1. No category

7. SEMESTER SPECIALE
LAVENERGIHUSE HELT UDEN SOLCELLER
Z
Michael Bjørnstrup
Bygningskonstruktøruddannelsen
Vejleder: Brian Nielsen
Aflevering: 27.03.2015
VIA University
College, Århus
TITELBLAD
RAPPORT TITEL: Lavenergihuse helt uden solceller
VEJLEDER: Brian Nielsen
FORFATTER: Michael Bjørnstrup
DATO/UNDERSKRIFT: ____________________________________
STUDIENUMMER: 179814
OPLAG: Digital
SIDETAL (à 2400 anslag): 28.5
GENEREL INFORMATION:
All rights reserved - ingen del af denne publikation må
gengives uden forudgående tilladelse fra forfatteren.
BEMÆRK:
Denne rapport er udarbejdet som en del af uddannelsen
til bygningskonstruktør – alt ansvar vedrørende
rådgivning, instruktion eller konklusion fraskrives!
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
1. Abstract
The present report is a part of the 7th and final semester on the construction architect
education. The subject of the assignment is energy optimizing of building components.
In the introduction I raise the question: it is possible to build a low-energy house, which
complies with the high requirements in the building class 2020, without the use of solar
panels?
In order to answer this question a number of circumstances needs to be analyzed.
It is necessary to look into all the parts of the building that affects the energy balance, and
then isolate the parts that can be improved.
Through the report a various number of building components and assembling of
components are reviewed. The purpose is to visualize the difference between traditional and
new building methods, by comparing different building parts.
The importance of choosing the right type of windows and to place them correct is also very
important when building a house that exploits the heat of the sunlight. It Is worth
mentioning, that there is no need to exaggerate the size of windows facing south. It is
instead advantageously to implement windows in the east and west facades to benefit from
the sun in the morning and afternoon.
As the insulation in the building envelope is getting more efficient, we face the risk of
overheating the building. To prevent overheating it is necessary with outdoor sun screening.
However, studies shows that sun screens cannot stand alone. Well-designed super lowenergy houses use sun screens combined with natural ventilation.
3
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Indhold
1. Abstract ............................................................................................................................................... 3
Billedliste ................................................................................................................................................. 6
2. Indledning............................................................................................................................................ 7
2.1. Problemformulering ..................................................................................................................... 8
2.2 Afgrænsning .................................................................................................................................. 8
2.3 Teoretisk og empirisk grundlag ..................................................................................................... 8
2.4 Metodevalg ................................................................................................................................... 8
2.5 Disposition ..................................................................................................................................... 9
3. Energiklasserne ................................................................................................................................. 10
3.1 Hvad er et superlavenergihus? ................................................................................................... 10
3.2 KOMFORTHUSENE ....................................................................................................................... 10
4. Brug af solceller ................................................................................................................................. 11
5. Dimensionerende transmissionstab.................................................................................................. 12
6. Linjetab .............................................................................................................................................. 13
6.1 Krav og anbefalinger ................................................................................................................... 14
7. THERM ............................................................................................................................................... 15
8. Fundamenter ..................................................................................................................................... 15
8.1 Sundolitt funderingssystem ........................................................................................................ 17
8.2 Linjetab ved yderdøre ................................................................................................................. 17
8.3 Diskussion .................................................................................................................................... 19
9. Indbygning af vinduer........................................................................................................................ 20
9.1 Egernsund passivhus system +C .................................................................................................. 20
9.2 Vinduesfals i plademateriale ....................................................................................................... 20
9.3 BS Falsen...................................................................................................................................... 20
9.4 Delkonklusion .............................................................................................................................. 22
10. Vinduer ............................................................................................................................................ 23
10.1 Bygningsreglementets krav til vinduer...................................................................................... 23
10.2 Vinduernes design ..................................................................................................................... 25
10.3 Bygningsreglementet og dagslys ............................................................................................... 25
10.4 Smalle karme ............................................................................................................................. 25
10.5 Vinduers disponering ................................................................................................................ 26
11. Ydervægge ....................................................................................................................................... 27
11.1 Thermoblokken fra H+H ............................................................................................................ 27
11.2 MAGU Bausysteme ................................................................................................................... 27
11.3 Passivhus System +C fra Egernsund Tegl .................................................................................. 28
