdekkede stillaser
å bruke uorganiske materialer
1. Prefabrikkering
Ved prefabrikering er elementene ferdigstilt i en eller annen grad når de ankommer
byggeplassen. Som et minimum er vindsperre og utvendig kledning ferdig montert. I noen tilfeller er også vinduene ferdig
montert, noe som er en fordel der det er
fare for slagregn (horisontal nedbør).
Etter at elementene er kommet til byggeplassen, er det nødvendig å montere
etasjeskiller for en eller flere etasjer før
taket monteres. Dette må skje mens det
er oppholdsvær og med mange tømrere
tilstede slik at arbeidet kan skje raskest
mulig.
Utfordringen ved dette prinsippet er at
det kan være vanskelig å planlegge framdrift i byggeprosjektet, særlig i områder
med mye nedbør. En kombinasjon av prefabrikkering og delvis overdekning er derfor kanskje mer å foretrekke.
2. Å bygge vind- og værtett
Å bygge vind- og værtett er den tradisjonelle norske metoden for å sette opp et
bygg. Metoden innebærer å sette opp
råbygget, for så å tette tak og vegger mot
vær og vind. Etter uttørking kan konstruksjonen isoleres og tettes innvendig. Etter
at bygget er lukket, tørker man det enten
med naturlig lufting eller bruker byggtørker.
Dette prinsippet forutsetter at man bygger utenfra og inn. Tørketiden kan være
utforutsigbar, og forbruket av elektrisitet til
tørking kan bli høyt.
3. Å bygge under telt
Å bygge under telt eller annen form for
enklere værbeskyttelse (WPS – Weather
Protection System) er trolig den beste
måten å sikre bygget fra fukt. Bruk av telt
eller værbeskyttelse er en forutsetning
dersom man benytter konstruksjoner som
isoleres fra innsiden og utover. Dette er for
eksempel massivtrekonstruksjoner med
utvendig isolasjon eller dobbeltvegger
med bæring på indre vange.
Ved å bygge under telt har man et
kontrollert klima. Å lagre materialene inne
i teltet gir mulighet for bedre kvalitetssikring enn ved daglig tildekking/avdekking
med presenninger. Det er også mindre
sannsynlig å få stopp i produksjonen fordi
materialene ikke er tørre nok. Dette gir en
mer forutsigbar prosess, med færre uforutsette kostnader og opphold på grunn av
været. Komforten for håndverkerne, særlig
vinterstid, er også et pluss.
Prosjektering av passivhus
125
LAVENERGIPROGRAMMET
Bruk av telt eller
værbeskyttelse er en
forutsetning dersom
man benytter konstruksjoner som isoleres fra
innsiden og utover.
Foto: Hilde Kari Nylund
Å bygge under telt har en rekke fordeler:
Tysk definisjon:
• god sikring mot fukt
• bedre arbeidsmiljø ved at håndverkerne er beskyttet mot vær og
vind
• reduserte kostnader til eventuell
snørydding
• mindre tid til tørking av bygget
• færre uforutsette kostnader
... men også noen ulemper:
• høye temperaturer i teltet på varme sommerdager
–– så husk å sikre gode luftemuligheter
• utfordringer knyttet til levering av materialer med kran
–– så planlegg logistikken godt og vær
bevisst ved valg av telt
HUSK:
Det er nødvendig
å gjennomføre
fuktmålinger for å
dokumentere at
bygget har et forsvarlig fuktnivå før
konstruksjonen
lukkes.
• høyere riggkostnader enn prosjekter uten
Bildet viser et dekke av
massivtreelementer ved
NINA bygget på Gløshaugen
i Trondheim lagt utover.
Hvordan ville disse sett ut
dersom de bare hadde vært
tildekket med presenning
i et par måneder? Det skal
ikke mer enn en liten lekkasje til før man får skader,
med påfølgende utskifting,
kostnader, forsinkelser…
126
Kapittel 5
CASE
–
Byggeprosessen
Ranheimsveien 149
Elementer i massivtre må beskyttes mot
nedbør for å hindre misfarging, krymp osv.
Værbeskyttelse (WPS) må planlegges nøye
mht. behov for tilgang med kran osv.
Ranheimsveien 149 har yttervegger
bygd opp av massivtreelementer / isolert
bindingsverksvegg med utvendige plater
av OSB. Rockwool flexveggsystem ble
montert mot OSB. Utvendig lekter/kledning
ble hengt opp ved raft, med kun punktinnfesting i veggflaten forøvrig.
Når man velger en slik oppbygning, vil
man bygge veggen innenfra og ut, noe som
medfører at den kritiske tidsperioden hvor
man ikke ønsker nedbør, blir lengre. Nedbør er uønsket før veggen er ferdig med
utvendig kledning når man benytter dette
systemet. Man bør derfor benytte WPS.
Flexveggsystemet krever et WPS-system fordi man bygger fra innerste til ytterste
sjikt, og store deler av veggen er dermed
eksponert for regn og nedbør.
Storøya grendesenter i Bærum
kommune
Storøya grendesenter er bygget under
telt. Dette var et av de første prosjektene i
Norge som brukte slik værbeskyttelse.
Takseksjoner kan flyttes slik at man
sikrer tilgang til hele bygget for å kunne
heise inn materialer osv. Et eget snekkerteam hadde ansvaret for bygget. De
hadde meget gode arbeidsforhold til tross
for at arbeidet pågikk midt på vinteren med
streng kulde og mye snø.
Prosjektering av passivhus
127
LAVENERGIPROGRAMMET
Kontorbygg i Trondheim
Norsk institutt for naturforskning, NINA,
bygger nytt kontorbygg på Gløshaugen i
Trondheim. Fordi bygget er et passivhus
med tykkere konstruksjoner og dekker av
massivtre, er det nødvendig med telt.
WPS-systemene kan gi spesielle
utfordringer med hensyn til logistikk og
montering av store bygningsdeler. Utviklingen av WPS har imidlertid gått fort de
siste årene, og det kommer flere og flere
gode systemer og løsninger på markedet.
Dette har også ført til bedre priser for leie av
WPS-systemer.
4. Bruk av uorganiske materialer
Mange passivhus i Tyskland blir bygget i
mur eller betong og isolert utvendig med
plast. Husene bygges vanligvis på byg-
geplassen. Ettersom uorganiske materialer
tåler fukt, er dette også et prinsipp som kan
benyttes for å hindre fukt i konstruksjonen.
CASE
Det første passivhuset i
Darmstadt, bygget i 1991.
Foto: Passivhaus Institut
128
Kapittel 5
–
Byggeprosessen
Hvordan unngå kondens
Når bygget er ferdig utvendig og fukten i bygget har et lavt nok nivå til at man kan
begynne å isolere konstruksjonene, må man påse at konstruksjonene ikke påføres
fukt fra innsiden. For å unngå kondens er det viktig at bygget ikke varmes opp etter
at arbeidet med å isolere er påbegynt og før dampsperren er på plass.
Om sommeren kan sola bidra til at bygget
har høyere temperatur innendørs. Dette vil
gi samme effekt. Dampsperren bør derfor
monteres umiddelbart etter montering av
isolasjonen.
De mest kritiske stedene for dampsperren er i overgangene/skjøtene. For å
redusere risikoen for kondens på de mest
utsatte stedene er kontinuerlig innvendig dampsperresjikt å foretrekke. Der
HUSK
• Det er viktig med kontinuerlig innvendig dampsjikt.
• Dampsperre monteres
umiddelbart etter isolasjon.
–– NB! Ingen oppvarming
etter isolasjon og før
dampsperre er på
plass.
• Hindring av fuktkonveksjon er viktigst, men
innvendig dampsjikt må
være ti ganger så tett som
utvendig vindtettsjikt (diffusjon).
• Dampsjiktet må prosjekteres på forhånd og
kvalitetssikres på byggeplassen.
dette ikke er praktisk mulig, er det viktig
med gode overganger og klemming av
dampsperreskjøtene.
For at håndverkeren skal slippe å ta
eventuelle avgjørelser knyttet til dampsperren på byggeplassen, er det viktig at også
dampsperresjiktet prosjekteres, og at det
foretas nøye kvalitetssikring på byggeplass.
Finner man hull/rifter i dampsperren, må
denne repareres før lukking.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Oppsummering – fukt i bygg
4. Bruk løsninger
med god
uttørkingsmulighet.
3. Unngå fukt i
konstruksjonene.
1. Sikre en tørr
byggeprosess.
2. Fjern fukt med
effektiv ventilasjon.
1. Sikre en tørr byggeprosess
Å sikre en tørr byggeprosess uten innebygd fukt i bygget er et godt utgangspunkt
for å holde konstruksjonen tørr.
3.Unngå fukt i konstruksjonene
Ved bruk av dampsperre unngår vi fuktinntrengning i konstruksjonene.
2. Fjern fukt med effektiv ventilasjon
Ved å holde fuktnivået i inneluften lavt
reduseres risikoen for å tilføre fukt ut i
ytterkonstruksjonene. Dersom det skulle
være en rift i dampsperren, fungerer det
dessuten som en ekstra forsikring. Dette
gjelder spesielt våtrom hvor det over tid
vil være store mengder vann mens bygget er i bruk. Her vil lavt fuktnivå i inneluften ivaretas gjennom normal bruk av
ventilasjonsanlegget.
4. Bruk løsninger med god
uttørkingsmulighet
Om det likevel skulle komme fukt ut i
konstruksjonene, er det en fordel å bruke
løsninger med god uttørkingsevne. Dette
er for eksempel dampåpne vindsperreprodukter, og da gjerne med en viss evne til å
ta opp kondens.
129
130
Kapittel 5
–
Byggeprosessen
Luftlekkasjer og tetthetsmåling
Gode detaljer og nøyaktig utførelse er en forutsetning for å oppnå det relativt
strenge kravet til luftlekkasjer i passivhus.
lekkasjetallet n50 ≤ 0,6
[m3/m3 h] ved 50 Pa trykkforskjell
n50 =
målt luftlekkasje
volum
1400
1200
1000
Luftlekksje, m³/h
NS 3700 stiller strenge krav til
lufttetthet:
800
600
400
200
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Trykkforskjell, Pa
Volum = bruksareal x romhøyde
Alle mål tas mellom innvendige overflater i ferdig bygning
Måling av lekkasjetall
Lekkasjetallet dokumenteres gjennom
måling. Det er mulig å benytte to målemetoder, standardisert målemetode og forenklet
målemetode. Begge metodene krever bruk
av utstyr. I tillegg vil du trenge programvare
som installeres på en PC for å styre målingene og lagre måleresultatene. Volumet
som benyttes i beregningen av lekkasjetallet, er det samme volumet som benyttes i
energiberegningene.
Standardisert målemetode
Ved trykktesting skal det brukes en kunstig
vifte som skaper et under- eller overtrykk.
Byggets lekkasjetall måles med såkalt
blower door-utstyr, og gjøres i henhold til
NS-EN 13829 [16]. Med denne typen måleutstyr måles lekkasjetallet med 50 pascal
trykkforskjell over klimaskjermen og med
både over- og undertrykk slik det anbefales
i standarden.
LES MER:
NS 3031: 2007/
Amd 1:2010
Endringsblad til
NS3031
Standardisert målemetode
Forenklet målemetode
Prosjektering av passivhus
Forenklet måleutstyr
Det er også kommet forenklet måleutstyr
på markedet. Dette er utstyr som egner
seg godt til å finne lekkasjepunkter i byggefasen (når lufttettesjiktet er på plass) i og
til ferdigkontroll. Dette måleutstyret måler
også i henhold til NS-EN 13829, men kun
med undertrykk.
131
LAVENERGIPROGRAMMET
Valg av metode
Forenklet måleutstyr brukes ofte av mindre
byggfirmaer og byggelag (på større prosjekter) for både egenkontroll og ferdigkontroll,
mens blower door-målinger i henhold til
NS-EN 13829 vanligvis brukes av spesialiserte firmaer som "as built"-kontroll (før
innflytting).
Praktisk gjennomføring av målinger
Vi anbefaler å gjennomføre minst to målinger, en gang underveis i byggeprosessen og etter ferdigstillelse. Før du starter å måle, er det viktig å gjøre en
del forberedelser.
HUSK:
På store bygg
kan man bruke en
manuell metode
og byggets eget
ventilasjonsanlegg.
Dermed kan man
måle mye større
volumer, men dette
krever god kunnskap om luftteknikk og tekniske
anlegg.
REFERANSE
720.035
Måling av bygningers
lufttetthet. Trykkmetoden
Før måling
1. Gå over bygget visuelt for å sjekke at det
ikke er noen synlige feil og mangler som vil
medføre unødvendig høyt lekkasjetall. Tett
der det er nødvendig før lekkasjemålingen
starter.
2. Deretter er det viktig å lukke alle dører
og vinduer. Dette kan virke banalt, men er
en typisk nybegynnerfeil. Gi også beskjed
til de som jobber på bygget, at nå starter
målingene, slik at man unngår trafikk gjennom dører.
3. Gjennomføringer tettes midlertidig med
plast eller tape for å unngå at det kommer
luft gjennom disse når målingene utføres.
Kontroll underveis i byggeperioden
Ved å måle underveis i byggeperioden
har man mulighet til å utbedre store
lekkasjepunkter.
Det er hensiktsmessig å måle etter at
alle gjennomføringer er ferdige. Vinduer
må være satt inn og tettet rundt. Hvis alle
gjennomføringer er på plass ved måling,
kan man forvente at lekkasjetallet blir lavere
ved ferdigstillelse siden dampsperren også
bidrar noe i forhold til luftlekkasjer.
Allerede ved vindsperrefasen bør lekkasjetallet være under 0,6 h-1 for å være
sikker på at lekkasjetallet ved ferdigstillelse
fortsatt er under 0,6 h-1. Under ferdigstillelse må det også være fokus på vindtetting, og det er viktig å påse at det ikke
oppstår rifter i vindsperren på grunn av
uhell med utstyr på byggeplassen.
Lekkasjesøk innebærer at det er høyt
undertrykk slik at lekkasjepunkter kjennes
bedre. Jo kaldere det er ute, desto enklere
er det å kjenne lekkasjene. Man kjenner
faktisk også eventuelle lekkasjer når det er
varmt ute også, men i enkelte tilfeller kan
det da være nyttig å bruke røyk. Bruk da
røykampuller og ikke fyrstikk!
Kontroll etter ferdigstillelse
Kravet i NS 3700 gjelder ved ferdigstillelse
av bygget. Det er derfor viktig at lekkasjetallet dokumenteres ved måling. Det er da
viktig at det utarbeides en egen målerapport. En slik målerapport genereres fra
måleprogrammet.
Huskeliste før måling
• Se etter at alle
skjøter og alle
gjennomføringer er
utført.
• Lukk all dører og
vinduer.
• Tett alle gjennomføringer midlertidig.
• Varsle alle på byggeplassen om
målingen.
132
Bruk av røyk og overtrykk
er en effektiv metode for
lokalisering av luftlekkasjer
og interne lekkasjer i bygget.
NB! Kun godkjente røykprodukter må benyttes.
Kapittel 5
–
Byggeprosessen
Termografering
En termografisk undersøkelse i kombinasjon med trykksetting av bygget er en
effektiv metode for visuelt å avdekke hvor eventuelle lekkasjer er. Termogrammene
viser også områder som er dårligere isolert enn områdene for øvrig.
Termografering krever tilstrekkelig differanse mellom ute- og innetemperatur.
Det er ofte nødvendig å varme opp bygget
over natten. Jo større differanse mellom
ute- og innetemperatur, desto bedre blir den
termografiske undersøkelsen. En undersøkelse i vinter- eller høsthalvåret er derfor å
foretrekke.
Bildene er fra en passivhusbarnehage. Foto: Rambøll Norge AS.
Prosjektering av passivhus
133
LAVENERGIPROGRAMMET
CASE
Typiske feil og avvik
Mangelfull tetting og fuging av vindsperre
Termogrammet viser betydelig trekk ved dørterskelen. Trekkmålingen viser 0,5–1,0 m/sek. langs hele
terskelen. Dette forholdet ble straks utbedret dels ved justering av dørblad, justering av dørpumpe og
montering av tettelist (Storøya Grendesenter barnehage, 2009).
Termogrammet viser betydelig trekk av underkjølt luft fra ”skjørt” over vindu (Storøya Grendesenter
barnehage, 2009).
Utettheter rundt dørkarm. Mangelfull fuging og tetting av vindsperre (Storøya Grendesenter
barnehage, 2009).
134
Kapittel 5
CASE
–
Byggeprosessen
Typiske feil og avvik
Trekk gjennom koblingsbokser og trekkerør
Koblingsbokser og trekkerør gjennom ytterveggen kan skape luftlekkasjer, også i selve trekkerøret,
spesielt gjennomgående føringer til persiennestyringer, antennekabler og telekabler (Ranheimsveien
149, Trondheim, 2010).
Hjørner
Hjørner ved vinduer og dører er svært utsatt for punktlekkasjer (Storøya Grendesenter barnehage, 2009).
Trekk gjennom ventilasjonsanlegget
Trekk gjennom ventilasjonsanlegget.
Prosjektering av passivhus
135
LAVENERGIPROGRAMMET
CASE
Typiske feil og avvik
Luftlekkasje i glasslist
En nøyere kontroll kan avdekke feil og avvik ved blant annet vinduer og dører. Bildet viser en luftlekkasje i glasslisten. Dette er en reklamasjonssak fordi vanntettingen også kan være svekket.
Oppstartsmøte før bygging
Et oppstartsmøte før bygging der man kort går gjennom de viktigste prinsippene
for passivhus og hva man bør være ekstra oppmerksom på, kan være nyttig.
På møtet bør de utførende og gjerne sentrale underentreprenører som elektrikere,
rørlegger og eventuelt murere delta.
På møtet bør man gå gjennom de løsningene som er annerledes enn det de
utførende er vant til fra før. Dette kan for
eksempel være hvilken veggkonstruksjon som skal benyttes, og om det er noe
man bør være oppmerksom på i forhold til
denne. Hvordan sette inn vinduene, kan
være et annet tema hvor det er viktig å ha
fokus på å sikre en god vind- og vanntett
utførelse.
Det er viktig å sette av tid til å diskutere
viktige detaljer, mulige problemer som kan
oppstå, og om detaljene er mulige å bygge.
Hvis ikke, må det utarbeides nye detaljer slik at man unngår at detaljene løses
underveis på byggeplass uten noe form for
dokumentasjon.
Det er også viktig å ha fokus på høy
kvalitet, og da spesielt i forhold til løsninger
som har betydning for vind- og fuktsikring. Det kan derfor være nyttig å ha korte
møter, for eksempel ved oppstart hver uke,
der man minner om viktige detaljer og gir
mulighet for spørsmål og kommentarer.
Underentreprenørene er svært viktige
når det gjelder å oppnå de høye kvalitetskravene i passivhus, og kan derfor
med fordel være med på disse møtene.
Og sist, men ikke minst – avklar hvem
som har ansvaret for hva. Hvem skal for
eksempel foreta tetting mot vindsperre og
dampsperre?
Aktuelle temaer for
et oppstartsmøte:
Hva innebærer det
å bygge passivhus?
• uvante løsninger
• fukt
• luftlekkasjer
Gjennomgang av
uvante løsninger
• veggen inkl. isolasjon
• innsetting av vinduer inkl.w tetting
Diskuter viktige
detaljer
• er de byggbare?
Vindtetting
• vindsperre
• overganger
• gjennomføringer
• produkter
Dampsperre
136
Kapittel 5
–
Byggeprosessen
Underentreprenørene
Underentreprenørenes arbeid er svært viktig når det gjelder å oppnå et godt resultat i forhold til luftlekkasjer og god fuktsikring. Det er derfor viktig at disse er gjort
kjent med og har fokus på sine ansvarsområder.
Gjennomføringer
Alle gjennomføringer som skal gjennom
vindsperre, må være på plass i vindsperrefasen og ikke ettermonteres etter at
dampsperre og isolasjon er montert. Dette
krever detaljert prosjektering.
Tett inne i trekkerørene
For å unngå luftlekkasjer gjennom trekkerørene som går gjennom vindsperre, tettes
det inne i disse trekkerørene. Det er spesielt
viktig at dette gjøres i hovedtrekkerørene.
Unngå perforering av dampsperre i
taket
Det er viktig å unngå perforering av dampsperren i taket i størst mulig grad, siden det
er her det er mest kritisk i forhold til fuktskader. Dette innebærer for eksempel at det
ikke må benyttes downlights som perforerer
dampsperre.
Puss alle lettklinkerflater
For mureren er det viktig at alle lettklinkerflater pusses slik at alle luftåpne flater
poretettes. Dette gjelder både vegger,
grunnmurskroner, vindussmyg og eventuelt
piper. Enkelte leverandører leverer produkter som enten er ferdigslemmet eller har så
tett porestruktur at dette ikke er nødvendig.
Følg derfor leverandørens anvisning.
Kvalitetssikring før neste skritt
På samme måte som for andre godt
gjennomførte byggeprosjekter tar alle et
ansvar og gir beskjed om det er arbeid
som må utbedres før en fortsetter. Dette
gjelder selvsagt også i passivhusprosjekter.
Dette gjelder så vel hovedentreprenør som
underentreprenør.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Hva er den beste framgangsmåten for å sikre bygget mot fukt i
byggeprosessen?
2. Hvordan kan du hindre at bygget ikke påføres fukt fra innsiden?
3. NS 3700 stiller strenge krav til lufttetthet. Hvor lavt må lekkasjetallet
være i et passivhus?