11.4 Skeletkonstruktioner ................................................................................................................. 29
11.41 Træskelet ............................................................................................................................. 29
11.42 Stålskelet ............................................................................................................................. 30
4
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
12. Tag ................................................................................................................................................... 31
12.1 Isoleringsmængde ..................................................................................................................... 31
13. Termisk indeklima ........................................................................................................................... 32
13.1 Termisk masse ........................................................................................................................... 32
13.2 Naturlig ventilation ................................................................................................................... 32
14. Solafskærmning ............................................................................................................................... 34
14.1 Lameller ..................................................................................................................................... 34
14.2 Screens ...................................................................................................................................... 34
14.3 Delkonklusion ............................................................................................................................ 35
15. Konklusion ....................................................................................................................................... 36
Kildeliste ................................................................................................................................................ 38
5
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Billedliste
Figur 1 - Geometrisk kuldebro............................................................................................................... 13
Figur 2 - Konstruktiv kuldebro ............................................................................................................... 13
Figur 3 - Konvektiv kuldebro ................................................................................................................. 13
Figur 4 - Uddrag af BR10, Kap 7.6.......................................................................................................... 14
Figur 5 - Anbefalinger af minimums værdier for linjetab ved fundamenter. Kilde: Weber.dk ............. 14
Figur 6 - traditionelt fundament ........................................................................................................... 16
Figur 7 - Fundament fra Thyholm huset................................................................................................ 16
Figur 9 - Sundolitt F-sokkel som udført i ”Climate +” bolig ................................................................... 17
Figur 10 - Thyholm huset, niveaufri adgang.......................................................................................... 18
Figur 11 – Traditionelt dørtrin ............................................................................................................... 18
Figur 12 - Thyholmhuset dørtrin ........................................................................................................... 18
Figur 13 - Egernsund vinduesfals .......................................................................................................... 20
Figur 14 - Ophængning i hyldeknægte .................................................................................................. 20
Figur 15 - BS falsen med stålbeslag ....................................................................................................... 20
Figur 16 - BS indstøbningsfals ............................................................................................................... 20
Figur 17 - Traditionel vinduesfals .......................................................................................................... 21
Figur 18 - Egernsund Energifals ............................................................................................................. 21
Figur 19 - Vinduesfals med plade .......................................................................................................... 21
Figur 20 - Vinduesfals med plade - forbedret ....................................................................................... 21
Figur 21 - THERM beregninger af hhv. traditionel vinduesfals og vinduesfals med plade ................... 22
Figur 22 - Sammenhæng mellem energiklasser og Eref-værdier .......................................................... 23
Figur 23 - THERM beregninger af hhv. 2 og 3 lags rude ........................................................................ 24
Figur 24 - TEC Futura+ fra Ideal Combi.................................................................................................. 25
Figur 25 - Basic+ fra PRO ....................................................................................................................... 25
Figur 26 - Ecliptica plus fra Krone vinduer ............................................................................................ 25
Figur 27 - Thermoblokken fra H+H ........................................................................................................ 27
Figur 28 - ISO-BYG system ..................................................................................................................... 27
Figur 29 - Passivhus System +C, Egernsund .......................................................................................... 28
Figur 30 - Træskelet fra KOMFORTHUSENE .......................................................................................... 29
Figur 31 - Mockup fra Villa Langenkamp ............................................................................................... 29
Figur 32 - Gyproc THERMOnomic.System ............................................................................................. 30
Figur 33 - Sammensat spær................................................................................................................... 31
Figur 34 - KERTO-S LVL bjælke............................................................................................................... 31
Figur 35 - Sammenhængen mellem U-værdi og isoleringstykkelse ...................................................... 31
Figur 36 - Bolig for livet, Kilde: Velfac ................................................................................................... 33
Figur 36 - Lamelafskærmning fra SOLATEK ........................................................................................... 34
Figur 37 - Screen solafskærming ........................................................................................................... 34
6
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
2. Indledning
Nærværende speciale er udarbejdet i forbindelse med 7. og afsluttende semester på
bygningskonstruktøruddannelsen i Århus.