4. Hvordan måler du tettheten i et bygg?
5. Kan du nevne noen typiske feil som skaper luftlekkasjer i et bygg?
137
138
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Ventilasjon
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Passivhus må i praksis ha balansert ventilasjon eller avtrekksventilasjon med varmegjenvinning.
Foto: Hilde Kari Nylund
Passivhusstandarden stiller noe strengere krav til komponentene, men
utover dette er det ikke stor forskjell mellom kravene til ventilasjon i et
TEK10-hus og et passivhus. Temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinnere må være bedre i passivhus, og kanalnettet må utformes slik at det
gir lavere trykktap. Aggregat og kanaler bør plasseres innenfor klimaskjermen. Boligbygg kan ha både sentral og desentral ventilasjonsløsning. Hva som er best, avhenger av en rekke faktorer i hvert enkelt prosjekt. Behovsstyring av ventilasjon kan gjøres enkelt og rimelig i boliger,
og gode løsninger for behovsstyring kan spare mye energi i yrkesbygg.
Ventilasjon i boliger
SPF-FAKTOR
SFP-faktoren
(Specific Fan
Power) er summen
av vifteeffekten i
kW (tilluft + avtrekk
+ eventuelle andre
vifter) delt på luftmengden i m³.
Krav til virkningsgrad på varmegjenvinner og til SFP-faktor for ventilasjonsanlegg betyr i praksis at passivhus må ha mekanisk ventilasjon
– enten balansert ventilasjon eller avtrekksventilasjon med varmegjenvinner.
Kontrollert ventilasjon er en forutsetning for
å sikre godt inneklima i passivhus, siden de
har minimalt med tilsiktet lufttilførsel gjennom utettheter. Ifølge standarden NS 3700
må gjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinnere i passivhus være
minst 80 % per år. I tillegg krever standarden at SFP‐faktoren for ventilasjonsanlegget ikke er høyere enn 1,5 kW/(m³s).
I prinsippet er det derfor liten forskjell
på ventilasjonsanlegg i passivhus og i
boliger prosjektert etter kravene i teknisk
forskrift 2010 (TEK10), bortsett fra strengere
komponentkrav for passivhus. Disse kravene betyr at vi i større grad må vektlegge
energieffektive produkter og den fysiske
utformingen av kanalnettet.
Tre aktuelle varmegjenvinnere
Varmegjenvinning av ventilasjonsluft er
Prosjektering av passivhus
noe av det mest effektive vi kan gjøre for å
redusere energibruken i boliger uten at det
er behov for ekstra byggetekniske tiltak.
Med et mekanisk ventilasjonsanlegg ligger
forholdene godt til rette for å gjenvinne
varmen i luften i et passivhus, og det er
selvsagt en fordel å gjenvinne mest mulig.
Det finnes en god del ulike varmegjenvinnere på markedet, men ikke alle er
like godt egnet til passivhus fordi de ikke
tilfredsstiller komponentkravet på 80 %. Tre
hovedtyper gjenvinnere er per i dag best
egnet for passivhus, og vi går derfor gjennom fordeler og ulemper ved disse typene.
Varmegjenvinnere egnet for passivhus
Avtrekksluft
Avkastluft
Tilluft
1. Roterende varmegjenvinnere
2. Motstrømsvarmevekslere
Uteluft
Avtrekksluft
Uteluft
Tilluft
Avkastluft
Avkastluft
Avtrekksluft
Uteluft
3. Kammergjenvinnere
Tilluft
1. Roterende varmegjenvinner
Rotoren varmes opp av avtrekksluften, og
denne varmen avgis til den kalde innkommende uteluften. Typiske virkningsgrader for
roterende gjenvinnere er 70–85 %. De kan
brukes både i små, desentrale aggregater og
i store, sentrale aggregater.
Illustrasjonene er entet fra boken
Vannbaserte oppvarmingsog kjølesystemer
David Zijdemans,
Skarland Press 2012
Avtrekksluft
Avkastluft
• Uteluft
I varme perioder
kan vi regulere
ønsket
tilluftstemperatur ved å regulere rotasjonshastigheten på rotoren.
• Avhengig av rotor‐
og materialutforming
Tilluft
kan gjenvinneren overføre noe fuktighet
fra avtrekksluft til tilluft.
Roterende gjenvinnere har også noen
Roterende gjenvinnere har flere fordeler:
ulemper:
• De har stabilt høy temperaturvirknings• De kan overføre noe lukt fra avtrekk til
grad, selv i de kaldeste periodene av året.
tilluft (1–4 % omluft). Derfor kan vi ikke ha
• De har i praksis ikke behov for avriming
kjøkkenavtrekk over gjenvinneren.
eller kondensavløp til sluk.
• De små kanalene i rotoren kan være
• Med virkningsgrad over 80‐84 % er det
mulig å greie seg uten varmebatteri, noe
som senker trykktapet i aggregatet. Ved
svært lav utetemperatur vil tilluftstemperaturen bli i kaldeste laget. Fornuftig
utforming og litt redusert luftmengde vil
løse problemet med trekk. Samtidig må vi
sikre tilstrekkelig ventilasjon for å opprettholde god luftkvalitet.
139
LAVENERGIPROGRAMMET
utsatt for gjengroing og tetting hvis ikke
luften filtreres godt nok, eller hvis renhold
og vedlikehold er for dårlig.
Totalt sett vil roterende gjenvinnere i de
fleste tilfeller være et godt valg for passivhus, og særlig i kalde innlandsstrøk
fordi virkningsgraden er høy også ved lave
temperaturer.
Avtrekksluft
Avkastluft
Tilluft
Uteluft
Roterende varmegjenvinner
140
Kapittel 6
–
Ventilasjon
2. Motstrømsvarmevekslere
Motstrømsvarmevekslere fører luftstrømmene fra avtrekk og tilluft parallelt og mot
hverandre. Luftstrømmene er fysisk atskilt
med metallplater. Virkningsgraden kan
komme opp mot 90 %. I snitt over året vil
virkningsgraden være betydelig lavere,
75–80 %, når vi tar hensyn til at varmeveksleren må avrimes i kalde perioder.
Fordeler med motstrømsvarmevekslere:
• De har under normale forhold (temperatur og fukt) meget høy virkningsgrad.
• De overfører ikke lukt mellom avtrekk og
tilluft.
• Konstruksjonen er robust og enkel.
Ulemper med motstrømsvarmevekslere:
• I kalde perioder med stor fuktproduksjon
vil vi få riming. Derfor trenger vi automatikk som avrimer varmeveksleren. Vanligvis skjer dette med et forvarmebatteri
Avtrekksluft
Tilluft
Motstrømsvarmevekslere
som forvarmer uteluften, men det finnes
også løsninger som reduserer friskluftmengden i perioder.
• Avriming med forvarmebatteri reduserer
virkningsgraden med 10–20 %. Dette
avhenger av klima, og reduksjonen er
størst i kalde strøk.
• Motstrømsvarmevekslere kan gi for høye
tilluftstemperaturer i varme perioder.
Det finnes såkalte sommerblokker for
slike aggregater som kortslutter varmegjenvinningen. Disse må settes inn og
fjernes manuelt, og dette krever at vi
har et klart skille mellom oppvarmingssesongen og sommersesongen. Dette
er ikke alltid tilfelle, og i flere prosjekter
har det vært klager på overoppvarming
med denne type aggregater. Alternativt
må man ha bypass‐løsninger som fører
friskluften utenom varmegjenvinneren
når det ikke er behov for å gjenvinne
varme.
Uteluft
Avkastluft
Prosjektering av passivhus
3. Kammervarmegjenvinner
Kammervarmegjenvinnere består av to
separate varmegjenvinnerkassetter og et
spjeldhus (se figur). Hver kassett består
av mange små kanaler som luften strømmer gjennom. Kanalveggene vil vekselvis
avgi varme til tilluften og oppta varme fra
avtrekksluften. Vekslingen skjer ved hjelp
av et spjeld som skifter stilling etter en viss
tid, for eksempel hvert minutt. Spjeldet
styres av et koblingsur.
Fordeler med kammergjenvinnere:
• De har høy temperaturvirkningsgrad.
• De trenger ikke avriming.
• Høy virkningsgrad gjør at vi kan greie
oss uten varmebatteri, men de laveste
utetemperaturene kan kreve noen tiltak.
• I varme perioder kan vi regulere ønsket
tilluftstemperatur ved å regulere rotasjonshastigheten på rotoren.
LAVENERGIPROGRAMMET
Ulemper med kammergjenvinnere:
• De kan overføre noe lukt fra avtrekk til
tilluft.
• Det er få leverandører og mangelfull
dokumentasjon.
Ved plassering nær yttervegg er overføringen av avtrekksluft omtrent som for roterende varmegjenvinner (1–6 %, inkludert
utvendig kortslutning mellom avkast‐ og
inntaksrist). På grunn av vekslingen i luftretning er ikke ising noe stort problem, så sant
luftfuktigheten i avtrekksluften er normal.
De beste kammervarmegjenvinnerne
kan være egnet til passivhus siden enkelte
av gjenvinnerne har temperaturvirkningsgrad opp mot 85 %, men de er lite brukt i
Norge.
Avkastluft
Avtrekksluft
Uteluft
• Noen kammergjenvinnere kan overføre
litt fuktighet fra avtrekksluft til tilluft.
Tilluft
Avkastluft
Avtrekksluft
Uteluft
Tilluft
Uteluft
Avtrekksluft
Tilluft
Uteluft
Avtrekksluft
Avkastluft
Tilluft
Avkastluft
Kammergjenvinnere
141
142
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Forvarming av inntaksluft
Med passiv forvarming av luft kan også
temperaturvirkningsgraden over året bli
meget høy. Passiv forvarming av luft kan for
eksempel være at man forvarmer uteluften
i et atrium eller i en rørslynge som ligger i
jorden. Såkalte earth‐tube collectors som
varmeveksler friskluften mot varmen i grunnen, er mye brukt i passivhus i Tyskland
og Østerrike. Dette kan redusere faren
for ising, øke virkningsgraden og gi lavere
inntakstemperatur om sommeren. En av
utfordringene er kondens og mulig muggvekst i rørene.
Denne typen forvarming av inntaksluft
er ennå ikke etterprøvd i Norge, og vi bør
utrede spørsmål om kondensering og
eventuell muggvekst i rørene bedre før vi
kan anse denne metoden som en akseptert
løsning.
Et passivhus bygd av Jadarhus utenfor Stavanger har motstrømsaggregat med balansert ventilasjon og varmegjenvinning. Ventilasjonsanlegget er tilkoblet en jordkollektor
som varmer opp kald inntaksluft om vinteren. Denne kollektoren er nesten 100 m lang
med 35 mm rør i sløyfer under boligen. Forvarmingen gir bedre styring på temperaturen på luften som sendes inn i boligen, og er med på å senke energiforbruket til
ventilasjonsanlegget. Om sommeren senker kollektoren temperaturen på inntaksluften, noe som vil bidra til å holde innetemperaturen på et akseptabelt nivå om sommeren. Prosjektet følges i 2012/2013 opp gjennom målinger for å dokumentere faktiske
temperaturer og erfaringer i forhold til kondensering. Resultater fra dette forskningsprosjektet vil trolig være klare høsten 2013.
Behovsstyrt ventilasjon
Styring av ventilasjonen kan være effektivt for å redusere energibehovet i en
bolig, men vi må samtidig påse at dette
ikke går på bekostning av inneklima eller
gir for høyt fuktinnhold i boligen, slik at
det blir fare for muggvekst.
Teknisk forskrift (§ 13‐2) angir at en
boenhet skal ha ventilasjon som sikrer
en gjennomsnittlig tilførsel av frisk luft på
minimum 1,2 m³ per m² gulvareal når rommene eller boenheten er i bruk (beboes).
Når rommene eller boenheten ikke er i
bruk, er kravet 0,7 m³ per m² gulvareal.
Dette betyr at vi kan senke luftmengdene
i de periodene rommene ikke er i bruk.
Denne behovsstyringen kan vi gjøre
med moderne styringssystemer og sensorteknologi, men de styringssystemene
som finnes på markedet i dag, er ikke
særlig fornuftige eller kostnadseffektive
for passivhus.
En av de enkleste, mest effektive og
økonomisk gunstige løsningene for å
redusere elbruk og oppvarmingsbehovet
er en enkel bryter som setter boligen i
”hvilemodus”. Ved å sette bryteren i ”utestilling” vil all belysning og aktuelle
kurser for utstyr (ikke kjøle- og fryseutstyr) kunne slås av, og ventilasjonen
kan senkes. En slik bryter bør plasseres
lett tilgjengelig ved utgangsdør, slik at
den blir brukt når man forlater boligen.
Kostnadene ved et slikt system kan være
meget moderate og lønnsomme hvis vi
får dette inn tidlig i planleggingen av det
elektrotekniske anlegget i bygget. Da er
det bare et spørsmål om god planlegging
av el‐kursene.
Optimale kanalføringer reduserer
trykkfall
SFP avhenger av det totale trykkfallet
gjennom aggregat og kanalnett, inkludert
ventiler og lydfeller:
• trykkfall gjennom aggregat (rotoren og
filteret)
• trykkfall i ulike bend
• trykkfall i kanalnettet
• trykkfall i lydfeller
• trykkfall i ventiler
Vi kan redusere trykkfallet i kanalnettet ved å
unngå skarpe bend, innsnevringer og skarpe
avgreininger. Tapet i selve kanalstrekket
betyr relativt lite. Men i rister, takhetter og
ventiler har vi også betydelige trykktap. I
aggregatet skyldes trykktap hovedsakelig
tap i varmeveksleren og filteret.
Prosjektering av passivhus
I Norge har vi lang tradisjon for bruk av
EU7‐filter på grunn av høye krav til inneklima, og lavere filterklasse vil kunne bidra
svært positivt både i forhold til trykkfall
internt i aggregatene og ytre mål på aggregatene. Andre markeder benytter stort sett
143
LAVENERGIPROGRAMMET
mye lavere filterklasser, og vi ser derfor at
mange av de importerte” produktene ”sliter”
ved bruk av ”norsk filterkvalitet. Men fortsatt
klarer de norske produktene kravene til SFP
med god margin. Ventilasjonsleverandører
beregner ofte total SFP for en løsning.
To ulike ventilasjonssystemer for to ulike toetasjes eneboliger har veldig forskjellig SFP-faktor.
SFP = 1,34 kW/m³s
SFP= 2,43 kW/m³s
Sentral eller desentral ventilasjon i
leilighetsbygg?
I større leilighetsbygg står vi overfor valget
mellom sentrale ventilasjonsaggregater med luftdistribusjon ut til hver enkelt
leilighet eller desentrale løsninger med et
ventilasjonsanlegg for hver leilighet.
Sentrale løsninger er bedre for bygg der
det er problematisk å ta luft fra fasaden for
hver leilighet. Med sentrale ventilasjonsanlegg plasserer vi vanligvis aggregatene på
tak eller i kjeller. Kanaler blir vanligvis ført i
vertikale sjakter og distribuert til de enkelte
leilighetene gjennom horisontale hovedkanaler. Kjøkkenavtrekk har gjerne separat
kanalstrekk. En fordel med sentrale anlegg
er at det er mye enklere å bytte filter
og gjøre annen service på aggregatet.
Ulempen med sentrale anlegg er at de
Avkast
Luftinntak
Bod Bad Kjøkken
3. etg.
Bod Bad Kjøkken
2. etg.
Bod Bad Kjøkken
3. etg.
Stue Soverom
Kjøkkenhette
Kjeller/bod
U. etg.
Stue Soverom
Kjøkkenhette
Bod Bad Kjøkken
1. etg.
Avkast
Stue Soverom
Kjøkkenhette
Kjøkkenhette
Stue Soverom
Aggregat
Bod Bad Kjøkken
2. etg.
Kjøkkenhette
Stue Soverom
1. etg.
Kjøkkenhette
Luftinntak i
fasade, mot
bakgård
Aggregat
Bod Bad Kjøkken
Fellesaggregat
Luftinntak i
fasade, mot
bakgård
Stue Soverom
Aggregat
Luftinntak i
fasade, mot
bakgård
Sentralt ventilasjonsanlegg
(til venstre), desentralt ventilasjonsløsning (til høyre)
144
Kapittel 6
–
Ventilasjon
krever relativt lange kanalstrekk med store
tverrsnitt som tar mye plass. Det kan også
være vanskelig å styre luftmengder og
tilluftstemperaturen for hver leilighet. Vi må
også sørge for å prosjektere anlegget slik
at det overfører lyd eller lukt mellom ulike
leiligheter.
Desentrale anlegg for hver leilighet har
fordelen at de kan styre både luftmengder og tilluftstemperatur for hver leilighet.
Ulempen er at de vanligvis må ha friskluft-
inntak og avkast på relativt begrensede
fasadearealer. Andre problemer kan være
å plassere aggregatet i leiligheten, og
aggregatet kan gi støy og vibrasjoner.
Desentrale løsninger betyr også at man
må bytte mange filtre i stedet for færre
sentrale filtre.
Når vi skal velge ventilasjonsanlegg for
leilighetsbygg, må vi vurdere fordeler og
ulemper for hvert prosjekt.
Både teknisk rom og sjakter i sentrale ventilasjonsanlegg krever mye plass. Foto: Hilde Kari Nylund
Sentrale ventilasjonsanlegg
Fordeler med sentrale ventilasjonsanlegg er at de:
• har ett luftinntak, noe som betyr at
det er lettere å gi anlegget en optimal
plassering
• gir gode muligheter for å få til godt
vedlikehold med serviceavtaler
• er lett tilgjengelig for vedlikehold, noe
som er spesielt gunstig i bygg med
utleieleiligheter
• kan vedlikeholdes uten at det må
koordineres med beboere
• gjør det mulig å ventilere fellesareal
som trappeoppgang, kjeller og boder
fra samme aggregat
• kan fjernovervåkes
Ulemper med sentrale anlegg er at de:
• trenger teknisk rom og sjakter, noe
som krever mye plass
• kan gi sjenerende støy selv om
anlegget tilfredsstiller klasse C i standarden NS 8175
• kan overføre lyd mellom leiligheter
• kan overføre lukt mellom leiligheter
• krever samlet innregulering av alle
leiligheter som dekkes av et anlegg
• styrer luftmengder og tilluftstemperatur sentralt
Prosjektering av passivhus
Flere detaljer ved utførelsen er viktige for
sentrale anlegg. En god løsning med felles
ventilasjonsanlegg for flere leiligheter har:
• gunstig plassert luftinntak i forhold til solbelastning og luftkvalitet (for eksempel
på tak eller øverst på yttervegg, lengst
borte fra gateplan og bileksos, og vendt
mot nord)
• plass til tilleggsfiltrering hvis man er
usikker på hvilken kvalitet uteluften vil ha
i framtiden
• ventilasjonskomponenter og kanalisolasjon (godt isolerte frisklufts‐ og tilluftskanaler og alle kanaler i sjakt) som gir
minimal uønsket temperaturstigning på
tilluften
LAVENERGIPROGRAMMET
• trykkstyrte luftmengder på både tilluft og
avtrekk, slik at brukeratferd ikke påvirker
luftfordelingen mellom leilighetene
• nok kapasitet til å dekke maksimal samtidig forsering i flere leiligheter
• tilgjengelige reguleringsspjeld inn til hver
leilighet for innregulering, men også
til kontroll og justering av luftmengde
senere i driftsfasen
• separat avtrekk fra kjøkkenhetta fra hver
leilighet
• spirokanalsystem med god tetthetsklasse (EUROVENT klasse B eller bedre),
lavt trykkfall og tilrettelagt for lettvint
inspeksjon og rengjøring
• lyddempere ut fra aggregat og kanallydfelle mellom leiligheter
Individuelle anlegg i hver leilighet
Fordeler med desentrale
ventilasjonsanlegg:
• De krever mindre sjaktareal enn sentrale anlegg hvis luftinntak i fasade er
nok til å dekke luftbehovene.
• De trenger ikke felles teknisk rom som
tar stor plass.
• L
uftmengder i hver enkelt leilighet
påvirkes ikke av de andre leilighetene.
• Luftmengden kan reguleres individuelt.
• De overfører verken lukt eller lyd mellom leiligheter.
• Innregulering kan gjøres per leilighet.
• Individuell styring av tilluftstemperatur.
Ulemper med slike anlegg:
• Hvis luftinntaket i fasaden ikke dekker
luftbehovet, krever slike anlegg lange
kanalføringsveier for tilluft.
• De krever plass til kanalføringer for
luftinntak, tilluftskanaler og avtrekkskanaler og til selve aggregatet inne i
hver enkelt leilighet.
• Aggregatet kan gi støy og vibrasjoner
i leiligheten.
• Anleggene er vanskelig tilgjengelig
for eksterne firmaer som skal gjøre
service.
• De kan få kondensering på luftinntakskanaler.
145
146
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Også for desentrale anlegg er en del detaljer viktige for å få et godt resultat. En god
løsning med eget ventilasjonsanlegg i hver
leilighet har:
• luftinntak i fasade som er gunstig plassert i forhold til solbelastning og luftkvalitet, med kort føringsvei fram til ventilasjonsaggregat (Se Byggforskserien
Byggdetaljer 552.360)
• ventilasjonskomponenter og kanalisolasjon (godt isolerte og korte frisklufts‐ og
tilluftskanaler) som gir minimal uønsket
temperaturstigning på tilluften
• støysvakt aggregat med tilstrekkelig
avstand til soverom
• lyddempere ut fra aggregat
• spirokanaler med god tetthetsklasse
(EUROVENT klasse B eller bedre), lavt
trykkfall og tilrettelagt for lettvint inspeksjon og rengjøring
• en sameieavtale som sikrer jevnlig vedlikehold av anlegget i hver leilighet
• behovsstyrt varmegjenvinning, slik at
hver beboer kan styre tilluftstemperatur
etter eget ønske, for eksempel via et
kontrollpanel med settpunkt for tilluft
som regulerer roterende varmegjenvinner med trinnløs rotasjonshastighet
• lettvint eller automatisk justering mellom sommer‐ og vintersesong (effektiv
utkobling av varmegjenvinning)
• avkast på tak
Enkelt vedlikehold
Riktig vedlikehold innebærer at beboerne for eksempel må skifte filter. Dette krever
også at anleggene er spesielt robuste og enkle å operere og vedlikeholde. Lange
føringsveier øker fare for uønsket temperaturstigning, stort trykkfall (lavere luftmengde)
og gjør kanalnettet vanskelig tilgjengelig for renhold.
Slik bør du plassere aggregat og kanaler
For å få et vellykket ventilasjonsanlegg må vi plassere aggregatet riktig
og designe kanalsystemet på en god
måte. Vi bør plassere både aggregat og
kanalføringer innenfor klimaskjermen.
Da får vi mindre varmetap, og inspeksjon og rengjøring blir lettere. Vi får også
færre problemer med utettheter rundt
kanalgjennomføringer i klimaskjermen.
Aggregat og kanaler bør ikke plasseres
på kaldt loft, i kald kjeller eller i kryprom.
For å få til god plassering må vi ta
hensyn til ventilasjons‐ og kanalsystem
tidlig i planleggingen av huset. En god
idé er å planlegge et sentralt plassert teknisk rom og en gjennomgående teknisk
kanal i boligen som kan romme mye av
kanalføringene i bygget. Godt integrert
planlegging av planløsninger sammen
med tekniske føringer i bygget vil kan
redusere kanalføringer ned til 1/3 av en
konvensjonell bolig. Dette spare betydelige kostnader til installasjonsarbeid, men
også betydelige kostnader til bygningstekniske arbeider, for eksempel nedfôring av himlinger i leilighetsbygg. Godt
planlagte kanalsystemer kan ha mindre
enn 0,1 meter kanal per kvadratmeter
oppvarmet gulvflate (0,1 m/m²), mens
konvensjonelle anlegg typisk har
0,3 m/m². For passivhus bør vi etterstrebe å komme under 0,2 m/m², og
helst ned mot 0,1 m/m².
Innenfor klimaskjermen
Vi bør plassere ventilasjonsaggregat og kanaler innenfor klimaskjermen fordi:
• det senker varmetapet fra kanaler og aggregat
• inspeksjon og rengjøring blir lettere
• vi får færre problemer med utettheter rundt kanalgjennomføringer i klimaskjermen
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Kanaler og aggregat bør ligge innenfor klimaskjerm. Foto: Hilde Kari Nylund
Krav til prosjektering
Tilstrekkelig prosjektering av et ventilasjonssystem er en forutsetning for å tilfredsstille
kravene til ventilasjon. Prosjektert løsning må blant annet beskrive aggregatet,
dimensjoner på kanaler, ventiler og hvor
aggregatet og kanalene skal plasseres.
Hvis installatør ikke kan montere anlegget
slik det er prosjektert, må vedkommende
avklare dette med prosjekterende for å sikre
at løsningen tilfredsstiller passivhuskravene.
Kanaler for tilluft bør varmeisoleres
for å ha god kontroll på temperaturen
på tilluften. Hvis kanalene ikke isoleres,
varmes tilluften opp av romluften. Da
kan vi risikere at denne tilluften har blitt
ubehagelig varm når den når sin endelige
innblåsingsdestinasjon.
Avtrekkskanaler som går gjennom kalde
rom (for eksempel på kalde loft), må isoleres for å unngå faren for kondens.
Gjennomføringer i klimaskjermen må
tettes omhyggelig for å unngå luftlekkasjer
gjennom klimaskjermen. Slike luftlekkasjer kan medføre at kravene til lekkasjetall
ikke oppnås. Det kan også gi betydelig
fuktproblemer, spesielt mot loft, dersom
det er lekkasjer av fuktig luft opp i kalde
konstruksjoner.
Viktig ved installasjon
•
•
•
•
•
Sørg for at kanalføring og aggregatplassering er tilstrekkelig prosjektert.
Plasser kanaler innenfor klimaskjermen.
Varmeisoler kanaler for tilluft i hele lengden, eller legg dem i isolerte husrom.
Isoler avtrekkskanaler hvis de går gjennom kalde rom.
Tett omhyggelig rundt kanaler som går gjennom klimaskjermen.
147
148
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Ventilasjon i næringsbygg
Med god behovsstyring basert på CO2- og temperaturmålinger kan
vi spare så mye som 40 kWh/m² år på ventilasjon, luftoppvarming og
luftkjøling uten at det går ut over inneklima.
MERK
Dette delkapittelet
er skrevet for deg
som har god, generell kompetanse
om ventilasjonsprosjektering.
Næringsbygg trenger store luftmengder,
og derfor utgjør energibruk til ventilasjon
en stor del av det totale energiforbruket.
Behovsstyring av ventilasjon er veldig viktig
for næringsbygg med passivhusstandard.
Slik kan vi senke forbruket av energi til ventilasjon mye uten at det går ut over inneklimaet. Sparepotensialet på 30–40 kWh/m²
år tar utgangspunkt både i praktiske målin-
ger og energisimuleringer.
Et godt behovsstyrt ventilasjonsanlegg
er i utgangspunktet verken mer kostbart
eller mer komplisert enn et mer tradisjonelt
VAV-anlegg dersom vi har en klar målsetning og kjører en helhetlig prosess fra
prosjektering til innkjøring. Dette krever
effektivt samspill mellom de tekniske disiplinene og bevissthet i gjennomføringen.
Potensial i forhold til konstant luftvolum (CAV)
VAV: Variabel luftmengde etter behov
(Variable Air Volume)
DCV: Behovskontrollert luftmengde
(Demand Controlled
Volume)
Driftstider og energibruk
i prosent av CAV for to
typer behovsstyring
75
70
Energy use DCV-IR
Energy use CAV
60
Energy use DCV-CO2
Energy use CAV
65
% of CAV kWh/yr
Ulike
ventilasjonsløsninger
55
50
45
40
35
30
CAV: Konstant luftmengde (Constant Air
Volume)
25
6
9
12
15
18
21
24
Top [hours]
Figuren viser energibruk for to ulike behovsstyringsstrategier sammenlignet med konstant luftvolum (CAV), for ulike driftstider.
Driftstid er den tiden ventilasjonsanlegget
går. En undersøkelse gjort i 2002 viser at et
klasserom brukes i gjennomsnitt 4 timer per
dag, og at belegget er ca. 73 % av maks i
gjennomsnitt i brukstiden.
Med normal driftstid på 12 timer vil
behovsstyrt ventilasjon med infrarød sensor
(DCV‐IR, Demand Controlled Ventilation
Infrared Sensor) senke energibruken til ventilasjon til 45 % av energibruken med CAV
(den øverste kurven på figuren).
For samme driftstid vil behovsstyring
med kombinert CO2- og temperatursensor
(DCV‐CO2) senke energibruken til 35 %
av tilsvarende energibruk med CAV (den
nederste kurven på figuren).
Prosjektering av passivhus
Grunnlaget for luftmengdeberegningene er
som følger:
• CAV: 30 personer ‐ 7 · l/s · person og et
tillegg på 1 ℓ/s · m² på grunn av emisjoner fra materialer
• DCV‐IR: 30 personer ‐ 7 ℓ/s · person
og et tillegg på 1 ℓ/s · m². Minimum
luftmengder når klasserommet ikke er i
bruk. Dimensjonerende luftmengder når
klasserommet er i bruk.
LAVENERGIPROGRAMMET
• DCV‐CO2: Faktisk antall personer. Ventilasjonsraten er derfor økt og regulert for
å holde CO2-konsentrasjonen på et stabilt nivå på 900 ppm. Minimum luftskifte
på 1 ℓ/s · m² når CO2‐nivået er mindre
enn 700 ppm.
Bare vifteenergi og sentralvarme er tatt
med i beregningen. Redusert behov for
lokal varme kommer i tillegg.
Luftmengder og behovsstyring
Ifølge teknisk forskrift (TEK10) og energiberegningsstandarden NS 3031 kan energiberegninger gjøres med 20 % redusert luftmengde i forhold til VAV-ventilasjon når du
har et behovsstyrt anlegg. Ytterligere reduksjon er realistisk, men krever en vurdering.
Dessuten mangler forskriften og standarden en definisjon av hva som er en tilstrekkelig
vurdering og krav til dokumentasjon og verktøy for å dokumentere redusert energibehov (se s. 22 i NS 3031 Minimumsluftmengde ved kontrollberegning mot TEK).
Luftmengder i passivhus
Byggkategori
Primærareal
[%]
Barnehage
70
Skolebygg
70
Kontorbygg
Universitets- og
høgskolebygg
65
70
Persontetthet
primærareal
[m²/per]
Tilstedeværelse
primærareal [%]
5
60
5
60
2,5
60
4
70
Luftmengde
materialer
[m³/hm²]
3,6
3,6
3,6
3,6
Sykehus
75
5
70
7,2
Hoteller
60
6
50
4,3
Sykehjem
Idrettsbygg
Forretningsbygg
Kulturbygg
Lett industri,
verksteder
75
80
70
70
70
5
5
4
4
4
70
60
75
60
60
Eksempel på luftmengde i kontorbygg
Luftmengder for primærareal med personer tilstede:
25,2 / 5 + 3,6 = 8,64 m³/hm²
Gjennomsnittlig luftmengde for primærareal:
8,64 · 0,6 + 3,6 · 0,4 = 6,62 m³/hm² (60 % av 12 timer driftstid)
Kontorbygg snitt driftstid:
6,62 · 0,6 + 3,6 · 0,4= 5,4 m³/hm²
4,3
3,6
7,2
3,6
3,6
149
150
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Luftmengdene oppgitt for passivhus forutsetter behovsstyring og er basert på konservative
betraktninger for å vurdere gjennomsnittlig luftmengde og behovet for energi til ventilasjon.
Verdiene gitt i tabellen er beregnet med følgende forutsetninger:
• Bruksarealet i bygget deles opp i primære oppholdsrom som kontorer, møterom,
klasserom, sengerom og sekundære arealer som korridorer, kommunikasjonsarealer,
printerrom, toalettarealer og annet.
• Byggene har normalemitterende materialer, som i henhold til veiledningen til TEK10 gir
behov for 1,0 l/sm² (3,6 m³/hm²). For noen byggkategorier er luftmengder for materialer
høyere for å ta hensyn til prosesser eller forurensninger som opptrer hyppig i denne
byggkategorien.
• Overstrømningsløsning fra primærarealer til sekundærarealer. Det betyr at sekundær• arealer bare tilføres friskluft tilsvarende materialbelastningen (som i eksempelet er
3,6 m³/hm²). Resten er overstrømning fra primærarealer.
• Mindre rom med få personer har tilstedeværelsesstyring av luftmengdene.
• Større rom med flere personer har CO2‐styrte luftmengder (settpunkt 800 ppm).
• Gjennomsnittlig personbelastning i primærarealene når det er personer i rommet (primærarealene), og luftmengde på 7 l/s per person (25,2 m³/h) når personene er tilstede i
rommet.
• Prosentvis tilstedeværelse angis i prosent av normert driftstid. Utenfor denne tiden antas det at luftmengden reduseres til luftmengde bestemt ut fra materialer (og eventuelt
andre prosesser).
Minste tillatte gjennomsnittlig luftmengdebehov brukt ved energiberegninger
(Kilde: tabell A.2 i NS 3701)
Byggkategori
Barnehage
Kontorbygg
Skolebygg
Universitets- og
høgskolebygg
Snitt luftmengde i driftstid
[m³/hm²]
Snitt luftmengde utenfor driftstid [m³/hm²]
6,0
1,0
6,0
8,0
7,0
1,0
1,0
1,0
Sykehus
9,0
3,0
Hoteller
5,0
1,0
Sykehjem
Idrettsbygg
Forretningsbygg
Kulturbygg
Lett industri, verksteder
7,0
6,0
11,0
6,0
6,0
3,0
1,0
1,5
0,6
1,0
Gjennomsnittlige luftmengder i driftstiden: De oppgitte luftmengdene forutsetter behovsstyrt
ventilasjon som gir riktig luftmengde i forhold til behov. Maksimal luftmengde i enkeltrom i de
ulike byggkategoriene kan være mye høyere.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
To typer samtidighet
Vi har to typer samtidighet: maksimal
samtidighet og brukssamtidighet. Når vi
dimensjonerer ventilasjonsanlegget, skal vi
bruke maksimal samtidighet. Den avhenger
av type brukere og antall brukere. Først når
vi har mange like brukere, kan vi dimensjonere ned anlegget. Den gule kurven
illustrerer rom (for eksempel kontorer) som
brukes uavhengig av hverandre 60 % av
driftstiden. Med 10 slike rom koblet til et
ventilasjonsanlegg blir maksimal samtidighet ca. 85 %. Har du hundre slike rom, blir
maksimal samtidighet 70 %.
–– Den avhenger av type
brukere og antall.
–– Verdien ligger normalt
mellom 70–100 %.
• Brukssamtidighet bruker
vi i energiberegninger.
–– Typiske verdier for
kontorbygg er 20–60 %
i driftstiden.
–– Luftmengder: 40–60 %
(CAV).
100 %
90 %
Samtidighetsfaktor for kanalsegment
Samtidighet til dimensjonering og beregning
• Maksimal samtidighet bruker vi til dimensjonering.
Hvis vi temperaturstyrer ventilasjonsmengden bør vi dimensjonere for 100 %
samtidighet (i varme perioder blir det gjerne
varmt i alle rom).
Brukssamtidighet er gjennomsnittlig
antatt bruk i driftstiden. Denne skal vi bruke
ved energiberegning, forutsatt at anlegget
har presis behovsstyring. Typisk brukssamtidighet for kontorer er 30‐50 %.
Når vi beregner luftmengde, kommer
grunnventilasjonen i tillegg.
80 %
70 %
80 %
60 %
40 %
20 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0%
1
10
100
Antall forserbare avtrekkspunkter betjent
av kanalsegmentet
TEK10/NS 3031 premierer behovsstyring:
• Energioptimal behovsstyring.
• Anslå realistisk gjennomsnittlig luftmengde.
• Bruk SFP-verdien ved gjennomsnittlig luftmengde.
Behovsstyring er en forutsetning for å nå passivhusnivå.
Dimensjoner konservativt, gjør en realistisk energiberegning.
151
152
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Behovsstyring og SFP
Spesifikk vifteeffekt, SFP (Specific Fan Power), er summen av vifteeffekten i kW
(tilluft + avtrekk + eventuelle andre vifter) delt på luftmengde i m³/s.
SFP =
Ptv + Pfv
Qstørst
=>
Totaltrykkøkning
Totalvirkningsgrad
(ligning 6.1)
Når vi beregner SFP, bruker vi største luftmengde av tilluft og avtrekk.
SFP kan også uttrykkes som total trykkoppbygging over viftene (tilluft + avtrekk)
delt på viftesystemets totale virkningsgrad ηtot. Den er gitt ved:
ηtot = ηtrafo · ηfrekvensomformer · ηmotor · ηvifte
Optimalt vifte‐ og motorvalg, gunstig
utformede vifteutløp og gjennomtenkt
komponentvalg langs den kanalveien
som har høyest trykkfall, vil ofte senke
energibehovet til viftedrift betydelig. Som
(ligning 6.2)
regel lønner det seg også å optimalisere
plassering av teknisk rom og sjakter og øke
aggregatstørrelsen. I tillegg gir energieffektive anlegg generelt mindre støy enn
tradisjonelle anlegg.
Slik finner du største luftmengde
Mange ventilasjonsaggregater har nå
innebyggede dyser som måler luftmengden ved hvert vifteinnløp. Når vi skal
kontrollere SFP, er det hensiktsmessig
å bruke disse målte/loggede luftmengdene. Legg merke til at hvis du har en
roterende gjenvinner og normal vifteplassering (se figur), så vil luftmengden over
avtrekksviften inneholde 5 % renblåsingsluft. Den brukes til å blåse rotoren
ren og kommer ikke bygget til gode.
Denne renblåsingsluften må vi trekke fra
før vi beregner SFP. Helst bør luftmengdene tilført hver oppholdssone (netto
luftmengde) brukes.
Hvis vi bruker aktive tilluftsventiler
med målt luftmengde i hver ventil, har vi
kontroll på netto luftmengde. Den bør vi
bruke ved SFP‐måling. Har vi tradisjonell
styring, bør vi bruke luftmengden målt
Prosjektering av passivhus
over sonespjeld. Hvis vi bruker hovedluftmengder fra aggregat, må vi stille krav til
lekkasje og kontrollere utførelse og resultat i forhold til dette kravet fordi SFPmålingen ikke lenger avslører mangelfull
153
LAVENERGIPROGRAMMET
utførelse i slike tilfeller. Vi bør trekke fra
antatt lekkasje før vi beregner SFP.
Hvordan SFP skal måles/kontrolleres
i et gitt anlegg, bør defineres i kontrakten
med entreprenør.
Ca. 5 % renblåsingsluft
over avkastvifte
SFP, luftmengde og energibruk
SFPe =
N
∑i=1
(∑Pi ∆ti )
N
∑i=1 (qv,i ∆ti )
1
Fraction of max SFP
0,9
0,8
0,7
0,6
=
N
∑i=1
(SFPe,i qv,i ∆ti )
N
∑i=1 (qv,i ∆ti )
(ligning 6.3)
Poor
Normal
Good
Ideal
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
r²
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
r ², Fraction of maximum flow rate
Årlig gjennomsnittlig SFP‐verdi får vi ved
å summere alle (i=1‐N) driftssituasjoner
i deres respektive tidsintervall. Kurvene
viser hvordan SFP vil variere med luftmengden ved forskjellige typer styring.
Normal representerer trykkstyring, hvor
man opprettholder konstant trykk i hoved-
kanal i driftssituasjoner. Ideal representerer spjeldstyring, hvor man kun bygger
opp tilstrekkelig trykk for å tilfredsstille
alle luftmengdebehov. Ved spjeldstyring
får man ingen struping langs kritisk vei,
som er den kanalveien som dimensjonerer trykkoppbyggingsbehovet til viftene.
KILDE
AIVC TECHNICAL NOTE 65
154
Kapittel 6
–
Ventilasjon
SFP, luftmengde og energibruk
SFP =
P=
∑P
V
¨ k¨V²
∆p · V
¨V ¹ ̅ ³
η
Δp = k1 + k2 · V ²
ηtot
(ligning 6.4)
(ligning 6.5)
(ligning 6.6)
Blir mindre ved lave luftmengder!
SFP er effektbehov (P) dividert med luftmengde (V med prikk over) slik ligningene
viser. I verste fall er SFP konstant ved varierende luftmengde. I beste fall (teoretisk)
kan SFP‐verdien variere med kvadratet av
luftmengden. Dette skyldes at effektbehov
(P) er produktet av trykkøkning over viften
og luftmengden dividert på virkningsgrad.
Trykk varierer med kvadratet av luftmengden hvis vi har turbulent strømning, men
ved tradisjonell trykkstyring holder man
deler av trykket konstant (k1).
Energibruk til vifter
m³/h
Luftmengde
x
m²
1h
3600s
x SFP
kW
m³/s
x Driftstid
h
yr
= Energibruk
kWh
m² yr
(ligning 6.7)
Energibruk til vifter kan vi beregne ut fra luftmengde, SFP-verdi og driftstid.
Energibruk for CAV-anlegg
Vifteenergi
10
m³/h
m²
x
1h
3600s
x 2
kW
m³/s
x 3000
h
yr
= 17
kWh
m² yr
Lokal varme
10
m³/h
m²
x
1
3
x 3 ℃ x 1000
h
yr
Vi kan beregne vifteenergibehov for et
CAV‐anlegg og økt behov for lokal varme
for et ventilasjonsanlegg som overventilerer
= 10
kWh
m² yr
med undertemperert luft som vist i eksempelet. Her har vi neglisjert energibehov til
sentral varme og sentral kjøling.
Prosjektering av passivhus
155
LAVENERGIPROGRAMMET
Tradisjonell trykkstyring
∆p
controller
VSD
fan
VAV
Static pressure tube
VAV
VAV
Vi kan vise dette med et eksempel. Et
anlegg har gjennomsnittlig luftmengde på
60 % av dimensjonerende luftmengde.
SFP ved dimensjonerende luftmengde er
2 kW/m³/s. Et slikt anlegg med trykkstyring
vil følge normalkurven for sammenhengen
mellom SFP og luftmengde. Hvis trykksensoren er uheldig plassert eller unøyaktig,
kan vi tenke oss at anlegget leverer 80 %
av luftmengden selv om behovet er 60 %.
Tilhørende SFP‐verdi blir da 1,6. Med gunstig plassert og nøyaktig sensor, leverer
anlegget i tråd med behovet, altså 60 %.
SFP‐verdien blir da 1,2.
Ved optimal styring blir SFP 0,8, ifølge
den blå kurven i figuren.