Med udgangspunkt i emnet lavenergihuse er det mit mål at undersøge, hvordan man kan
optimere et byggeri, så det får den bedste energiperformance og lever op til selv de
skrappeste krav der stilles i bygningsklasse 2020, uden brug af aktive energitiltag.
Grunden til at jeg har valgt netop dette emne, er at det interesserer mig at arbejde med
lavenergibyggeri og optimering af konstruktioner.
Projektet jeg arbejdede på i min praktik hos C.F. Møller på 6. semester var netop målsat til at
overholde kravene til BR2020, men uden at gå på kompromis med arkitekturen. Rent
arkitektonisk tillod man eksempelvis ikke differentieret solafskærmning på facaderne.
Modellen, et provinsielt sygehus, som vi endte op med fremstod med vinduespartier fra gulv
til loft på alle facader, hvilket ikke efterlod meget murværk. Dette indebar en umiddelbar
forringelse af U-værdier.
I praksis er det relativt simpelt at overholde energirammen for BR2020 byggeri blot ved at
tilføje en vis mængde solceller på byggeriets tagflader. Og ganske rigtigt: Efter
projektforslaget måtte vi konstatere at stort set hele tagfladen var belagt med solceller.
Under min refleksion over projektet pressede følgende spørgsmål sig på:
Kunne man ikke gøre konstruktionerne lidt bedre? For eksempel; mindske linjetab, forbedre
u-værdier, optimere vinduer, solafskærme bedre og således helt undgå dyre solceller. Det
kunne måske være fordelagtigt med et større udhæng mod syd og et mindre mod nord?
Det er nogle af de ting jeg vil søge afklaring på gennem rapporten.
Formålet med undersøgelsen er at oplyse om metoder til at bygge huse efter bygningsklasse
BR2020. Rapporten skulle gerne kunne bidrage med gode løsningsforslag der kan anvendes i
praksis.
Projektet fra min praktik vil jeg dog ikke gøre til genstand for undersøgelsen, dertil er
byggeriet for stort og kompliceret. Udgangspunktet vil i stedet være et enfamilie hus.
Siden 2006 er der opført flere passivhuse i Danmark. Der foreligger dokumentation og
erfaringsdata for disse byggerier som bliver en del af datagrundlaget for denne rapport.
Passivhusene er i min optik forbilledet for lavenergihuse og jeg forventer at undersøgelsen
vil bekræfte at der findes byggeteknik og metoder der unødvendiggør brugen af solceller for
at overholde energirammen.
7
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
2.1. Problemformulering
Med baggrund i indledningen ønsker jeg at finde svar på nødvendigheden af solcelleanlæg i
lavenergibyggeri, og hovedspørgsmålet i undersøgelsen er følgende:
Kan man energioptimere et byggeri således at det opfylder kravene til bygningsklasse 2020,
uden brug af solcelleanlæg?
2.2 Afgrænsning
Jeg har gennem rapporten afgrænset mig fra områder der ellers kunne være relevante for
undersøgelsen.
I forbindelse med linjetabsberegninger i programmet THERM udregnes de endelige
linjetabsværdier ikke, da det påkræves yderligere software som er licensbetalt.
I stedet vil jeg anvende THERM beregningerne til visuelt at illustrere en forskel på
bygningsdele, og gøre brug af de målefunktioner og skalaer der findes i programmet THERM.
Derudover forholder jeg mig ikke til tekniske installationer, som eksempelvis
ventilationsanlæg gennem undersøgelsen, selvom jeg erkender at det har relevans i forhold
til energirammen. Ventilationsanlæggets virkningsgrad er mere eller mindre en konstant i
forhold til energirammen, og derfor vil en optimering ikke give anledning til udsving i den
samlede energiramme. Rapporten vil heller ikke omhandle tæthedsplan, da dette ikke er en
del af energirammen.
Jeg har valgt at fokusere på de enkelte bygningsdele, sammenbygningsdetaljer og
solafskærmning, da det typisk er disse elementer der kan være udslagsgivende i forbindelse
med energirammen.