1
0,9
Fraction of max SFP
Figuren her viser en prinsippskisse av
tradisjonell trykkstyring. Hvis ventilasjonsbehovet i et rom eller en sone går ned,
struper anlegget VAV‐spjeldet til rommet/
sonen. Det øker trykket i kanalen foran
spjeldet. Denne trykkøkningen skal registreres av en trykksensor som gir beskjed
om at viftepådraget skal reduseres inntil
trykket kommer ned til ønsket nivå.
Ved tradisjonell trykkstyring holder
anlegget altså deler av trykket konstant
uansett luftmengdebehov. Dette trykket
måles med trykksensor i kanalen og er satt
så høyt at man sikrer nok luft fram til alle
ventiler. Når behovet går ned, bygger man i
praksis opp et unødvendig høyt trykk, som
igjen strupes bort av VAV‐spjeld lenger ut i
anlegget sett fra viften. Ventilasjonsanlegget vil det meste av driftstiden gasse og
bremse samtidig, og dermed bruke unødvendig mye vifteenergi.
Dessuten er følsomheten til og plasseringen av sensoren viktig. En dårlig plassert eller unøyaktig trykksensor klarer ikke
å fange opp trykkendringer som skyldes
endret behov i en sone/rom. En konsekvens av dette er at lavere luftmengdebehov i en sone ikke gir tilsvarende
luftmengdeendring over aggregatet, men
heller gir en omfordeling i anlegget.
0,8
0,7
0,6
Poor
Normal
Good
Ideal
0,5
0,1
0
SFP = 2 x 0,6
SFP = 2 x 0,4
0,4
0,3
0,2
SFP = 2 x 0,8
r²
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
r ², Fraction of maximum flow rate
156
Kapittel 6
–
Ventilasjon
SFP og energibruk ved 60 % av dimensjonerende luftmengde
Energibehov med CAV
Til vifter (i følge ligning 6.7)
10
m³/h
m²
x
1h
3600s
x 2
kW
m³/s
x 3000
h
yr
= 17
kWh
m² yr
Lokal varme:
10
m³/h
m²
1
x
3
x 3 ℃ x 1000
h
yr
kWh
= 10
m² yr
Energibehovet med CAV blir dermed ca. 27 kWh/m²år.
Med konstant trykkstyring, unøyaktig eller dårlig plassert sensor slik at anlegget leverer 80 % (som beskrevet i teksten):
Energibehov til vifter
8
m³/h
m²
x
1h
3600s
x 1,6
kW
m³/s
x 3000
h
yr
= 8-11
kWh
m² yr
Lokal varme:
8
m³/h
m²
x
1
3
x 3 ℃ x 1000
h
yr
= 6-8
kWh
m² yr
Behovsstyring med tradisjonell trykkstyring kan altså redusere energibehovet
fra ca. 27 kWh/m²år ned til 14–19 kWh/m²år.
Erfaringer med trykkstyring
KILDER:
Klæboe og Hermann. 2011
Mingsheng liu et al. 2007
Maripuu. 2009
Grini. 2010
Mange behovsstyrte ventilasjonsanlegg
fungerer ikke i henhold til intensjonen
eller trenger lang og kostbar inntuningstid for å få tilfredsstillende funksjon (ett
til to år). Disse problematiske anleggene er gjerne basert på tradisjonell
trykkstyring.
Undersøkelser viser systematisk høyere vifteenergibruk med trykkstyring enn
styring mot optimalisert trykk (SPR) og
aktiv tilluftsventil.
En utfordring er å finne gunstig plassering av trykksensor. Den optimale
plasseringen endrer seg i forhold til bruken, så vi kan ikke regne oss fram til et
punkt hvor sensoren skal stå. Det vi vet,
er at sensoren bør plasseres langt ut i
anlegget slik at vi kan styre viften mot et
så lavt trykk som mulig.
Fordelen med trykkstyrte anlegg er at
de har stabile trykkforhold i kanal rundt
sensor, slik at man der kan ha egne grener med tradisjonell CAV‐ventilasjon, for
eksempel en egen streng som dekker
lager og andre rom hvor luftmengden
ikke skal variere.
LAVENERGIPROGRAMMET
Prosjektering av passivhus
Styring mot optimalisert trykk (SPR)
SPR = Static Pressure Reset. Prinsipiell skisse av
spjeldstyring eller et
anlegg som justerer
trykksettpunktet i
forhold til behov.
Hvis alle VAV-ene har ønsket luftmengde (i
forhold til målt behov) og ingen spjeld har
maksimal åpningsgrad, reduserer viften
pådraget inntil et VAV-spjeld får maksimal
åpningsgrad.
Ved styring mot optimalisert trykk (SPR)
Et anlegg som
justerer trykksettpunktet, vil i tillegg
ha en trykksensor i
hovedkanalen.
skjer dette over to trinn. Med utgangspunkt
i at ingen spjeld har maksimal åpningsgrad,
reduseres trykksettpunktet. Så reduseres
viftepådraget som følge av redusert trykksettpunkt, noe som gjør at alle VAV‐spjeldene åpner litt.
Spjeldstyring
SPR
controller
VSD
Signal
cables
fan
VAV
Critical path
max position
VAV
VAV
Behov, luftmengde og spjeldvinkel registreres for alle VAV-ene. Hvis alle VAV-ene har
ønsket luftmengde (i forhold til målt behov)
og ingen spjeld har maksimal åpningsgrad,
så reduserer viften pådraget inntil et VAVspjeld får maksimal åpningsgrad. Maksimal
åpningsgrad er gjerne 75–80 % av helt
åpent spjeld for å sikre at VAV‐spjeldet har
tilstrekkelig autoritet.
Erfaringene med anlegg som styrer etter
optimalisert trykk, er relativt gode. Ulempen
er høyere investeringskostnader og i noen
tilfeller høyere kompleksitet. I verste fall kan
det gi pendling i anlegget.
157
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Erfaringer med optimalisert trykk (SPR)
• gode etter inntuning
• vanskelige VAV-spjeld (lite luft) kobles av
• energieffektive anlegg
• mange VAV-spjeld per optimizer med hyppige endringer kan gi pendling
• dyrest
• økt kompleksitet
Digital behovsstyrt ventilasjon
Digitalt behovsstyrt ventilasjon (DBV) er
et rent mengderegulert system utviklet
primært for cellekontorer og andre lokaler
som brukes av et kjent antall personer.
Alle spjeld innreguleres i to posisjoner
avhengig av om rommet er i bruk eller ikke
(min. og maks posisjon). Ved registrert
tilstedeværelse gir Con A beskjed til spjeld
om å gå til maksposisjon og beskjed til
Con B om behov for maks luftmengde.
Con B summerer opp luftmengdene og
sender riktig luftmengde ut på strengen.
Digital behovsstyrt ventilasjon er et rent mengderegulert
system, primært utviklet for cellekontorer.
Con B
fan
Flow
measurement
Local bus
Con B
Main bus
158
Flow
measurement
Con A
Local bus
Con B
Flow
measurement
Con A
Con A
Local bus
Con B
Flow
measurement
Con A
Con A
Con A
Prosjektering av passivhus
159
LAVENERGIPROGRAMMET
Dette er fra et prosjekt hvor vi
tilfeldigvis fant at luftmengden til rommene var altfor lav
selv om riktig luftmengde ble
sluppet på grenen. Denne
lekkasjen var årsaken.
Ulempen med digital behovsstyrt ventilasjon er
at vi ikke får noen tilbakemelding om levert luftmengde til rommet. Vi trenger løsninger som:
• kompenserer for feil og varsler om feil som
kanallekkasjen vist på bildet
• dokumenterer reell leveranse, slik at vi
sikrer at arbeidsgivers ansvar for luftkvalitet
er ivaretatt
• enkelt kan endre luftmengde
• kan levere forskjellige minimumsnivåer, avhengig av om man er innenfor eller utenfor
ordinær arbeidstid (det kan ikke digital behovsstyrt ventilasjon men denne løsningen
kan være et alternativ til CAV)
Digital behovsstyrt
ventilasjon er først
og fremst utviklet for
cellekontor.
Foto: Hilde Kari Nylund
Aktiv tilluftsventil
En aktiv tilluftsventil
som vist på bildet er
et kombinert VAVspjeld og tilluftsventil.
Den er enkel å montere og kontrollere fra
romnivå.
Luftmengde
Åpningsgrad
Romtemperatur
Kanaltemperatur
Bevegelse
IR-Link – fjernavlesing
160
Kapittel 6
–
Ventilasjon
VSAD er aktiv
tilluftsventil.
fan
VSD
BMS
Signal cables/
Internet/bus
Figuren viser prinsippskisse av spjeldstyring med aktiv tilluftsventil (VSAD). Behov,
luftmengde og spjeldvinkel registreres for
alle VSAD-ene. Hvis alle VSAD-ene har
ønsket luftmengde i forhold til registrert behov og ingen spjeld har maksimal
åpningsgrad, så reduserer viften pådraget
inntil en VSAD får maksimal åpningsgrad.
Dette sikrer tilnærmet optimal behovsstyring i forhold til vifteenergibruk.
Erfaringer viser at aktive tilluftsventiler
er gode og energieffektive, de er presise
også ved lave luftmengder. Støyproblemer
VSAD
VSAD
VSAD
VSAD
VSAD
VSAD
er ikke målt eller registrert. Mye av automatikken er prefabrikkert, slik at vi får få
koblingsfeil. De aktive tilluftsventilene styrer
i forhold til tilstedeværelse og temperatur
og kan styre lys, radiatorpådrag og mer.
Ventilene kan kommunisere via internett.
De er brukt i rehabiliteringsprosjekter med
greit resultat – og de er ikke nødvendigvis
dyrere enn trykkstyring.
Behovsstyring med optimal styring/
spjeldstyring kan redusere energibehovet
fra ca. 27 kWh/m² (CAV) til ca. 10 kWh/m²
(se eksempelet).
SFP og energibruk ved r = 0,6
CAV
m³/h
10
1h
x
m²
3600s
m³/h
10
1
x
m²
3
x 2
kW
m³/s
x 3000
h
x 3 ℃ x 1000
yr
h
yr
= 17
= 10
kWh
m² yr
kWh
m² yr
Ideell styring
6
m³/h
m²
6
x
m³/h
m²
1h
3600s
x
1
3
x 0,8
kW
m³/s
x 3000
x 3 ℃ x 1000
h
yr
h
yr
= 6
= 4
kWh
m² yr
kWh
m² yr
Prosjektering av passivhus
Krav til CO2-sensorer
Ved CO2‐styring av luftmengder er CO2‐
sensoren sjefen. Studier viser at kvaliteten
på CO2‐sensorer varierer mye.
LAVENERGIPROGRAMMET
• levetid og kalibreringsprosedyre
Sensorens målenøyaktighet kan
kontrolleres etter å ha kjørt ventilasjonsanlegget en periode om natten. De bør
da innstille seg på samme verdi i nærheten av uteluftnivå. For stort avvik kan gi
grunnlag for klage på for stor måleusikkerhet og kreve utbedring, utskiftning eller
erstatning.
Videre bør anlegget styre etter økningen i
forhold til utenivå fordi CO2‐nivået ute varierer noe. Det betyr at vi må ha en egen
utesenor.
Formålet med CO2‐styring er å sikre
tilfredsstillende luftkvalitet, for eksempel i
henhold til en klimaklasse etter NS 15251.
Da må vi trekke fra måleusikkerheten før
vi bestemmer CO2‐settpunktet. Ønsker vi
inneklimaklasse 1 i henhold til NS 15251,
kan vi akseptere 350 ppm over utenivået.
For å være sikker på at vi tilfredsstiller
dette, må vi styre mot 275 ppm over utenivået hvis vi har en sensor med maksimal
måleusikkerhet på + ‐ 75 ppm.
Bedre kontroll gir mindre avvik mellom teori
og praksis. Plasser ansvar for ventilasjonsfunksjon og sørg for skikkelig sluttkontroll
som er tilpasset behovsstyrt ventilasjon.
Gjenta kontrollen etter et år (eller en driftsperiode). Kontroller krav til SFP.
Det er derfor viktig å stille krav til sensoren
når det gjelder:
• måleusikkerhet, for eksempel + ‐ 75 ppm
–– Hvis sensoren må kalibreres jevnlig
så er dette en betydelig kostnad
som bør vektlegges ved investering.
Sluttkontroll
• Funksjonskontroll på romnivå.
• Funksjonskontroll på soner.
• Funksjonskontroll på aggregater.
• SFP skal måles og dokumenteres. Pass på at det skjer for riktig driftsstatus.
På ettårsbefaringen: Gjenta disse trinnene.
Sørg for at du på forhånd har avtalt gjensidig kompensasjonsordningen hvis det
oppstår avvik fra krav, for eksempel relatert til energikostnad.
161
Kapittel 6
–
Ventilasjon
Slik sikrer du bedre behovsstyring
Mye er gjort hvis du plasserer ansvar og
stiller etterkontrollerbare og definerte krav
til SFP. Kapasiteten kontrolleres ved dimensjonerende luftmengde, mens energieffektiviteten kontrolleres ved definert redusert
luftmengde. Endrer man luftmengde på
romnivå, skal hovedluftmengden endre seg
tilsvarende. Ved energioptimal behovsstyring vil alltid et VAV-spjeld stå i maksimal
åpen posisjon.
Du finner mer informasjon om behovsstyring på prosjektweben til forskningsprosjektet
Reduceventilation. Se: www.sintef.no/Projectweb/reduceventilation/
1
0,9
Fraction of max SFP
162
0,8
0,7
0,6
Poor
Normal
Good
Ideal
Kontroll av kapasitet
Kontroll av energieffektivitet
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
r²
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
r ², Fraction of maximum flow rate
Samsvar romendring og
totalluftmengde
Alltid et åpent VAV-spjeld!
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Hva er forskjellen på krav til ventilasjon i passivhus og TEK10-hus?
2. Hva slags varmegjenvinner er det sikreste valget for kalde
innlandsstrøk?
3. Hvordan kan du enkelt og billig behovsstyre ventilasjon i boliger?
4. Hva er SFP-faktorer og hva påvirker dem?
5. Når bør du velge sentrale ventilasjonsanlegg?
6. Hvorfor bør du plassere ventilasjonsaggregat og kanaler innenfor
klimaskjermen?
7. Hva bestemmer energibruk til vifter?
8. Hvorfor bruker tradisjonelle trykkstyrte anlegg ofte unødvendig mye
vifteenergi?
9. Hvordan fungerer styring mot optimalisert trykk?
10.Hva slags bygg er digital behovsstyrt ventilasjon egnet for?
11.Hvordan fungerer en aktiv tilluftsventil?
12.Hvilke krav bør du stille til CO2-sensorer?
163
164
Kapittel 7
–
Energikilder
Energikilder
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Vakuumsolfanger Foto: Hilde Kari Nylund
Kravet til andelen energi som stammer fra fornybare energikilder, påvirker byggherrens/boligeierens valg. I områder med tilknytningsplikt for
fjernvarme er valget ofte gitt. Andre steder kan både sol, bioenergi og
flere typer varmepumpeløsninger være aktuelle løsninger. Ren elektrisk
energiforsyning vil ikke tilfredsstille kravet i passivhusstandarden for
boliger. Passivhusstandarden for yrkesbygg har de samme kravene til
energiforsyning som TEK10.
Valg av energikilde
Økonomi og eventuell tilknytningsplikt til fjernvarme styrer hva slags
energikilder og varmeanlegg vi velger.
I områder med tilknytningsplikt må vi normalt tilrettelegge for å koble til fjernvarme
til romoppvarming, ventilasjonsvarme
og varmt tappevann, selv om behovet
for romoppvarming er minimalt. I enkelte
prosjekter har utbygger fått fritak for fjernvarme fordi kostnadene ikke kan forsvares
i forhold til det faktiske varmebehovet.
Generelt kan vi velge de samme
energikildene til næringsbygg og boliger.
Normalt velger vi den energikilden som gir
størst uttelling i forhold til dekningsgrad og
økonomi. Dette betyr for eksempel at vi
kan velge energikilden ut fra hvilket behov
den dekker.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Energikildenes egnethet
Tappevann
Solfanger
Biobrensel
Romoppvarming
Tappevann og
romoppvarming
(
)
Lufttil-luft-varmepumpe
Luft-til-vann-varmepumpe
Vann-til-vann-varmepumpe
Fjernvarme
Varmepumpe og solfanger
Solfanger og biobrensel
Tabellen viser forenklet hvilke energikilder
og kombinasjoner av energikilder som er
egnet til å dekke behov for tappevann,
romoppvarming eller begge deler. For
eksempel vil en solfanger være best egnet
til å dekke tappevann alene, men den kan
også være egnet til å dekke både behov
for tappevann og romoppvarming i et
passivhus.
Et annet eksempel er luft-til-luft-varmepumpe. Den dekker bare romoppvarmingsbehov. Det tredje eksempelet er kombinasjonen av solfanger og biobrensel, som er
(
)
svært godt egnet til å dekke både behov
for tappevann og romoppvarming. (Derfor
vises denne kombinasjonen med to haker i
tabellen.) (√).
Oversikten er primært rettet mot boliger,
og den vil variere med boligens størrelse
og beliggenhet. Siden tappevann normalt
utgjør en mindre andel av det totale oppvarmingsbehovet i større næringsbygg enn
i boliger, kan varmekildenes egnethet være
litt annerledes for næringsbygg. Unntaket
er selvsagt svømmehaller og idrettshaller
med stort tappevannsbehov.
165
166
Kapittel 7
–
Energikilder
Elektrisk oppvarming
Direktevirkende elektrisk oppvarming betyr ofte lave investeringer og robuste løsninger, men krav til fornybarandel i passivhusstandardene betyr at elektrisitet ikke
kan være eneste varmekilde.
Fordeler med elektrisk oppvarming:
• rimelig å installere
• enkel regulering
• lavt vedlikeholdsbehov
Ulemper
• regnes ikke som fornybar energi
• bare el som kilde oppfyller ikke kravet til fornybar energi i NS 3700/3701
• lite fleksibel løsning
Elektrisk oppvarming i form av panelovner, varmekabler eller varmebatterier er
ofte robuste, og investeringskostnadene
er lave. Panelovner er også enkle å
regulere, mens innstøpte varmekabler er
noe mer unøyaktige og trege å regulere.
Litt dårligere regulerbarhet på varmekabler er sjelden noe stort problem i våtrom,
der brukerne gjerne vil ha en jevn varme
døgnet rundt.
Den store ulempen med elektrisk
oppvarming er at vi låser oss til én
energikilde for oppvarming. Dette trenger ikke være noe stort problem så
lenge vi har en annen energikilde vi kan
bruke, for eksempel en vedovn eller
biopelletskamin.
Energibehov til tappevannsoppvarming
er tradisjonelt blitt dekket med elektriske
beredere. Disse er enkle og utprøvde og
er også relativt enkle å regulere nøyaktig.
Men tappevannsbehovet i norske boliger
er ofte høyt og er den største energiposten i passivhus. Derfor bør vi vurdere å
dekke tappevannsoppvarming med andre
energikilder enn elektrisitet der det er
praktisk og økonomisk mulig.
Bare elektrisitet som energikilde i et
passivhus betyr at kravene til fornybar
energi ikke er tilfredsstilt, og huset kan
derfor ikke defineres som et passivhus
etter NS 3700.
Elektrisk romoppvarming i passivhus
er akseptabelt hvis minst 50 % av energibruken til tappevannet dekkes med en
fornybar energikilde.
Prosjektering av passivhus
167
LAVENERGIPROGRAMMET
Biobrensel
Varmekilder basert på biobrensel kan dekke både oppvarmingsbehov og tappevann i passivhus, men kan være krevende i forhold til lønnsomhet og avgitt effekt.
Det finnes en rekke ulike oppvarmingsløsninger som bruker biobrensel:
• Sentrale kjelsystemer som bruker ved,
biopellets eller flis, og distribuerer varme
via et vannbåret system. Systemene
kan også dekke deler av tappevannsbehovet.
• Lokale kaminer, ovner eller peisinnsatser
som bruker ved eller biopellets.
For eneboliger og mindre boligprosjekter
(under 8–10 boligenheter) med passivhusstandard er det vanskelig å få økonomisk lønnsomhet i et sentralt biobrenselanlegg. Slike anlegg kan også være
vanskelige å regulere nøyaktig. Dårlig
regulering kan gi lav virkningsgrad og i
verste fall overoppvarming.
I større boligprosjekter kan det være
aktuelt med en sentral, helautomatisk
biopelletskjel som dekker behov for
tappevanns‐ og romoppvarming. Slike
anlegg må planlegges og dimensjoneres
nøye, og de krever egen lagringsplass for
brensel.
De fleste vedovner passer dårlig i
passivhus fordi de avgir for mye varme i
forhold til varmebehovet, men det utvikles
nå ovner med lav avgitt effekt tilpasset
passivhus.
Biopelletskamin er en egnet løsning,
siden de kan reguleres ned til en effekt på
under 2 kW. Disse har også ofte termostatstyring, slik at de slår seg av og på
etter varmebehovet. Biopelletskaminer
har også fordelen at de kan ha et lager av
biopellets som automatisk blir matet inn i
kaminene.
Vedovner med varmekappe kobles
til en akkumulatortank der varmen fra
ovnen både kan benyttes til tappevann
og romoppvarming. I kombinasjon med et
solfangeranlegg vil et slikt anlegg fungere
optimalt med vedovn som varmekilde
vinterstid, mens solfangerne dekker store
deler av varmebehovet til tappevann i de
varmeste periodene.