2.3 Teoretisk og empirisk grundlag
Teorien jeg vil anvende gennem undersøgelsen repræsenterer de traditionelle
byggemetoder der benyttes i dag. Det teoretiske grundlag vil være funderet i faglige
anerkendte internetsider eller publikationer. Teorien vil primært fremstå som illustrationer
med beskrivende tekst.
De empiriske data vil således være nye byggemetoder, konstruktioner og bygningsdele.
Empirien udvælges kritisk fra pålidelige og opdaterede publikationer og jeg har lagt stor
vægt på, at de løsninger der fremgår gennem rapporten, er veldokumenterede.
2.4 Metodevalg
Når jeg har valgt denne model for teori og empiri, skyldtes det at jeg ønsker at opstille
traditionelle bygningsdele for at sammenligne og analysere i forhold til nye løsninger.
Et af de redskaber jeg vil benytte mig af i min sammenligning er programmet THERM.
Programmet skal hjælpe til med at underbygge og synliggøre de problemområder der vises
gennem rapporten.
8
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
2.5 Disposition
I indledningen præsentereres emnevalget og med problemformuleringen stilles
kernespørgsmålet, der danner grundlaget for undersøgelsen.
I hovedafsnittet analyseres de elementer der har størst betydning for energirammen i
boligbyggeri, hvilke er: linjetab, klimaskærm og solafskærmning.
I afsnittet omkring linjetab vil jeg forsøge at synliggøre forskelle mellem traditionelle og nye
byggemetoder ved hjælp af illustrationer.
I følgende afsnit om ydervægge vil fokus være rettet mod optimering af u-værdier for
ydervægge under hensynstagen til konstruktionens tykkelse. Her vil jeg vise hvordan
ydervægge kan energioptimeres, uden at de behøver at blive tykkere end traditionelle
vægge.
Herefter analyserer jeg form og funktion af vinduer og deres rolle i sammenhæng med
superlavenergihuse.
Hovedafsnittet afsluttes med en belysning af det termiske indeklima, herunder
solafskærmning og naturlig ventilation og deres indflydelse på dette.
Hvert afsnit afsluttes med en delkonklusion.
Efter hovedafsnittet opsummeres delkonklusionerne og der konkluderes på baggrund af
undersøgelsens problemformulering.
Endelig vil konklusionen efterfølges af en perspektivering.
9
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
3. Energiklasserne
Den danske regerings målsætning er at gøre Danmark uafhængig af fossile brændsler i
2050.1 Målsætningen er en erkendelse af, at verden står overfor en ny politisk tidsalder, hvor
der må findes alternative måder at opfylde energibehovet på. Opvarmning af boliger i
Danmark er en af de største energislugere, og vi bruger omkring 40 procent af vores samlede
energiforbrug på at opvarme vores boliger2. Gennem bygningsreglementet udmøntes
regeringens målsætning gradvist med energiklasserne 2015 og 2020.
Her i første kvartal i 2015 gælder energikravene i bygningsreglementet 2010 kapitel 7.
stadig. Energirammerne for 2015 har imidlertid været kendt siden juni måned 2010, hvor
den nye energiklasse blev indført, som en frivillig ordning. Ultimo 2011 blev også
energiklasse 2020 indført i BR10 med endnu mere skærpede krav til varmetab og
energibehov.
Primo 2015 er BR15 endnu ikke effektueret pga. af forsinkelser. Ifølge Byggecentrums
nyhedsbrev forventes det nye reglement at blive udgivet den 30. juni 2015 med en
overgangsperiode frem til ikrafttrædelse den 31. december 2015.
I Danmark har vi adopteret det tyske passivhus koncept og brugt det til inspiration ved
opførelse af lavenergiboliger. Den tyske certificeringsordning kvalificerer dog ikke dansk
byggede huse til at overholde dansk lovgivning, da den bygger på andre krav og kriterier end
de der er angivet i det danske bygningsreglement. En af de store forskelle er, at passivhuse
typisk ikke benytter sig af solceller, jordvarme eller lignende aktive energiformer. Den tyske
certificeringsordning medtager ikke aktive energitiltag i energirammen som det er tilfældet i
dansk lovgivning.