Vedovn med vannkappe
er optimalt sammen med
solfangere.
Foto: Hilde Kari Nylund
168
Kapittel 7
–
Energikilder
Solenergi
Solvarme er godt egnet til passivhus og brukes særlig til å varme opp tappevann.
Solfangere kan dekke både
tappevann og romvarme,
men gir minst varme når
samlet behov er størst.
Foto: Hilde Kari Nylund
I prinsippet kan vi utnytte solenergi i
bygninger på tre måter:
1.passiv soloppvarming, det vil si soltilskudd som kommer inn gjennom
vinduer
2.solfangere som varmer opp vann som
brukes til rom‐ eller tappevannsoppvarming
3.solceller som omdanner solstråling til
elektrisk energi
Solfangere brukes stort sett til tappevannsoppvarming, men det finnes også
kombisystemer som dekker både tappevann og romoppvarming. Vannbårne
solfangere kan ta opp i området 70–90 %
av den innkommende solstrålingen. Solfangere kan i nordisk klima dekke ca. 50 %
av varmebehovet til tappevann, men dette
kan variere fra 40–70 % avhengig solfangertype og antall kvadratmeter solfanger.
En normal bolig vil trenge 3–10 m² solfangerareal bare for å dekke tappevannsoppvarming. Kombisystemer som både dekker
romoppvarming og tappevann, kan dekke
10–30 % av romoppvarmingsbehovet og
ca. 50 % av tappevannsbehovet.
Leverer lite om vinteren
Utfordringen med solfangere i lavenergiboliger og passivhus er at når romoppvarmingsbehovet er størst – i de kaldeste
periodene – har vi lite tilgang på solenergi.
Om sommeren er det motsatt, og tilgangen på solenergi er størst når vi ikke har
romoppvarmingsbehov. Kombisystemer
som primært dekker tappevannsbehovet og
sekundært dekker vannbåren gulvvarme i
bad og våtrom, kan være aktuelle løsninger.
Solfangere bør optimalt være orientert mot
sør (+/‐ 20°) og ha en helning på 30–60°
(vinkel i forhold til horisontalplanet). Montering på sørvendte saltak over 30° er derfor
vanlig plassering av solfangere.
Solceller kan på sin side bare omdanne
10–20 % av den innkommende solenergien
og trenger derfor relativt store flater for å
dekke en betydelig andel av elektrisitetsbehovet til en bolig. Solceller er også foreløpig
relativt dyre. Videreutvikling av solcel-
Prosjektering av passivhus
ler med høyere virkningsgrad og lavere
kostnad kan gjøre solceller til en viktig del
av energiforsyningen i framtidens boliger.
Andelen egenprodusert, miljøvennlig
energi vil bli stadig større i framtidens
boliger.
Siden solfangere ikke kan dekke hele
169
LAVENERGIPROGRAMMET
det termiske energibehovet, må den ha
en tilsatsvarme i de kaldeste månedene
av året. Særlig kombinasjonen sol‐bio er
en meget miljøvennlig løsning som kan gi
tilnærmet null klimagassutslipp. Det finnes
allerede i dag kommersielt tilgjengelige
sol-bio-systemer med ferdig automatikk.
REFERANSE
Du kan lese mer om
solfangersystemer
til passivhus i Prosjektrapport 22 fra
SINTEF Byggforsk,
2008:
(Andresen, I. Planlegging av solvarmesystemer for lavenergi‐ og passivhus. En
introduksjon)
Solfangere Foto: Laila Borge,
Naturvernforbundet
Pelletskjel på Eidsvåg Foto: Sebastian von Hofacker
Passivhusleilighetene ved Løvåshagen i Bergen har vakuumsolfangere på
taket som dekker deler av tappevannsbehovet og noe av varmen på bad.
• Det er to solfangere per leilighet,
koblet direkte til varmtvannstanken i
hver enkelt leilighet.
• Spesialutviklet varmtvannsbereder/
akkumulatortank.
• Solenergien går primært til tappevann (50 %), men også baderomsvarme (15–20 %).
• Anlegget må ha radiatorer på taket
for å kvitte seg med overskuddsvarme om sommeren.
Prinsippskisse av
vakuumsolfanger:
Solvarme absorberes
av svart belegg på
indre glassvegg
Varme ledes til
kobbersylinder av
varmereflektor
Varmeoverføring
Varm damp stiger
opp inne i kobbersylinderen
Kondensert væske
samles i bunnen av
kobbersylinderen
170
Kapittel 7
–
Energikilder
Varmepumper
Luft-til-luft-varmepumper passer dårlig i passivhus, mens varmepumper som dekker både oppvarming og tappevann via vannbårne systemer kan være godt egnet.
Bergvarmeløsninger kan
dekke både tappevann og
oppvarming i passivboliger,
men kostnader til borehull
og installasjon er høye.
Foto: Hilde Kari Nylund
Varmepumper finnes i en rekke utførelser
og systemer, og i mange kostnadsnivåer.
Vi deler vanligvis inn varmepumper etter
hvor de tar varme fra (omgivelsesvarme),
men også etter hvordan de avgir varmen til
boligen.
Varmepumper kan deles inn i fem
hovedsystemer, avhengig av hvor de henter
varmen, og hvordan de avgir den:
•
•
•
•
•
•
luft-til-luft-varmepumpe
avtrekksvarmepumpe
luft-til-vann-varmepumpe
berg-/vann-/jord-til-vann‐varmepumpe
gråvannsvarmepumpe
kompaktaggregater/integrerte løsninger
Utfordringen for ordinære varmepumpesystemer i forhold til passivhus er det
Prosjektering av passivhus
lave og veldig varierende varmebehovet.
Derfor er det viktig at vi velger og designer
varmepumpesystemet spesiell til det lave
varmebehovet, og at vi legger spesielt vekt
på å dekke tappevannsbehovet, som ofte
er dominerende i slike boliger.
Luft-til-luft-varmepumper
Luft-til-luft-varmepumper tar varme fra
uteluften og avgir den direkte til inneluften.
Slike varmepumper har blitt mye rimeligere
de siste årene, og de kan være lønnsomme i eksisterende boliger med høyt
oppvarmingsbehov.
Ulempen med denne typen varmepumper er at ytelsen (varmefaktoren) avtar
ved lave temperaturer, og den er liten når
temperaturen nærmer seg ‐20 °C. Boliger
med uft-til-luft-varmepumpe trenger derfor
en annen energikilde for å dekke oppvarmingsbehovet i de kaldeste periodene. En
annen ulempe er at disse varmepumpene
er punktvarmekilder, og de trenger derfor
en relativt åpen planløsning for å dekke en
betydelig del av romvarmebehovet.
Luft-til-luft-varmepumper passer relativt
dårlig i passivhus, siden de yter minst når
varmebehovet er størst. Dessuten vil de
ikke kunne dekke kravet til fornybar energi
i NS 3700. Varmepumpen må i så fall
kombineres med en annen fornybar energikilde. Solfangere har også dårligst ytelse
når det er kaldt. Derfor trenger boligen
en annen fornybar energikilde som må
dekke store deler av oppvarmingsbehovet
vinterstid.
Fordeler og ulemper med luft-til-luft-varmepumper
Fordeler
•
•
•
•
akseptabel pris (ingen distribusjonskostnad)
relativt enkel montering
høy kapasitet
stort utvalg
Ulemper
• avgir noe støy innendørs og utendørs
• dårligst ytelse når behovet er størst
• punktvarmekilde
LAVENERGIPROGRAMMET
171
172
Kapittel 7
–
Energikilder
Luft-til-vann-varmepumper
Denne typen varmepumper tar varme fra
uteluften og varmer opp varmtvann. Varmtvannet kan brukes både til å dekke tappevannsbehov og romoppvarmingsbehov.
Som for luft-til-luft- varmepumper er
ulempen at ytelsen reduseres ved lave
utetemperaturer. Men for steder med relativt milde vintre vil luft-til-luft-varmepumper
fungere godt. Denne typen varmepumper er brukt som varmeforsyning i flere
passivhusprosjekter. Varmepumpen må
kombineres med vannbåren romvarme
(radiatorer eller gulvvarme).
Luft-til-vann-varmepumper
Fordeler
• dekker store deler av oppvarmingsbehovet til tappevann og romoppvarming
• tilfredsstiller kravet til fornybar energi i NS 3700
• gir ikke støy innendørs
Ulemper
• gir noe støy utendørs
• dårligst ytelse når behovet er størst
• fortsatt kostbare i forhold til lavt oppvarmingsbehov
Solfanger og varmepumpe. ISOBO aktiv (Jadarhus) har både solfangere og luft-tilvann-varmepumpe. Anlegget har også en rørslynge gravd ned i bakken rundt huset for å
forvarme tilluften. Dette er også omtalt i kapittel 6 om boligventilasjon.
Prosjektering av passivhus
173
LAVENERGIPROGRAMMET
Eksempel med luftinntakskulvert
Strinda administrasjonsbygg har en luftinntakskulvert som betjener kontorbyggets
ventilasjonsaggregater. Kulverten er utformet slik at inntaksluften får lav lufthastighet.
Da blir trykktapet lavt, og luften får relativt
lang oppholdstid slik at bakkens termiske
masse kan forvarme inntaksluften. Ventilasjonsaggregatene har felles avkastkanal
som er hengt opp i kulvertens tak og ført ut
i toppen av luftinntakstårnet. Avkastluften
ledes deretter inn på en reversibel luft-tilvann-varmepumpe, slik at varmepumpen
jobber med litt høyere temperatur enn
utetemperaturen. Anlegget har temperaturfølere som måler forskjellen mellom uteluft
og kulvertluft. Foreløpige registreringer for
april–mai 2012 tyder på et gjennomsnittlig
bidrag på omlag +2 ℃. (Dette er basert på
manuelle registreringer før automatisk logging er satt i drift.)
Varmesentralen til bygget består av
en reversibel luft-til-vann-varmepumpe
med elektrokjel som spisslast. Sentralen
leverer varme til forvarming av tappevann,
gulvvarme, radiatorer og ventilasjonsvarmebatterier. Luft-til-vann‐varmepumpen
er koblet i serie med elektrokjelen via en
dobbelsirkulasjonstank, som gir en egen
uavhengig krets mot varmepumpe, samt
akkumulering.
Den reversible luft-til-vann‐varmepumpen skal i kjøledrift levere kjøling til byggets
ventilasjonsaggregater. Kjølebehovet er
dimensjonerende for varmepumpen.
Nedgravd betongkulvert med lengde 25 m
og tverrsnitt på 2 x 3 m
(bredde x høyde). Luftinntakstårn med luftinntaket
vendt mot nord.
Under:
Prinsipiell oppdeling av
varmesentralen ved Strinda
administrasjonsbygg
Gulvvarme
35/30 °C
Elektrokjel.
Spisslast
Innenfor bygget
Utenfor bygget
Reversibel luft/
vann VP
Avkastluft
Varmt tappevann
55/20 °C
Radiatorer
55/45 °C
Ventilasjonsvarme
55/30 °C
Kjølebatterier
ventilasjon
174
Kapittel 7
–
Energikilder
Berg-, jord- og vann-til-vann-varmepumper
Disse typene varmepumper tar varmen fra
berg (borehull), grunnvann (borehull), jord
(kollektorsløyfer i jorda) eller fra sjøvann
eller elver. Varmepumpene kan levere
varme både til tappevann og vannbåren
romvarme (radiatorer eller gulvvarme).
Alle disse løsningene krever betydelige
investeringer i varmeopptakssystemet i
form av kollektorrør, boring og lignende, og
er derfor også de mest kostbare varmepumpeløsningene. Fordi temperatur på
varmekilden er relativt stabil, kan varmefaktoren (effektfaktor, COP) være relativt
høy, det vil si 2,5–3,5. Den vil også være
stabil over året.
Men høyt investeringsbehov og lite
varmebehov i passivhus betyr at grunnvarmepumper som regel ikke er lønnsomt
for eneboliger. Slike systemer kan være
mer aktuelt for prosjekter med mange
kompakte boenheter (blokker) eller for flere
eneboliger som går sammen om et felles
varmeopptakssystem. For eksempel kan
flere boenheter dekke sitt varmebehov
med ett borehull.
Fordeler med berg-, jord- og vann-til-vann-varmepumper:
•
•
•
•
tar liten plass utendørs og gir ikke støy
har normalt høy driftssikkerhet
høy varmefaktor (ytelse)
høy kapasitet
Ulemper
• høye installasjonskostnader (borehull, sløyfe til vann eller graving)
Prosjektering av passivhus
175
LAVENERGIPROGRAMMET
Gråvannsvarmepumper
Gråvannsvarmepumper gjenvinner varme
fra avløpsvannet (alt avløpsvann bortsett
fra toalett). I stedet for at denne varmen
sendes ut til det kommunale avløpssystemet, sørger gråvannsvarmepumper for
å gjenvinne den og sende den tilbake til
boenhetene i form av varmt vann.
Gråvannsvarmeanlegg fungerer
altså som varmegjenvinningsanlegg, på
samme måte som ventilasjonsluftvarmepumper. Varmekilden – gråvannet – har
høy temperatur, og dermed får varmepumpen høy effektfaktor (varmefaktor).
Mulighetene for å spare energi med slike
anlegg er store. Gråvannsvarmepumper
for varmtvannsberedning er en aktuell og
interessant løsning for leilighetskompleks
og boligblokker med passivhusstandard.
Investeringskostnadene vil imidlertid
bli nokså høye fordi varmeopptakssystemet trenger separat avløpssystem for
gråvann, oppsamlingsbasseng, pumper
og så videre. I tillegg vil antageligvis
vedlikeholdskostnadene for gråvannsvarmepumper være nokså høye. Blant annet
trenger slike anlegg kontinuerlig rengjøring av gråvannsbasseng og rensing av
filter og varmevekslere.
Varmtvannet kan enten brukes til
tappevannsoppvarming, romoppvarming
eller begge deler. Denne typen varmepumper er primært brukt i svømmehaller og badeland og er fortsatt lite brukt i
boliger.
Gråvannsvarmepumper
gjenvinner varme fra avløpsvannet (ikke toalett).
176
Kapittel 7
–
Energikilder
Andre gjenvinnere av gråvannsvarme
Spesielt i boliger er energibruk til tappevann den dominerende energiposten,
og derfor er det interessant å gjenvinne
energien fra brukt tappevann (gråvann).
Vi har et fåtall produkter på det norske
markedet som varmegjenvinner gråvannet
fra boliger. Én løsning plasserer gjenvinneren i en nedsenket brønn i kjeller eller
lignende og kobler avløpsvannet fra kjøkken, bad og vaskerom til berederen. Ifølge
leverandøren kan opptil 40 % av energien
i gråvannet gjenvinnes. Systemet krever
jevnlig vedlikehold (renhold) for å sikre et
godt resultat.
Et annet, mye enklere system gjenvinner varmen fra gråvann mens man dusjer.
Det vil si at varmen fra det brukte dusj-
vannet gjenvinnes og tilbakeføres til nytt
dusjvann. Denne dusjvarmegjenvinneren
plasseres under dusjkabinettet der de
aktuelle vannrørene kobles på. Løsningen
er ganske begrenset og gjenvinner bare
deler av gråvannet – men en del som er
viktig i forhold til å senke total energibruk.
Dette systemet er heller ikke godt dokumentert, men det er interessant.
Det finnes også andre systemer som
gjenvinner energien fra gråvann ved
enkle varmeoverføringsprinsipper som
systemet til venstre viser. Så langt har vi
få erfaringer med produktet, både i forhold til hvordan drift og vedlikehold fungerer, og hva slags virkningsgrad systemet
gir.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Fjernvarme
Fjernvarme basert på miljøvennlig energi kan dekke både tappevann og romoppvarming i passivhus, men det forutsetter forenklede og kostnadseffektive vannbårne varmeanlegg.
De fleste store fjernvarmeverk i Norge er
basert på å brenne avfall for å produsere
varme, men de har også en rekke andre
energikilder som brukes som spisslast når
anleggene ikke har nok tilgang på avfall.
Både olje, elektrisitet, gass og biobrensel
er vanlige spisslastkilder. Hvor miljøvennlig fjernvarme er, varierer en del mellom
ulike leverandører. De fleste har et mål
om å dekke betydelig mer enn 50 % med
fornybar energi (avfall regnes da ofte som
fornybar). Varme fra fjernvarmeledningen
overføres til det vannbaserte varmesystemet i et bygget via en varmeveksler.
I områder med konsesjonsplikt kan
kommunene kreve at man kobler seg til
fjernvarmenettet for å bruke fjernvarme
til romoppvarming, ventilasjonsvarme
og tappevann. Vi har sett flere eksempler på boligprosjekter i Norge hvor det
tilsynelatende har vært konflikt mellom
lavenergiboliger og bruk av fjernvarme til
romoppvarming. Utbyggere har ment at
det har vært for kostbart å satse både på
lavenergitiltak og et relativt kostbart vannbåret oppvarmingssystem. Men det foregår
arbeid og utvikling på dette området for å
få fram mer kostnadseffektive vannbårne
systemer som er tilpasset det lave varmebehovet i passivhus.
177
178
Kapittel 7
–
Energikilder
Kompaktaggregater
Kompaktaggregater som dekker ventilasjon, tappevann og eventuelt romoppvarming er vanlige i Østerrike og Tyskland, men så langt lite brukt i Norge.
Såkalte kompaktaggregater har balansert
ventilasjon med varmegjenvinning, lufttil-vann-varmepumpe basert på avtrekksluft (etter varmegjenvinner) eller uteluft
og varmtvannsproduksjon. Varmtvannet
kan dekke tappevannsbehovet, men også
brukes til romoppvarming (gulvvarme i
våtrom eller radiatorer).
Siden varmemengden i avtrekksluften etter varmegjenvinneren (vanligvis
motstrømsvarmeveksler) er begrenset, er
avgitt effekt fra varmepumpen til varmtvannsproduksjon også ganske lav, typisk
i området 1,0–1,8 kW i sentraleuropeisk
klima.
Men siden kompaktaggregatet kontinuerlig avgir effekt til en lagringstank på
250–300 l, kan det dekke en stor andel
av varmebehovet (tappevann og rom) i et
passivhus, typisk 75–90 %. Årsvarmefaktoren for avtrekksvarmepumpa ligger i
Bergvarmepumpe
Foto: Laila Borge, Naturvernforbundet
Prinsippskisse av hus med
balansert ventilasjon og luft til
vann-varmepumpe basert på
avtrekksluft (NIBE F470)
området 2,0–2,5 i sentraleuropeisk klima.
Vi kan også koble solfangere på
denne typen system for å kunne dekke
en enda større del av varmebehovet med
fornybar energi. I praksis vil avtrekksvarmepumpen og solfangeren konkurrere
om å levere varme i stor deler av året,
mens begge deler har dårligst effekt i de
kaldeste periodene av året når varmebehovet er størst. Dessverre er det foreløpig
lite eller ingen erfaring med hvor mye
varme slike kompaktenheter kan produsere i kaldt norsk eller nordisk klima.
Kompaktaggregater kombinerer
balansert ventilasjon, varmegjenvinning
og varmepumpe på avtrekksluft i samme
aggregat. De kan dekke deler av tappevanns- og romoppvarmingsbehov. Slike
løsninger er mye brukt i Østerrike og
Tyskland, men foreløpig lite brukt i Norge.
Prosjektering av passivhus
179
LAVENERGIPROGRAMMET
Distribusjonssystemer for romvarme
Vannbåren varme i passivhus distribueres via gulvvarme, radiatorer eller
viftekonvektorer.
Varme produsert av de fleste energikildene
definert som fornybare energikilder må distribueres med vannbåren varme. Unntaket
er luft-til-luft- varmepumpe der varmen distribueres direkte fra varmepumpen som en
punktkilde. Men denne energikilden klarer
ikke å dekke passivhusstandardens krav til
fornybar energi alene.
Vannbåren romoppvarming kan vi distribuere enten med radiatorer eller vannbåren
gulvvarme i en eller annen form. Tradisjonell gulvvarme fordelt over store deler av
gulvet er ikke nødvendig i passivhus og
trolig heller ikke heldig i forhold til komfort.
Fordi effektbehovet til romoppvarming
er svært lavt i passivhus, kan det være
vanskelig å regulere gulvvarme siden det
fort kan bli for varmt. Dette gjelder selv om
vi velger et lett gulvvarmesystem som har
rask responstid i forhold til regulering.
Passivhus trenger ikke gulvvarme for å
sikre behagelige gulvtemperaturer, siden
gulvene i passivhus er svært godt isolert.
Derfor er de behagelig varme så lenge vi
har valgt materialer med lav varmetransportkoeffisient (det vil si ikke flis, laminat
eller gulv rett på betongen). Vi kan derfor
vurdere gulvvarme bare i enkelte deler av
boligen hvor brukere krever slik varme, som
på bad og i entreen. Andre deler av boligen
kan vi forsyne via en eller flere radiatorer
eller viftekonvektorer.
Vannbåren varme i passivhus
Velg gulvvarme i de rommene hvor brukerne forventer det (bad, entré). I andre rom
kan du velge radiatorer, forenklet gulvvarme (for eksempel bare i randsoner) eller
viftekonvektorer.