3.1 Hvad er et superlavenergihus?
Ordet superlavenergihus optræder i en rapport udviklet af instituttet EKOLAB.
EKOLAB er eksperter i rådgivning, analyser og tekniske løsninger ved opførelse af lavenergi
byggeri. EKOLAB har blandt andet været rådgivere på opførelsen af Thyholmhuset, i
forbindelse med KOMFORTHUS-projektet.
I rapporten beskrives superlavenergihuset som at være et hus der stræber efter at opnå et
lavt energibehov på niveau med f.eks. tyske passivhuse. Det vil sige huse der ikke er
afhængige af aktive teknologier som eksempelvis solceller.
Begrebet ”lavenergihus” er defineret af bygningsreglementet og dækker over
energiklasserne 2015 og 2020 og i modsætning til det tyske passivhus, tillader det danske
bygningsreglementet at man medtager aktive teknologier til overholdelse af energirammen.
Superlavenergihuset er således et hus der overholder de danske energiklasser 2015 og 2020,
uden brug af aktive energiformer.
3.2 KOMFORTHUSENE
Gennem rapporten vil der blive henvist og sammenlignet med KOMFORTHUSENE i Vejle.
KOMFORTHUS-projektet blev startet i 2007 som et udviklingsprojekt hos
Saint Gobain Isover A/S, som ønskede at formidle viden om lavenergibyggeri og de
principper der står bag. Udgangspunktet i projektet skulle være passivhus-konceptet, da
dette koncept var velkendt og testet gennem en længere periode i Tyskland, Østrig og
Schweiz. Især indeklimaet var et fokuspunkt. De første lavenergihuse der blev opført i
1
2
Energistrategi 2050 – fra kul, olie og gas til grøn energi
Energitjenesten.dk
10
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Danmark havde generelt problemer med indeklimaet. Om sommeren var husene
overophedede og om vinteren var de for kolde.
Projektet i Vejle var et udviklingsprojekt, og passivhus konceptet var nyt for de fleste af de
aktører der bød ind på projektet.
Ved at indsamle måledata på husene gennem en periode og dokumentere disse data
gennem rapporter, blev der opbygget en erfaringsdatabase. Målet var at udarbejde et
fælleseje, så man undgår at lave de samme fejl i fremtidens lavenergi-byggeri.
Projektet har haft stor betydning for udfærdigelsen af bygningsklasse 2020, hvor indeklimaet
er kommet betydeligt mere i fokus end tidligere bygningsreglementer.
4. Brug af solceller
De seneste år har der været en stor interesse for at opsætte solcelleanlæg og udnytte solens
stråler til produktion af strøm. Da regeringen i 2005 indførte nettomålerordningen begyndte
danskerne at få øjnene op solcellerne og de privatøkonomiske fordele solcellerne
repræsenterede.
Ordningen handlede kort fortalt om at man kunne sende sit overskudsstrøm tilbage til elnettet og få en betaling der svarede til kWh dagsprisen.
Det var dog først nogle år senere at salget for alvor tog fart. I 2012 boomede salget af
solceller i Danmark, som følge af lavere priser på anlæggene. Den stigende efterspørgsel
afstedkom bedre og mere effektive produktionsmetoder og gjorde det dermed billigere at
fremstille panelerne. Et stigende antal leverandører var også medvirkende til at presse
prisen på anlæggene ned, og man kunne, populært sagt, købe et solcelleanlæg på et hvert
gadehjørne.
De billige solceller kombineret med en lukrativ støtteordning resulterede i
tilbagebetalingstider på helt ned til 10 år på anlæggene, hvilket var det største incitament
for de fleste private boligejere.
I november 2012 ændrede regeringen nettomålerordningen, således man ikke længere
kunne sende overskudsstrøm tilbage i en ubegrænset periode. Overproduktion kunne nu
kun lagres i 1 time, og hvis den ikke bliver brugt inden for dette tidsrum, vil afregningen med
den nye ordning nu kun være 1.30 kr. pr. kWh og dermed ikke længere dagsprisen på ca.
2.10 kr. pr. kWh.
Samtidig ophævede regeringen begrænsningen på 6 kW anlæg, så man nu kan installere et
ubegrænset antal solceller.