Varmeløsning i Løvåshagen
Prosjektet Løvåshagen i Bergen ferdigstilte i 2008 52 lavenergi‐ og 28 passivhusleiligheter. Passivhusleilighetene har
en type forenklet vannbåret varmesystem
med gulvvarme i bad og en enkel radiator
i entreen/stua. Det gir svært korte rørføringer, minimalt med varmetap og lavere
kostnader til rør. Løsningen har et ettrørssystem med bypass slik at varmtvannet kan kjøres utenom radiatoren. Både
tappevann, radiator og baderomsgulv har
samme temperaturnivå (tur-retur 60–40).
Distribusjonsrørene i baderomsgulvene
har et rør‐i-rør-system for å oppnå tilstrekkelig lave overflatetemperaturer og unngå
skolding.
Ifølge spørreundersøkelser blant beboere i enkelte leiligheter med passivhusstandard har ikke beboerne rapportert problemer med innetemperaturen på vinteren.
REFERANSE
Prosjektrapport 90
Systematisering av
erfaringer med passivhus
SINTEF Byggforsk
Ettrørssystem med bypass-løsning slik at varmtvannet kan kjøres utenfor radiator. Tappevann,
radiator og baderomsgulv har samme temperaturnivå. Rør-i-rør-system i baderomsgulv sikrer
mot skolding.
Leilighetene har en enkel radiator (800–1000 W) i
entré mot åpen stue- og kjøkkenløsning.
180
Kapittel 7
–
Energikilder
Gulvvarme og viftekonvektor
I Rudshagen borettslag i Oslo har
OBOS bygget 17 eneboliger med passivhusstandard som bruker luft-til-vannvarmepumper som energikilde. Boligene
er på 2 etasjer, fordelt på 118 m². De har
gulvvarme på begge bad (et i hver etasje)
og i inngangspartiet. Dessuten har første
etasje en sentralt plassert viftekonvektor.
Den sørger for å spre varmen godt i første
etasje, som har en åpen romløsning. Normale oppdriftskrefter vil også fordele noe
varme opp via trapp til andre etasje.
Varmebehov ut over hva viftekonvektoren eventuelt ikke klarer å dekke på de
Eneboligene i Rudshagen
borettslag har luft-til-vann-varmepumpe, vannbåren gulvvarme på
bad og i entré og viftekonvektor i
første etasje. En av de 17 eneboligene har solfangere i stedet for
varmepumpe, og de to løsningene skal evalueres detaljert.
absolutt kaldeste dagene, vil dekkes med
elektriske panelovner eller lignende.
Foreløpig er ikke denne varmeløsningen evaluert gjennom brukerundersøkelser, men dette vil bli gjennomført i
Lavenergiprogrammets forskningsprosjekt
EBLE som startet i 2012.
I tillegg pågår en detaljert evaluering
av et hus med solfangere og et hus med
varmepumpeløsning for å øke kunnskapen om disse to energisystemene. Resultatene av denne evalueringen vil trolig bli
klare i 2013.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Kan du dekke varmebehov i et passivhus med bare elektrisitet?
2. Hva slags biobrenselløsninger er egnet for passivhus?
3. Hvor stor andel av energibehovet i passivhus kan solfangerløsninger dekke?
4. Hva slags typer varmepumper egner seg for passivhus?
5. Er gulvvarme aktuelt i passivhus?
181
182
Kapittel 8
–
Drift
Drift
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Driften av bygget er en av faktorene som er med på å påvirke om et bygg
når målene om lavt energiforbruk. I dette kapittelet skal vi se nærmere
på tiltak som sikrer at energibruken i bygget ikke overstiger det som er
prosjektert.
Når vi her sammenligner beregnet energibruk med kravene i NS 3700 / NS 3701,
har vi brukt standardiserte data for bl.a.
driftstider, energi til lys og utstyr, et gitt
temperaturnivå og et gitt ventilasjonsnivå.
Dette har vi gjort for å ha mulighet til
direkte å sammenligne ulike bygg innen
samme kategori. I tillegg gir det oss muligheten til å se forventet energibehov opp
mot gitte krav. Beregnet energibehov kan
dermed sies å være det forventede energinivået for et bygg som driftes optimalt
(etter gitte kriterier).
Prosjektering av passivhus
183
LAVENERGIPROGRAMMET
Målt energibruk vs. beregnet energibruk
90
Bolig
Målt energibruk (kWh/m²/år)
80
Yrkesbygg
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Forventet energibruk (kWh/m²/år)
Xrgia har på oppdrag fra Energi Norge
utarbeidet en rapport hvor de sammenligner forventet og målt energibruk i
lavenergi- og passivhus. Firmaet hentet
inn data fra 64 prosjekter i Norge, Sverige,
Tyskland, Østerrike og Sveits.
For de fleste byggene inneholder rapporten kun informasjon om forventet og
målt energibruk, uten at målingene er
korrigert for variasjoner i ute- eller innetemperatur. Dette har betydning for informasjonen, men like fullt viser undersøkelsene
interessante funn.
Datagrunnlaget viser stor spredning i
sammenhengen mellom forventet og målt
140
Målt energibruk (kWh/m²/år)
energibruk. I gjennomsnitt er målt energibruk i byggene høyere enn forventet.
Informasjonskildene nevner fem årsaker til avvik i energibruken:
• feil i bygningskroppen
• feil prosjektering
• feil i tekniske anlegg
• høyere innetemperatur enn beregnet
• feil design av bygget
• feil bruk av bygget
I tillegg er trolig høyere forbruk av varmt
tappevann i boliger en mulig årsak.
Lavenergiboliger Grimstad energibruk til oppvarming
Skole Trondheim totalt energibruk
GRID Arendal totalt energibruk
Lavenergi småhus energibruk til oppvarming
Lavenergi skole totalt energibruk
Lavenergi kontorbygg totalt energibruk
120
100
80
60
40
20
0
0
20
40
60
Illustrasjonen viser forventet og målt energibruk
til oppvarming i boliger
og yrkesbygg. Dataene er
hentet fra 64 prosjekter i
5 land.
80
100
120
Forventet energibruk (kWh/m²/år)
140
REFERANSE
Energibruk i lavenergiog passivbygg En sammenligning
av forventet og målt
energibruk.
Rapport utarbeidet av
Xregia i 2011
184
Kapittel 8
–
Drift
Årsaker til avvik mellom beregnet og målt energibruk
Hvordan forklarer vi så avvikene mellom
beregnet og målt energibruk? De største
avvikene finner vi der dataene kommer fra
installasjoner som er brukerstyrte, eller fra
systemer som trenger god innregulering:
• innetemperaturer
• forbruk av varmt tappevann (særlig i
boliger)
• ventilasjonsmengder
• solavskjerming
• type belysning og utstyr
• driftstider
• regulering av de ulike inputverdiene
• ytelse av ulike tekniske produkter
–– gjenvinning, ventilasjonsmengder,
solavskjerming, varmepumpe, solfanger
–– avhenger typisk av bl.a. vedlikehold i
tillegg til "ovet ytelse
• klima
For konstruksjoner som tak, vegger, gulv
og vinduer er de byggetekniske verdiene,
for eksempel u-verdier, normalt på det
nivået som er lagt til grunn for beregningene. Dette forutsetter naturligvis at løsningene er tatt i bruk og montert slik de skal.
Det samme gjelder selve ventilasjonsanlegget, inkludert aggregater og kanaler,
selv om det her kan forekomme avvik mellom prosjektert og faktisk løsning. Det er
derfor viktig at prosjekteringsunderlaget er
komplett, og at den som monterer ventilasjonsanlegget følger anvisningene. I tillegg
er det viktig at anlegget reguleres tilstrekkelig, og at dette arbeidet dokumenteres
gjennom en innreguleringsprotokoll.
I tillegg til at brukerne påvirker energibruk i stor grad, kan også klimaet gi avvik
mellom beregnet og målt energibruk. For
å unngå avvik er det viktig å bruke så nøyaktige klimadata som mulig som grunnlag
for energiberegningene. I tillegg må du
huske å korrigere det årlig målte energibruket mot gjennomsnittstemperatur.
Hvordan sikre optimal drift av bygget?
1. Formålsfordelt måling av ulike
energibærere
Formålsfordelt måling av ulike energiposter er nødvendig for å kunne avdekke de
ulike energipostene i et bygg. Dette gjøres
ved å ha egne kurser for de ulike postene.
Dersom det er lagt opp til detaljert styring
av en eller flere energiposter, slik som for
eksempel belysning, er det tilrådelig å ha
muligheten til å følge opp dette spesielt.
2. Sentral driftskontroll
For å kunne overvåke om systemene
fungerer som planlagt, er det nødvendig
å benytte sentral driftskontroll. Et webbasert SD-anlegg gir brukerne mulighet til
å følge med på energibruken.
3. Energioppfølgingssystem (EOS)
Et energioppfølgingssystem (EOS) vil
kunne avdekke avvik mellom energibruk
for bygget i drift og beregnet energibruk
EOS gir en mer detaljert oversikt over
energibruk enn et system som bare overvåker totalt energibruk per år.
4. Soneinndeling
Soneinndeling av bygget gir gode muligheter for styring av bygget avhengig av
klima, belegg, bruksmønster o.l.
5. Innkjøring og testing
God innkjøring og testing av både komponenter og systemer er viktig før bygget er
klart for ferdigbefaring og bruk.
6. Ferdigbefaring
Under ferdigbefaring er det viktig å ha
fokus på energiytelse for de ulike installasjonene for å sikre at disse fungerer som
forutsatt ved oppstart. Erfaringer viser at
det ofte er betydelige problemer knyttet til
akkurat installasjoner det første året, noe
som gjerne fører til høyt energiforbruk.
Det kan være lurt å sjekke visuelt at de
tekniske anleggene som er montert, er i
henhold til det som er prosjektert. Samtidig er det også fornuftig å gjennomgå
de ulike systembildene i SD-anlegget for
å sjekke at de inneholder det de skal, at
settpunkter er riktig innstilt osv.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
185
Energiledelse
Et energioppfølgingssystem (EOS) er et
viktig verktøy for energiledelse. Det gjør
det enklere å oppdage feil ved og sikre
optimal drift av tekniske installasjoner.
Med energioppfølging mener vi en systematisk registrering av energibruken i
bygget over en periode. Energioppfølging
går ut på:
• å registrere totalbruken av energi til
en bygning over kortere perioder (for
eksempel en time, et døgn, en uke)
• å analysere energibruken i forhold til
et parameter i måleperioden (vanligvis
utetemperatur)
• å sammenlikne energibruken med en
forventet verdi for bygningen
En ET-kurve (energi-temperaturkurve) for
en bygning viser sammenhengen mellom
faktisk energibehov og gjennomsnittlig
utetemperatur i en aktuell tidsperiode.
For et passivhus med begrenset oppvarmingsbehov i forhold til totalt energibehov
vil en slik kurve ha mindre betydning enn
for bygg med store temperaturavhengige
energiposter. Det er derfor svært viktig
med måling og oppfølging av formålsdelte
temperaturuavhengige energiposter i
tillegg.
Driftspersonale med interesse for og
kompetanse i energiledelse
Framtidens bygg krever driftspersonale
med god energikompetanse. EOS er et
verktøy som lar driftsansvarlig kontrollere
og avdekke mulige avvik. For å utnytte
systemet godt er det viktig å ha en driftsansvarlig som både har kompetanse og
interesse for energi i bygg.
I Drammen kommune er alle de
75 byggene kommunen eier,
styrt av en håndfull godt kompetente driftspersoner som
har god kjennskap til byggene,
de datastyrte SD-anleggene og
de tekniske installasjonene.
Hvis man ikke har eget kompetent driftspersonale i bygget, bør man inngå en serviceavtale for de tekniske anleggene.
Avtalen bør inneholde følgende sjekkpunkter:
• utskifting av filter på ventilasjonsanlegget
• kontroll med at brennere i kjeler er riktig innjustert
• kalibrering av følere
• jevnlig ettersyn av varmepumper og kjølemaskiner, foretatt av kuldeleverandør, for å
sikre energieffektiv drift og unngå driftsstans i de tekniske anleggene i byggene
186
Kapittel 8
–
Drift
"Verdens mest energivennlige" hotell på Lerkendal har utvist stor kreativitet
for å få ned energibruken:
• heiser koblet til dynamo for å
produsere elektrisitet
• inndeling av soner der romoppvarming, ventilasjon og
belysning styres av hotellets
bookingsystem
• ingen minibar eller varmekabler
• sparedusjer med tidsstyring
• automatisk solskjerming
• automatisk lysstyring
• bonuspoeng når gjester bruker lite energi
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Hva er de viktigste årsakene til avvik mellom beregnet og målt
energibruk?
2. Hvordan kan du som prosjekterende bidra til mest mulig energieffektiv drift av bygget?
187
188
Kapittel 9
–
Økonomi
Økonomi
I DETTE KAPITTELET KAN DU LESE OM:
Lønnsomheten knyttet til passivhus er bestemt av flere forhold, og særlig
rente, levetid, energipris og fremtidige energibesparelser. Noen av disse
forutsetningene velger byggherre selv i det enkelte tilfelle, men når vi
sammenligner passivhus med andre løsninger på generelt grunnlag, for
eksempel TEK10-løsninger, er det viktig å benytte mest mulig sammenlignbare forutsetninger.
For å kunne sammenligne kostnadene for passivhus med kostnadene
for andre løsninger må alle andre forskjeller mellom byggene enn dem
som er spesifikt knyttet til passivhuskonseptet, holdes utenfor.
I dette kapittelet ser vi på hvilke erfaringer som er gjort til nå, og
presenterer et forslag til kalkylemodeller som kan benyttes for å beregne
økonomi og lønnsomhet.
I tillegg til rente, energipris og levetid vil passivhusenes popularitet i
markedet påvirke lønnsomheten ved at prisene øker eller synker.
189
LAVENERGIPROGRAMMET
Prosjektering av passivhus
Erfaringer fra Enovas tilskuddsordninger
Enova har siden 2010 gitt tilskudd til oppføring av bygg med lavenergiog passivhus-utførelse. De som søker om tilskudd, må blant annet
oppgi merkostnadene sammenlignet med oppføring av samme bygg
etter gjeldende TEK. Disse tallene er lagt inn i en database.
Merkostnader ved bygging av passivhus (kr / m²)
Antall prosjekter
ENOVA erfaringstall
Boliger
Yrkesbygg
10
12
1 540
882
Nivå
Forskriftsnivå 2007 (kr / m²)
Lavenerginivå 2012 (kr / m²)
Passivhusnivå 2017 (kr / m²)
Passivhus + nivå 2022 (kr / m²)
Nybygg
Boliger
0
Rehabilitering
Yrkesbygg Boliger
0
750
Yrkesbygg
500
600
400
1000
600
1500
1000
1800
1080
1200
800
1500
900
Eksempel: Nye Hokksund ungdomsskole i Øvre Eiker kommune (Buskerud)
Prosjektkostnad TEK07:
30 784 kr / m²
Prosjektkostnad passivhus:
32 696 kr / m²
Merkostnad passivhus:
1 946 kr / m² (6,2 %)
Merkostnad passivhus med støtte:
1 563 kr / m² (5,0 %)
Kostnadsnivået varierer fra bygg til bygg og er avhengige av design, utforming, valg av
løsninger m.m.
Tallene i Enovas database varierer betydelig. Når søknaden leveres inn, er ikke bygget ferdig prosjektert. Valg av løsninger,
erfaring fra tidligere lavenergiprosjekter og
produktiviteten til utbygger påvirker også
kostnadsanslagene. Dette er sannsynligvis årsaken til de store variasjonene. Det
er også grunn til å tro at kostnadene som
oppgis i en søknad til Enova, ofte er tilpasset støtteordningen.
REFERANSE
Prosjektrapport 40
Energieffektivisering i
bygninger – mye miljø
for pengene! Tor Helge
Dokka, Marit Thyholt,
Michael Klinski, Anders
Kirkhus, Guro Hauge.
SINTEF
Byggforsk. 2009
190
Kapittel 9
–
Økonomi
Merkostnader ved bygging av passivhus
LES MER:
http://dibk.no/Global/
Energi/Rapport%20
kostnadsoptimalitet.
pdf
Marienlyst skole i Drammen 5 %*
*Merkostnader ved å
bygge passivhus sammenlignet med TEK07
Kilde: Arkitekt Bengt G.
Michalsen
Merkostnadene ved å bygge passivhus
sammenlignet med et TEK10-bygg varierer fra bygningskategori til bygningskategori og fra prosjekt til prosjekt. Det finnes
per i dag ingen standard for hvordan man
skal beregne merkostnader, og hva man
skal bruke som referanseverdier.
I en rapport utarbeidet av Multiconsult
og SINTEF er det anslått merkostnader
for passivhusprosjekter sammenlignet
med TEK10.
For en enebolig er merkostnaden
beregnet til kr 790 per m². Et leilighetsbygg med passivhusstandard er beregnet
til en merkostnad på kr 430 per m². For et
kontorbygg på 3 600 m² er merkostnaden
beregnet til kr 610 per m².
Større konkurranse på markedet og
utvikling av nye produkter og løsninger
Nye Hokksund ungdomsskole 6,2 %*
tilpasset passivhus og andre lavenergibygg kan bidra til at prisene på enkelttiltak går ned. Blant annet har det kommet
nye tetteprodukter som gjør det enklere å
oppnå lave lekkasjetall nå enn før. Disse
produktene koster noe mer i innkjøp, men
bidrar til å redusere antall arbeidstimer.
Et annet eksempel er behovsstyrt ventilasjon i yrkesbygg. Her har det kommet
flere og bedre løsninger på markedet, og
slike løsninger er nå mer utbredt enn før.
Samtidig vil et passivhus kreve et høyere
forbruk av materialer generelt. Enkelte
materialer må holde høyere kvalitet og
har dermed en høyere kostnad. Vinduer
med bedre U-verdi er ett eksempel.
Investeringskostnaden er derfor noe
høyere når man bygger passivhus enn et
TEK10-hus.
Storøya barnehage på Fornebu 4%*
I forskningsprosjektet EBLE (Evaluering av boliger med lavt energibehov) vil forskerne
blant annet undersøke merkostnader knyttet til bygging av passivhus sammenlignet
med TEK10-bygg. Les mer om forskningsprosjektet på www.lavenergiprogrammet.no
Prosjektering av passivhus
191
LAVENERGIPROGRAMMET
Byggetekniske kostnader knyttet til passivhus vs. TEK10?
I 2011 gjennomførte Treteknisk institutt et
prosjekt hvor de sammenlignet byggetekniske kostnader for tre ulike småhus som er
oppført i henhold til TEK10 og med passivhusutførelse. Kostnadsoverslagene omfatter
ikke eventuelle merkostnader knyttet til kravene om fornybar energi og prosjektering.
Erfaringer fra prosjektet:
• Økte kostnader til materialer
–– varierer avhengig av hvilke løsninger
som brukes
–– I-profiler og Iso3 er for eksempel
dyrere enn dobbeltvegger
• Økt tidsforbruk til bygging
–– varierer avhengig av hvilke løsninger
som brukes
–– I-profil og Iso3 er for eksempel raskere å bygge enn dobbeltvegger
• Totale merkostnader til oppføring av
småhus (kun byggeteknisk)
–– inkl. påslag, mva. på timepriser:
900–1 100 kr/m², som tilsvarer 13–16 %
i forhold til TEK10 (byggetekniske inkl.
ventilasjon)
–– ev. økte kostnader til fornybar energi
kommer i tillegg
Grunnlagsdataene er levert av et norsk
boligbyggerfirma. Tallene inkluderer kostnader knyttet til materialer og tidsbruk for
oppføring av de tre modellene. For hver
boligmodell er det utført beregninger med to
ulike veggutførelser.
I rapporten fra prosjektet er både totalkostnaden (inkludert normale påslag på
materialene, mva. og reelle timepriser) samt
nettokostnader oppgitt.
Kalkulasjonene viser at de totale merkostnadene for oppføring av de tre småhusene varierer mellom ca. 900 og
1 100 kr/m². Dette utgjør for disse husene
en merkostnad på 13–16 % av totalkostnadene for oppføring av boligene (kun byggetekniske løsninger inkludert ventilasjon over
grunnmur).
REFERANSE
ENTRE – energieffektive
trekonstruksjoner. Delrapport 2 – Yttervegger i
tre som kan tilfredsstille
passivhuskrav.
Norsk treteknisk institutt.
Juli 2011
192
Kapittel 9
–
Økonomi
Kostnader knyttet til kravet om fornybar energi
Kravet om at 50 % av netto energibruk til oppvarming av varmtvann skal komme
fra fornybare energikilder, kan medføre økte kostnader ved bygging av passivhus.
Merkostnaden er imidlertid avhengig av hvilken løsning du velger, og hva du sammenligner med.
* § 14-7. Energiforsyning
Det er ikke bare til passivhus det stilles
krav til bruk av fornybare energikilder. Per
i dag stiller teknisk forskrift krav til at minimum 40 % av energibruk til oppvarming i
en bolig skal komme fra fornybare energikilder*. Dersom du kan dokumentere at
en løsning med fornybar energi ikke er
lønnsom, frafaller dette kravet. I så fall må
boligen ha pipe og et ildsted.
Merkostnadene knyttet til fornybar
energi kan variere fra 30 000 til 160 000
kroner dersom du sammenligner et passivhus og et TEK10-hus uten pipe og
ildsted.
Den rimeligste løsningen er solfangere
som dekker rundt 50 % av tappevannet,
mens den dyreste løsningen er luft-tilvann-varmepumpe som dekker store deler
av tappevannet og romoppvarmingen. For
en bolig på 160 m² utgjør dette en tilleggskostnad på 200–1 000 kr/m².
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
193
Beregning av lønnsomhet
De viktigste forutsetningene for beregninger av lønnsomhet knyttet til merinvesteringen i et passivhus er:
merinvesteringens størrelse
sparte energikostnader og andre
driftskostnader
teknisk/økonomisk levetid
rente/avkastningskrav
Den enkelte byggherre kan selv velge
hvilke forutsetninger som benyttes, men
det kan være hensiktsmessig å gjennomføre flere beregninger med ulike kombinasjoner av underlagstallene for å få et godt
beslutningsgrunnlag.
Når prosjekter skal sammenlignes, bør
det benyttes så like forutsetninger som
mulig. Dette gjelder særlig (fremtidige)
energipriser, rente og levetid.
I tilfeller der Enova-støtte inkluderes i
beregningene, bør dette tydelig framgå,
slik at det ikke oppstår misforståelser om
beregningsforutsetningene.
Til sammenligningsformål er det viktig
at beregningsreglene i NS 3031 følges,
og at romoppvarming og tappevann
inkluderes.
I tillegg til de forhold som er nevnt over,
vil etterspørselen etter bestemte boligtyper kunne påvirke lønnsomheten. Hvis
passivhus blir svært etterspurte, vil dette
kunne slå ut i høyere annenhåndsverdi
og økt lønnsomhet (for opprinnelig eier),
mens skepsis og negative holdninger vil
kunne gi motsatt effekt.
Før du starter å regne på lønnsomheten i prosjektet,
bør du bestemme følgende:
• Hvor langt tidsperspektiv har byggherren for prosjektet?
• Hva er forventet rente for merkostnadene for denne tidsperioden?
• Hva er forventet energipris for den valgte tidsperioden?
• Hvor mye energi vil eieren spare?
–– redusert energibehov til oppvarming på grunn av passive tiltak
–– redusert energibehov på grunn av energiforsyningssystemet
• Hva er kostnadene for å bygge et hus med passivhusnivå inkludert eventuelle
støtteordninger?
(3) Bygning med inntil
500 m² oppvarmet BRA
skal prosjekteres og
utføres slik at minimum
40 % av netto varmebehov kan dekkes med
annen energiforsyning
enn direktevirkende
elektrisitet eller fossile
brensler hos sluttbruker.
194
Kapittel 9
–
Økonomi
Eksempel på lønnsomhetsberegninger
I dette eksempelet tar vi utgangspunkt i et småhus på 175 m² over to etasjer.
Eksempelet er forenklet og viser to alternative løsninger for å dekke kravet til
fornybar energi.
Alternativ 1: Luft-til-vann-varmepumpe som dekker store deler av tappevannet
og romoppvarmingen.
Alternativ 2: Solfanger som dekker 50 % av tappevannet
Romoppvarming
Tappevann
Totalt
TEK10
Passiv
30 kWh/m²
30 kWh/m²
53,3 kWh/m²
83,33 kWh/m²
18,8 kWh/m²
Denne tabellen viser oppvarmingsbehovene for utførelse iht. TEK10 og
NS 3700. Dette danner grunnlaget for å beregne besparelsene.
Passive tiltak og solfanger
tappevann
Romoppvarming
53,3 kWh/m²
Totalt
83,33 kWh/m²
Tappevann
Besparelse
30 kWh/m²
49 kWh/m²
Passive tiltak og varmepumpe luft vann,
COP 2,4 / 3
18,8 kWh/m²
30 kWh/m²
18 kWh / m²
65 kWh / m²
Denne tabellen viser oppvarmingsbehovet etter at energisystemet er vurdert.
Her ser vi at solenergi dekker 49 kWh/m². Omlag 34 kWh/m² av dette kan tilskrives de passive tiltakene i bygget, mens 15 kWh/m² dekkes av solfangeren.
Tilsvarende er den totale besparelsen for alternativet med varmepumpe
65 kWh/m², der de samme 34 kWh/m² skyldes de passive tiltakene, mens de
resterende 31 kWh/m² kan tilskrives varmepumpen.
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
195
Utregning for alternativ 1 (varmepumpe)
Tilleggskostnader
•Byggeteknisk: kr 175 000
•Luft-til-vann-varmepumpe, vannb.: kr 100 000
•Totalt uten tilskudd: kr 275 000
•Totalt med tilskudd: kr 197 000
Energibesparelser
•6 000 kWh/år
•5 000 kWh/år
•11 000 kWh/år
Månedlige kostnader inkl. tilskudd
–r = 4 %, 1 kr/kWh - 3 kr/md.
–r = 4 %, 1,2 kr/kWh - 182 kr/md.
–r = 7 %, 1 kr/kWh + 223 kr/md.
–r = 7 %, 1,2 kr/kWh + 44 kr/md.
med 25 års kalk.periode
I utregningen er det antatt 1 000 kr/m²
for byggetekniske tiltak, dvs. totalt
kr 175 000.
Totale kostnader knyttet til varmepumpen og distribusjonssystemet er
antatt til kr 100 000 når varmepumpen og det vannbårne distribusjonssystemet er inkludert og kostnader
til pipe og ildsted fra TEK10-huset
trukket fra.
De totale tilleggskostnadene
uten tilskudd er da kr 275 000. Når
vi inkluderer et tilskudd fra Enova på
450 kr/m², vil de totale merkostnadene være i underkant av kr 200 000.
Energibesparelsene som kan
tilskrives byggetekniske passive
løsninger, er 6 000 kWh/år, mens
5 000 kWh/år kan tilskrives
varmepumpen.
Det er beregnet månedlige kostnader for ulike kombinasjoner med
to ulike renter og energipriser. Det er
beregnet en nedbetalingstid på 25 år.
I de månedlige kostnadene er rentefradrag inkludert, men vedlikeholdskostnader knyttet til varmeanlegget
utover det som er vanlig i en TEK10bolig, er ikke inkludert.
Som med beregningsresultatet
oppgitt i den gule boksen viser dette
eksempelet at ved lave renter vil
tiltakene til et passivhus være lønnsomme med de gitte forutsetningene,
mens det spesielt ved høy rente og
lave energipriser vil gi en betydelig
merkostnad per måned.
Det presiseres at kostnadene
knyttet til varmeanleggene kun er et
overslag, og at de vil kunne variere
betydelig både i forhold til produkt og
geografi. Eksempelet er ment som en
illustrasjon på hvordan en lønnsomhetsvurdering kan gjennomføres.
Eksempel på lønnsomhetsberegning, alternativ 2 (varmepumpe)
Tilleggskostnader
• Byggeteknisk: kr 175 000
• Solfanger, tappevann: kr 25 000
• Totalt uten tilskudd: kr 200 000
• Totalt med tilskudd: kr 123 000
Energibesparelser
• 6 000 kWh/år
• 2 600 kWh/år
• 8 600 kWh/år
Månedlige kostnader inkl. tilskudd
–r = 4 %, 1 kr/kWh – 152 kr/md.
–r = 4 %, 1,2 kr/kWh – 294 kr per md.
–r = 7 %, 1 kr/kWh – 11 kr per md.
–r = 7 %, 1,2 kr/kWh – 153 kr /md.
med 25 års kalk.periode
På samme måte som for varmepumpeeksempelet er det beregnet
en merkostnad på 1 000 kr/m² for
byggetekniske tiltak, dvs. totalt
kr 175 000.
I de totale kostnadene til installasjon av solfanger er det medregnet
en merkostnad på kr 25 000 når
kostnadene til pipe og ildsted fra
TEK10-huset vi sammenligner med,
er trukket fra.
Totale tilleggskostnader uten
tilskudd er da kr 200 000. Når vi
inkluderer et tilskudd fra Enova
på 450 kr/m², vil de totale merkostnadene være i underkant av
kr 125 000.
Energibesparelsene som kan
tilskrives byggetekniske passive
løsninger, er de samme som i forrige eksempel, dvs. 6 000 kWh/år.
Solfangeren er planlagt å dekke
halvparten av tappevannet, dvs.
15 kWh/m², eller 2 600 kWh/år totalt.
Det er beregnet månedlige kostnader for ulike kombinasjoner med
to ulike renter og energipriser. Det
er beregnet en nedbetalingstid på
25 år. I de månedlige kostnadene er
rentefradrag inkludert, mens vedlikeholdskostnader knyttet til varmeanlegget utover det som er vanlig i
en TEK10-bolig, ikke er inkludert.
Som med beregningsresultatet
oppgitt i den gule boksen viser
eksempelet at med de forutsetninger som er lagt til grunn for beregningene, vil passivhustiltakene inkludert solfanger være lønnsomme. Vi
presiserer at også her er eventuelle
vedlikeholdskostnader utover en
TEK10-løsning ikke inkludert i
beregningene.
196
Kapittel 9
–
Økonomi
Etter å ha lest dette kapittelet skal du kunne svare på
disse spørsmålene:
1. Hva gir merkostnader ved bygging av et passivhus?
2. Hva bør du tenke på når du regner på lønnsomheten i et
passivhusprosjekt?
Prosjektering av passivhus
LAVENERGIPROGRAMMET
197
198
Kapittel 10
–
Eksempler
Eksempler på norske
passivhus
Passivhus på Løvset i Melhus kommune Foto: Norgeshus
Prosjektering av passivhus
199
LAVENERGIPROGRAMMET
Bolig Løvset, Melhus
Dette prosjektet har en litt spesiell historie.
For å kunne selge konseptet passivhus til
kunder bestemte utbygger og entreprenør
seg for å bygge huset uten å ha en kjøper.
Norgeshus planla boligen på oppdrag fra
Gauldal Bygg. Etter at huset var ferdig,
holdt utbygger flere visninger, og folk
kunne til og med bo der for å oppleve bygget og kvaliteten. Dette gjorde at huset ble
meget attraktivt, og det ble raskt solgt på
det åpne markedet.
Boligen har en hovedleilighet og en
bileilighet og er det første passivhuset
Gauldal Bygg har bygget. Entreprenøren utviklet løsningene i samarbeid med
Norgeshus. De har lagt vekt på enkle byggemetoder for å sikre god kvalitet og har
valgt tradisjonelle løsninger som:
• gulv på grunn med ca. 300 mm isolasjon i dekker
• yttervegger i tre med bruk av ISO3stendere
• takkonstruksjon av fagverksdragere
med kompakttak
• balansert ventilasjonssystem med
varmegjenvinning
Rådgivere fra Enovas rådgiverteam for
passivhus deltok i planleggingsfasen.
Underveis ble materialvalg, tetthet og
detaljer vektlagt. Entreprenør og rådgivere har sammen vurdert detaljer og
tetteløsninger og gjennomførte et kurs på
byggeplassen.
Beregninger viser at ventilasjonsanlegget er meget energieffektivt, med SFP på
1,5 eller bedre. Boligen har gulvvarme på
de fleste gulvene. Utbygger ville ikke ta ut
dette av hensyn til eventuelle komfortproblemer, men det er per i dag usikkert om
gulvvarmen egentlig har vært i bruk. Bygget har også en vedovn og ca. 3 m² med
solfangere.
Tettheten til boligen er målt i to lekkasjemålinger, og i tillegg har entreprenøren
selv gjort trykktesting. Alle tester viser at
lekkasjetallet var under 0,6. Entreprenøren
har brukt erfaringene fra dette prosjektet,
og bygger nå to andre passivhusprosjekter i Midt‐Norge.
Bygget har blitt nominert til og fått flere
priser.
Passivhuset Løvseth
Bolig, Melhus
Arkitekt:
Norgeshus
Entreprenør:
Gauldal Bygg
Areal (oppvarmet
BRA): 199 m²
Validert mot NS 3700
Byggekostnad:
ca. kr 5,5 mill
Merkostnad
passivhus:
ca. kr 500.000 (ca. 9 %)
Energikilde:
Borehullsvarmepumpe
og solfangere. Strøm
som spisslast/reservelast. Borehull brukes til
frikjøling via kjølebatteri i
ventilasjonsaggregat
Energidistribusjon:
Gulvvarme og radiatorer
200
Kapittel 10
–
Eksempler
Omsorgsboliger i Ranheimsveien 149, Trondheim
Prosjektet Ranheimsveien 149 ble ikke
opprinnelig planlagt som et passivhus,
men byggherre Trondheim kommune
bestemte seg etter hvert for å ha høyere
ambisjoner med hensyn til energibruk.
Etter at totalentreprisen var gjennomført og
kontrakten med entreprenør var signert,
ble bygget optimalisert for å tilfredsstille
passivhuskrav.
Første design av bygget klarte ikke å
møte kravene, blant annet på grunn av
for store glassareal og stort volum i andre
etasje. Rådgiverteamet i Rambøll anbefalte
å senke dette volumet og lage et kaldt loft,
noe som ga et mer kompakt bygg. Noe
glassareal ble også fjernet fra det første
designet.
En annen utfordring med designet var
at byggets plassering reduserte tilskuddet
av passiv solenergi. Vestfasaden har flere
vinduer, men får skygge på grunn av takutstikk og balkonger. I tillegg er deler trukket
inn, og bygget har mange kuldebroer.
Formen er heller ikke spesielt kompakt. Så
for å møte kravene i passivhusstandarden,
måtte man kompensere disse utfordringene med bedre verdier enn minstekravene for flere komponenter.
Bygget har opp til 450 mm isolasjon i
vegg, 500 mm i tak og 300 mm mot grunnen. I tillegg er luftlekkasjetallet veldig lavt
– 0,3 – og SFP-verdien ligger rett under
1,5.
Hovedbæresystemet er massivtre og
utvendige vegger med bindingsverk og
Rockwool flexvegg. Entreprenøren oppførte bygget under telt for å sikre fuktsikker
bygging. Gjennom hele prosessen hadde
de god kontroll på fukt og gjennomførte
lekkasjemålinger. Flexveggen bygges fra
innside til utside, noe som gir større fare
for fukt i konstruksjonen. Entreprenøren
har hatt god erfaring med WPS (Weather
Protection System) og brukte i tillegg det
samme snekkerteamet som bygde passivhusbarnehagen ved Storøya Grendesenter i Bærum. Å bygge flexvegger var
nytt for entreprenøren, og det har vært til
dels utfordrende – spesielt ved utvendige
hjørner.
Foto: Rambøll Norge AS
Prosjektering av passivhus
For å tette rundt vinduene brukte håndverkerne svellebånd som skulle sikre tetting
uten tilleggsfuge. Det viste seg at dette krever mye nøyaktighet, og noe avvik oppsto
slik at svellebåndet ikke ble helt tett. Dette
ga problemer med lufttetting, og dermed
behov for tilleggsfuging. Like fullt målte man
lekkasjetall på 0,4.
Skillevegger og dekke av massivtre har
bidratt til et bra innemiljø, både som opple-
201
LAVENERGIPROGRAMMET
velse og i forhold til temperatur. De første
resultater fra målinger viser at energibruken
er tilnærmet lik beregnet behov. Energimerke for bygget er grønn A.
Bygget har fjernvarme og ca. 10 m²
solfangere. Totalt produserer solfangerne
ca. 4000 kWh/år til varmtvann og romoppvarming. Merkostnaden på grunn av passivhusutførelse for dette prosjektet ligger på
rundt 1250 kr/m².
Bofellesskap
Ranheimsveien 149
Arkitekt:
Vis a Vis
Entreprenør:
HENT AS
Areal (oppvarmet
BRA):
ca. 752 m²
Prosjektert etter
NS 3700
Oppvarmingsbehov:
17,4 kWh/m²år
Energimerke:
Grønn A
Beregnet levert
energibehov:
36,9 kWh/m²år
Byggekostnad:
ca. 40 mill
Merkostnad
passivhus:
ca 1 mill kr (1250 kr/m²
2,5 %)
Energikilde:
Fjernvarme og
solfangere.
202
Kapittel 10
–
Eksempler
Teknobyen studentboliger
I august 2011 flyttet studentene inn i
Norges største bokollektiv med et gedigent
felleskjøkken, en flott storstue og andre
fellesarealer for i alt 116 beboere. Bygget
er i seks etasjer pluss kjeller og har 92
hybelleiligheter.
Teknobyen studentboliger er et av
ENOVAs forbildeprosjekter og er bygd
med høye energikrav. Det kvalifiserte til
støtteprogrammet for passivhus og innfrir
kravene i NS 3700. Passivhusstandarden
ble oppnådd gjennom strenge isolasjonskrav for yttervegger, tak, gulv, vinduer og
dører. Prosjekteringen la også vekt på å få
bygget tett og på god virkningsgrad for varmegjenvinning. Ventilasjonen i fellesarealer
har VAV-regulering med CO²‐sensorer.
Ved siden av de høye energikravene for
selve bygget har bygget separate målere
for varmtvann på hyblene og varmeovner
som slår seg ned til frostsikring når vinduer
åpnes. Fellesrom, korridorer og kjøkken
har bevegelsessensorer for lys. Hvitevarer og lysarmaturer er energieffektive, og
utelysene har fotoceller.
Teknobyen studentboliger ligger innenfor konsesjonsområdet for fjernvarme, og
fjernvarme er valgt til både varmt tappevann og ventilasjon. Romoppvarmingen er
basert på elektriske panelovner. Prosjektet
fikk dispensasjon fra vannbåren romoppvarming fordi beregnet oppvarmingsbehov
er svært lavt. Bygget har egne søppelavsug for restavfall og resirkuleringsstasjoner
rett utenfor.
Teknobyen studentboliger er gjennomført som et Europan 9-prosjekt hvor
byggherren Studentsamskipnaden i
Trondheim (SiT) har samarbeidet med
Europan Norge, Trondheim kommune og
Husbanken. I Europan 9 bidrar 22 europeiske nasjoner til å fremme idékonkurranse for unge arkitekter og planleggere
med målsetting om å realisere nyskapende
prosjekter. Teknobyen studentboliger ble
også nominert til Statens byggeskikkpris
for 2012.
Bygget ble opprinnelig ikke tegnet og
designet som et passivhus. Det ligger
langs en sterkt trafikkert vei, og dette har
Foto: M.C.Herzog www.visualis-arkitektur.no
Prosjektering av passivhus
skapt en del utfordringer med hensyn til
veistøy. Det er valgt en del tradisjonelle løsninger som bæresystem i stål og betong og
vegger i bindingsverk. Arkitektene hadde
ikke tenkt på konsekvenser av fasadeutformingen, så mange og små vinduer gjorde
det krevende for prosjektet å få til lave
U-verdier.
Under hele bygget er det en parkeringskjeller som er bygd som delvis oppvarmet.
Dette har gitt en del utfordringer med
kuldebroer og overganger mellom vegger,
203
LAVENERGIPROGRAMMET
dekker og andre konstruksjonselementer.
Ytterveggene er bygd som en dobbel stenderverksvegg i tre med isolasjon. Stenderverk er delvis adskilt på grunn av støyisolasjon. Totalt tykkelse er ca. 350 mm. Taket
er bygd som et kompakt tak, delvis skråtak
med luftet kledning. Entreprenøren brukte
ikke WPS.
Prosjektet var utfordrende, men partene
klarte å oppfylle passivhuskravene etter
NS 3700. SIT bygger nå kun prosjekter
etter passivhusstandard.
Teknobyen
studentboliger
Studentboliger i 6
etasjer + kjeller, 92
hybelleiligheter
Byggherre:
Studentsamskipnaden i
Trondheim
Arkitekt:
MEK arkitechts Spania
Norsk arkitekt:
Link Arkitektur
Entreprenør:
NCC i samarbeid med
Rambøll og Link
Areal (oppvarmet
BRA):
5057 m²
Prosjektert etter
NS 3700 /Sintef prosjektrapport 42
Oppvarmingsbehov:
kWh/m² år
Beregnet levert
energibehov:
kWh/m²år
Energikilde:
Fjernvarme til tappevann og ventilasjon,
elektriske panelovner til
romoppvarming
Foto: M.C.Herzog www.visualis-arkitektur.no
Kapittel 10
–
Eksempler
Brattås barnehage
Denne barnehagen på Nøtterøy viser at
passivhus ikke trenger å være en firkantet kasse! Bygningsformen ga noen
utfordringer med kuldebroer, men med
strengt fokus på detaljløsningene klarte de
prosjekterende å tilfredsstille passivhusstandardens krav til kuldebroer på
0,03 W/m²K. Tetthetsmålinger etter at
bygget var ferdig, viste lekkasjetall på
0,47 h‐1 etter ferdigstillelse.
Solfangere er montert sørvendt og
skråstilt på stativ på taket. De produserer varmtvann både til tappevann og
oppvarming. Borehullene har veldig god
grunnvannsstrømning slik at det er mulig å
hente ut mye varme, og de gir også gode
betingelser for frikjøling til kjølebatteri i
ventilasjonsaggregat. Varmebatterier og
radiatorer er dimensjonert for lav vanntem-
peratur, nærmere bestemt med turtemperatur på 40 °C. Da gulvvarmeanlegget
i 1. etasje ble prosjektert, vurderte man
soneoppdelingen nøye for å hindre unødig
energibruk.
Også dette prosjektet gjennomførte
håndverkerkurs i byggeperioden, blant
annet med grundig gjennomgang av
riktige metoder for å tape og montere
vindsperre og dampsperre.
Prosjektet valgte tilluftsventiler som gir
mulighet for å behovsstyre luftmengder
strengt, samtidig som de opprettholder
spredningsmønsteret på tilluften. Avdelingene har relativt store vindusflater, noe
som gir mye dagslys og godt utsyn. Store
vindusflater krever lav g‐verdi og utvendige persienner på soleksponerte fasader.
Foto: Brattås barnehage, Nøtterøy.
204
Prosjektering av passivhus
205
LAVENERGIPROGRAMMET
Brattås barnehage
Arkitekt:
Ole J. Wetlesen
Entreprenør:
Våle Bygg AS
Areal (oppvarmet
BRA):
1384 m²
Validert mot SINTEF
Byggforsks Prosjektrapport 42
Beregnet netto
energibehov:
56,6 kWh/m²år
Beregnet levert
energibehov:
36,9 kWh/m²år
Byggekostnad:
kr 45 087 oppvarmet
BRA
Merkostnad
passivhus:
kr 7 152 oppvarmet
BRA (15,8 %)
Energikilde:
Borehullsvarmepumpe og solfangere.
Borehull brukes til
frikjøling til kjølebatteri i
ventilasjonsaggregat.
Energidistribusjon:
Gulvvarme og radiatorer
206
Kapittel 10
–
Eksempler
Vidhaugen barnehage
Vidhaugen barnehage i Malvik er prosjektert som et passivhus. Tomt og plassering
gjorde dette til en krevende oppgave.
Deler av bygget ligger under grunn, og
deler av kjelleren er mot det fri. I tillegg
gjør tomteutformingen det vanskelig å
utnytte passiv solenergi til oppvarming.
Derfor trengte man kompenserende
tiltak for å klare kravet til maksimalt
oppvarmingsbehov.
Bygget er en stålkonstruksjon. Det har
betong i deler som støtter mot eller er
under grunnen. Taket består av TRP- stålplater. Energikildene er varmepumpe og
solfangeranlegg, og bygget kvalifiserer til
energimerke lysegrønn A.
Underetasjen er bygd med delvis fullt
isolert kjeller og delvis åpen kjeller som
parkeringsareal. Dette har skapt utfordringer med hensyn til isolasjon, detaljer,
kuldebroer og flere andre problemstillinger
som kom opp under detaljprosjekteringen
av bygget. Vi vet lite om gode konstruksjonsløsninger mot grunn i forhold til
kuldebroer. Rambøll har gjort beregninger
som viser at bygget kan klare normalisert
kuldebroverdi på maks. 0,03, men at konstruksjoner mot grunn er kritiske.
Detaljene viser hvordan dekker og
vegger er bygd opp. I veggen er det brukt
Rockwool flexveggsystem, noe som reduserer isolasjonstykkelse og gir lave U‐verdier. Fordelene med dette systemet er at
man kan lage mer kompakte løsninger og
slankere vegger samt få gode U‐verdier.
I dette systemet er OSB-plate i veggen
selve vindsperren. Her er alle skjøter limt
og tapet, slik at man får bygget så tett som
mulig.
For å sikre en god og fuktsikker utførelse har entreprenøren bygget under
telt. Store nedbørsmengder våren 2012 i
Midt-Norge ville nok skapt store utfordringer med framdrift for tradisjonell bygging.
WPS-system var lagt inn i tilbudsgrunnlaget, slik at alle entreprenører ga tilbud på
dette.
Bruken av TRP-plater i tillegg til en
kompakt takløsning gir veldig gode
U-verdier. Det gjør det imidlertid utfordrende å tette dampsperren, spesielt i
overgangene mellom tak og vegg. I tillegg
byr vinduene på utfordringer. Man valgte
runde vinduer og takvinduer, og det gir litt
dårligere U-verdier. Bygget ble ferdigstilt
sommeren 2012.
Illustrasjon: Rojo arkitekter
Prosjektering av passivhus
207
LAVENERGIPROGRAMMET
Vidhaugen barnehage
Arkitekt:
Rojo arkitekter
Entreprenør:
Teknobygg Entreprenør
Areal (oppvarmet
BRA):
ca. 1300 m²
Prosjektert etter
SINTEF prosjektrapport 42
Oppvarmingsbehov:
kWh/m²år
Foto: Rambøll Norge AS / Rojo Arkitekter AS
Energimerke:
lysegrønn A
Beregnet levert
energibehov:
kWh/m²år
Byggekostnad:
kr 46 mill.
15 mm glattkant panel hvitlasert
48 mm på fôring
Dampsperre
148 mm bindingsverk / mineralull
18 mm OSB
250 mm Rockwool Flex Systemvegg
28x98 lekting med Flex Systemskrue tre
(avstand dimensjoneres av leverandør)
36x48 mm utlekting
Utvendig kledning kjemeveg furu 21x148 panel
med 19x73 mm underligger
Merkostnad
passivhus:
ca. kr 1,5 mill.
Energikilde:
varmepumpe, solfanger
og strøm
15 mm glattkant spaltepanel (4 mm) hvitlasert
48 mm på fôring
Dampsperre
148 mm bindingsverk / mineralull
18 mm OSB
250 mm Rockwool Flex Systemvegg
28x98 lekting med Flex Systemskrue tre
(avstand dimensjoneres av leverandør)
36x48 mm utlekting
Utvendig kledning kjemeveg furu 21x148 panel
med 19x73 mm underligger
Kilde: SINTEF Byggforsk DS
100 mm XP S legges ned med
intervall som kuldebrobryter
48x98 mm imp
Vinkelstål for opplegg av svill
c/c dimensjoneres av RiB
Vinyl
80 mm betong
dampsperre
350 mm EPS
Vindsperre
265 hulldekke
208
Kapittel 10
–
Eksempler
Grøtte skole, Orkdal
Grøtte skole var det første passivhuset
for både entreprenør Skanska og byggherre Orkdal kommune, noe som gjorde
prosjektet ekstra utfordrende. Byggherren
valgte passivhus etter en helhetsvurdering
og en politisk beslutning om å bygge mer
energieffektivt.
Prosjektet består av et eksisterende
bygg som skulle bygges om noe, og et
nybygg som skulle være passivhus. Bygget ble utført med hovedbæresystem i
stål, betong i deler av bygget og isolerte
yttervegger med Iso3-stender. For å få til
en rasjonell byggeplass og unngå WPSsystemer valgte entreprenøren en del
prefabrikerte løsninger som takelementer
og veggelementer. Ved å blåse inn mineralull i disse elementene senere unngikk
prosjektet en del HMS-utfordringer på
byggeplassen. Termografiske undersøkelser har bekreftet at dette er en god
løsning.
Klasserommene i bygget har dagslysstyring som demper lysnivået i rommet
når det slippes inn mer lys inn i rommet
via vindu, samt bevegelsessensorer i
gangene. I prosjektet brukte man store
ressurser på å få beregnet og kontrollert
kuldebroregnskapet. Det viser at maksimal normalisert kuldebroverdi på 0,03 er
ivaretatt.
I tillegg er bygget utformet med mindre
takutstikk som skal hindre at sola i sommerhalvåret bidrar til for mye overoppheting. Entreprenøren har brukt store ressurser på å sikre at klasserommene har
tilfredsstillende temperaturer og inneklima.
Bygget skal forsynes av en varme-
Prosjektering av passivhus
pumpe med grunnvannsbrønn, og dette
gir energimerke grønn A. Prosjektet ble
overlevert byggherre i desember 2011.
Både entreprenøren og byggherre
opplever at dette ble et bra prosjekt.
Totalentreprenør Skanska har etter dette
209
LAVENERGIPROGRAMMET
prosjektet fått flere nye passivhusprosjekter og bruker mye av kunnskapen i andre
oppdrag.
Prosjektet er gjennomført som en totalentreprise av Skanska AS og arkitekt
Eggen Arkitekter.
Grøtte skole
Arkitekt:
Eggen arkitekter
Entreprenør:
Skanska entreprenør
Byggherre:
Orkdal kommune
Areal (oppvarmet
BRA):
ca. 4500 m²
Validert mot SINTEF
prosjektrapport 42
Energimerke:
grønn A
Byggekostnad:
ca. kr 75 mill.
Merkostnad
passivhus:
ca. kr 4,5 mill.
Energikilde:
Væske til vannvarmepumpe
(grunnvannsbrønn)
Foto: Skanska
210
Kapittel 10
–
Eksempler
Papirbredden II, Drammen
Papirbredden II er et nytt kontor- og undervisningsbygg sentralt i Drammen. Bygget
ligger ved siden av og viderefører Papirbredden I, hvor blant annet Høgskolen i
Buskerud og Drammensbiblioteket har sitt
tilholdssted.
Papirbredden II har 23 000 m² fordelt på to separate bygg. Papirbredden
prosjekteres etter FutureBuilts kvalitetskriterier med passivhus og energiklasse A,
klimaeffektive byggematerialer og med
god tilrettelegging for sykkelparkering og
moderat parkeringsdekning.
Papirbredden II er utformet som to
frittstående bygninger med felles kjeller
som inneholder parkering, tekniske rom,
arkiv, sykkelrom og garderobefasiliteter.
Hus 1 er planlagt for kontor, undervisning
og servering og inneholder felles vestibyle
og kantine/kjøkken for begge bygg. Hus 2
skal ha kontor og undervisning med Vitensenter, Newton‐rom og auditorium for 300
personer.
LPO har vært engasjert av Papirbredden Eiendom for å utvikle konsept,
skisseprosjekt og gjennomføre program
og funksjonsbeskrivelse. Prosjektet er
en del av en prosjektkonkurranse som
ble avholdt i 2005, hvor LPO gikk av med
seieren med prosjektet ”Drammen United”.
Papirbredden II er prosjektert og
oppført i henhold til SINTEF prosjektrapport 42 Kriterier for lavenergi og passivhus
‐ yrkesbygg 2009. Netto energibehov er
beregnet til 70 kWh/m²år, og levert energi
til 58 kWh/m²år (passivhusevaluering).
Passive energitiltak knyttet til formen på
bygningskroppen har vært viktig i prosjekteringen. Vegger, gulv og tak har gode
isolasjonstykkelser (U-verdier på 0,15/
0,13/ 0,15 W/m²K), og vinduene har U‐verdi
0,8 W/m²K. Normalisert kuldebroverdi er
redusert til 0,03 W/m²K. Gjennom hele
byggeprosessen har entreprenøren vektlagt løsninger og metoder for å sikre tett
bygg og har også holdt kurs for utførende.
Tetthetsmåling vil bli utført når bygget er
ferdig.
Luftbehandlingsanlegget leveres med
meget gode varmegjenvinnere (83 % årsmidlere temperaturvirkningsgrad, ÅMT).
Bygget har SD‐anlegg for å styre og følge
opp energibruk. Oppholdsarealene har
sensorer for dagslys og tilstedeværelse.
Energiforsyningen kombinerer fjernvarme
og varme fra geoenergibrønner i Papirbredden I. Prosjektet har valgt miljøriktige
kjølemedier i varmepumper. Kondensatorvarme fra kjølemaskin (kjøling til server- og
datarom) sendes ned i energibrønnene.
Papirbredden II Foto: Lene Kjærsheim / Futurebuilt
Prosjektering av passivhus
211
LAVENERGIPROGRAMMET
Papirbredden II,
Drammen
Arkitekt:
LPO Arkitekter
Byggherre:
Papirbredden
eiendom/Entra
Entreprenør:
NCC i samarbeid med
Rambøll, Henning
Larsen og flere
Areal:
ca. 10.000 m² (Bygg 1)
Papirbredden II Foto: Lene Kjærsheim / Futurebuilt
Prosjektert etter
SINTEF Prosjektrapport 42 og Futurebuilts kriterier
Beregnet netto
energibehov:
70 kWh/m²år
Beregnet levert
energibehov:
58 kWh/m²år
Energimerke: A
Byggekostnad:
ikke oppgitt
Merkostnad
passivhus:
ikke oppgitt
Energikilde:
Fjernvarme og geovarme fra brønnpark i
Papirbredden I
Energidistribusjon:
ikke oppgitt
212
Kapittel 10
–
Eksempler
Strinda administrasjonsbygg
Statnett SF sitt nye kontorbygg i Trondheim ble utviklet som passivhus fra
begynnelsen. Rambøll Norge AS har
vært arkitekter og rådgivende ingeniører.
Oppgaven var å utvikle et passivhus med
energimerke A. Byggets form er enkel,
med noen få spesielle detaljer. Prosjekteringen la vekt på enkle, robuste løsninger
som gir et energieffektivt bygg som er
funksjonelt for brukerne. Beregnet oppvarmingsbehov er ca. 13 kWh/m², og energimerket er en gul A.
Bygget har en luft-til-vann-varmepumpe
til tappevanns- og romoppvarming, og
elektrisitet dekker resten av varmebehovet. Bygget har også en kulvert mellom
luftinntak og ventilasjonsanlegg. Kulverten
varmer opp luften, og beregninger og
målinger viser at luften øker 3 °C. Ventila-
sjonssystemet har lokal tilluft ved kontorene og et felles avtrekk i atrium, noe som
gir minimale SFP-verdier.
I byggeperioden etablerte entreprenøren duk på utsiden av stillas, som samtidig
gikk litt over tak for å beskytte gesims og
vegger mot vær og vind. Entreprenøren
vurderte å bruke WPS (Weather Protection System), men bestemte at dette ikke
var rasjonelt i forhold til byggemetode.
Fasaden er montert på utsiden av bæresystem og dekker. Dette gir veldig gode
løsninger i forhold til kuldebroer. For å gi
godt lys i byggets midtre sone etablerte
man store overlys orientert mot nord. Det
gir godt lys og lite varmetilskudd.
Prosjektet utnytter dagslys via store
overlys og glass i fasade. Vinduene har
U‐verdi 0,7 i vegg og 0,9 i tak. Veggene er
Prosjektering av passivhus
isolert med bindingsverk på 300 mm, tak
har 500 mm isolasjon og under grunnen er
isolasjonen 300 mm. Kuldebroene er minimale fordi konstruksjonene er trukket lenger inn i bygget. U‐verdiene ved glasstaket
har vært utfordrende fordi U‐verdi for glass
i helning ikke blir fullt så gode. I tillegg er
det store arealer med aluminiumskarmer,
noe som reduserer U‐verdiene. Dette er
noe vi skal passe nøye på når vi prosjekterer glasstak.
213
LAVENERGIPROGRAMMET
Brukerne av bygget er svært godt fornøyd. De vurderer inneklimaet som godt,
men enkelte synes temperaturen er litt lav.
Dette jobber man med, blant annet ved
innregulering. Det er planlagt mye oppfølging, kontroll og energimålinger framover.
Bygget ble tatt i bruk i 2012 og viser lavt
energiforbruk. Lekkasjetall ble målt til 0,5.
Godt design og god planlegging har resultert i lave merkostnader, ca. 3 % i forhold til
TEK10-nivå.
Strinda
administrasjonsbygg
Arkitekt:
Rambøll Norge
Entreprenør:
NCC sammen med
Rambøll Arkitektur
og RI
Areal (oppvarmet
BRA):
2025 m²
Validert mot SINTEF
prosjektrapport 42
Netto energibehov:
68,8 kWh/m²år
Beregnet
oppvarmingsbehov:
13 kWh/m²år
Energimerke:
Gul A
Byggekostnad:
kr. kr 42 milli.
Merkostnad
passivhus:
Antatt ca. 1 mill.
Energikilde:
Elektrisitet og luft-tilvann-varmepumpe
214
Register
Stikkordregister
A
anblåsing 56, 57, 76, 94
B
barnehage 8, 9, 35, 36, 204, 206
belysning 39, 115
bindingsverk
delt 76
gjennomgående 75
biobrensel 167
blokk 10, 26, 42
BREEAM NOR 11
byggfukt 104, 110, 124
bygningsenergidirektivet 12, 20
I
I-profil 64, 72, 191
infiltrasjonsvarmetap 18, 23, 36
inneklima 96
internlast, 36
isolasjonstykkelse 108
C
CO2-sensor 161
CO2-utslipp 20
K
kjølebehov 38
klimasoner 32
kompaktaggregater 178
kompakthet 25
kondens 60, 68, 77, 83, 104, 123, 128, 139, 147
kontrollberegning 21, 41, 149
konveksjonssperre 51, 56
kuldebro 89
kuldebroatlas 93
kuldebroverdi 28, 32, 47, 79, 85, 89, 90–93
D
dagslys 113
dagslysfaktor 115
dampmotstand 108
dampsperre
inntrukket 62
damptett plate 58
alternative 110
dokumentasjonskrav 29, 43
L
lekkasjeprøving 29
lekkasjetall 23, 28, 32, 40, 55, 59, 75, 107, 122, 130, 190
levert energi 9, 17, 19, 42
luftgjennomgangstall, 59
luftlekkasje 105, 130
luftmengde 21, 35 148, 150
lufttetthet, 55
lønnsomhetsberegning 194
E
effektbehov 23, 24, 39, 154
elektrisk oppvarming 166
energiberegning 16
energibudsjett 19
energiforsyning 27
energimerking 42
energipost 19
M
markisolasjon 79
merkostnader 190
miljøklassifisering 11
minstekrav til komponenter 28, 40
muggvekst 106
F
fjernvarme 177
formfaktor 30
fugebånd 88
fuktsikkerhet 78
fuktsikring 104
G
gjennomblåsing 56
gjennomgående bindingsverk 75
gråvannsgjenvinner 175
gulvvarme 168, 172, 174, 178
H
hulrom 47, 50, 76, 81
N
nesten nullenergi-bygg 11,12
netto energibehov 11, 17, 19, 32, 42
nødvendig isolasjonstykkelse 64, 72
O
omleggsskjøt 62, 67, 70
omsorgsbolig 200
oppvarmingsbehov 26
oppvarmingseffekt 9
overlys 118
P
passivhuskonsept 9, 97, 188
primærenergi 9, 17, 20
R
radiator 160, 169, 172, 179
radonsikring 80
radonsperre 78, 80
romoppvarming 9, 19, 31, 165, 172, 177, 192
Prosjektering av passivhus
S
Sd-verdi 60, 71, 106
SFP-faktor 28, 40, 138, 143
SIMIEN 41, 99
småhus 32
solavskjerming 97, 114, 119, 184
solenergi 84, 113, 168
solfanger 14, 27, 165, 172, 192
solskjerm 14, 96, 100, 119
soltilskudd 8, 18, 24, 37, 103, 168
solinnstråling 18, 25, 77, 118
studentbolig 202
T
tak 64
kompakte tak 69
sperretak 67
dampåpne undertak 61, 66, 67, 108
undertak 61, 64, 66, 67, 104, 111
luftede 66
W-takstol 66, 68
A-takstol 66
TEK-sjekk energi 41
Teknisk Godkjenning 53, 60
termisk komfort 38, 97
termisk masse 101, 103
termografering 132
tettematerial 88
tettesjikt 55, 58, 75, 131
tetthetskrav 9
tetthetsmåling 130
transmisjonsvarmetap 46
U
u-verdi 48, 81, 82
vegg 23, 71
vindu 23, 28, 31, 40, 81, 99
tak 28, 31, 65
gulv 28, 31, 79, 99
u-verdig og nødvendig isolasjonstykkelse
64, 72
uttørking
60, 69, 76, 97, 105, 110, 123, 124, 129
V
varmebalanse 22
varmebatteri 23, 139, 166, 173
varmebehov 23, 167, 171, 177
varmegjenvinner 23, 28, 68, 138, 146, 176
varmekapasitet 21, 99
varmekonveksjon 21, 46, 47, 50, 58, 99, 105, 112
varmeledningstall 49, 64, 72
varmemotstand 47, 54, 70, 89
LAVENERGIPROGRAMMET
varmeoverføring 47, 53, 82, 176
varmeoverskudd 96, 103
varmepumpe 170
varmestråling 47, 53
varmetap 18
varmetapstall 18
varmetilførsel 76, 103
varmetilskudd 18, 36, 103
varmetransmisjon 18
varmetransportkoeffisient 18, 22, 179
varmepumpe
luft-til-luft-varmepumpe 27, 165, 170, 171
luft-til-vann-varmepumpe 165, 170, 172, 180, 192
vann-til-vann-varmepumpe 165, 174
bergvarmepumpe 178
jordvarmepumpe 170
gråvannsvarmepumpe 170, 175
ventilasjon
avtrekksventilasjon 138
balansert ventilasjon 14, 23, 68, 97, 105, 138, 142, 178
behovsstyrt ventilasjon 142, 148, 158, 190
desentral ventilasjon 138, 143
forvarming av inntaksluft 142
sentral ventilasjon 143
varmegjenvinner 23, 28, 68, 138, 176
ventilasjonsanlegg 24, 28, 40, 68, 129, 131, 138, 144
ventilasjonsvarme 9, 18, 23, 37, 46, 164, 173
ventilasjonsvarmetap 18, 23, 37, 46
konstant luftmengde (CAV) 148, 154, 160
varierende luftmengde (VAV) 148, 155, 157, 162
samtidighet 151
trykkstyring 153, 156
aktiv tilluftsventil 156, 159, 160
viftekonvektor 179
vindsperre 50, 56, 60, 76, 110, 123, 124, 131, 136
vinduer 81, 88, 100, 114, 118
vindusplassering 85, 86
lufttetting rundt vinduer 88
passivhusvindu 32, 81
U-verdi trelags vinduer 83
vinduslufting 97, 100, 103
virkningsgrad 19, 20, 27, 32, 40, 138, 140, 167
varmegjenvinner 23, 28, 68, 138, 140, 176
energivare 19, 20
solfanger 27, 165
Y
yrkesbygg 9, 13, 18, 28, 35, 70, 189
yttervegger under terreng
anbefalinger 78
zero energy building 20
215