Den nye ordning gjorde det knapt så interessant at investere solcelleanlæg, da
tilbagebetalingstiden blev væsentlig længere, helt op til 17-22 år3.
Der sælges stadig en del solcelleanlæg trods ændringen i støtteordningen. Der kan nemlig
være andre end økonomiske årsager til at installere solceller på bygninger. I takt med
indførelse af den frivillige bygningsklasse 2020 i bygningsreglementet, stiller flere bygherrer
krav om at byggeriet skal efterleve energirammen for denne klasse.
Beslutningen om at bygge efter BR2020 afføder, i langt de fleste tilfælde, solcelleanlæg. Det
danske bygningsreglement tillader nemlig brug af solceller i energirammen, og
solcelleanlægget medvirker på denne måde til at nedsætte boligens energiforbrug.
3
Ifølge beregninger fra bolius.dk
11
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
I et fakta ark skriver Energitjenesten:
”Solvarme og solceller nedsætter bygningens energiforbrug
I beregningen af energirammen straffes alt elforbrug med en faktor 2,5. Ved klasse
2020 er faktoren kun 1,8. Hvis en del af elforbruget kan produceres af solceller,
modregnes produktionen i beregningen. Herved er solceller en god mulighed til at
forbedre den samlede energiramme. På samme måde kan solvarme ”erstatte” et
forbrug til opvarmning af boligen og/eller varmt vand.”
Med mulighed for at nedsætte energiforbruget ved hjælp af et ubegrænset antal af solceller
er bygherren hjulpet godt på vej mod ønsket om et byggeri der overholder bygningsklasse
2020.
Har bygningen eksempelvis et stort antal vinduer, vil det i kraft af vinduernes dårlige uværdier i forhold til ydervæggen blive svært at overholde energirammen uden brug af
solceller.
5. Dimensionerende transmissionstab
Hvis man ønsker at bygge efter 2020 klassen, er det dog stadig nødvendigt med lave uværdier og linjetab, på grund af det skærpede krav til det dimensionerende
transmissionstab.
EU har planer om at fremtidigt byggeri omkring år 2020 skal udføres efter
passivhuskriterierne, eller kriterier der ligner disse.
BR2020 er til dels inspireret af denne vision og indeholder en række skærpede krav i forhold
til tidligere bygningsklasser. Blandt andet strammes kravet til det dimensionerende
transmissionstab.
Kravet skal sikre, at uanset hvilken energikilde der anvendes i bygningen, og uanset hvor
stort et solcelleanlæg der tilføjes, så ender det ikke med en dårlig isoleret bygning.
Skærpelsen afspejler, at man ikke ønsker dårligt isolerede huse, sminket med solceller eller
andre aktive energiformer.
I BR2020 er kravet til det dimensionerende transmissionstab 3,7 W/m2 for boliger i en etage,
mod det nuværende krav på 5,0 W/m2.
Det dimensionerende transmissionstab beregnes som et samlet transmissionstab for
klimaskærmen fratrukket vinduer, døre og ovenlys, dvs. at linjetab omkring vinduer og døre
medregnes.
Resultatet divideres med det samlede areal af klimaskærmen, fratrukket vinduer, døre og
ovenlys.
Det er altså ikke tilstrækkeligt blot at øge isoleringsmængden i klimaskærmen for at opfylde
kravet til det dimensionerende transmissionstab, man er også nødt til at have fokus på
linjetab, da de medregnes i den samlede klimaskærm.
12
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
6. Linjetab
Linjetab, eller den lineære transmissionskoefficient, er betegnelsen for det ekstra varmetab
som opstår i samlingerne mellem konstruktionsdele i klimaskærmen. Linjetab opstår når der
er en kuldebro til stede, og er en meget vigtig parameter ved projektering af lavenergihuse.
På grund af superlavenergihusenes ekstreme energioptimering, skal der være fokus på selv
de mindste detaljer, da de kan gøre en stor forskel i det samlede energiregnskab. Optimering
af linjetab kan reducere opvarmningsbehovet med op til 25 %4. Under udfærdigelse af
projektmaterialet er det er vigtigt at den projekterende sikrer at der anvendes ubrudt
isolering gennem hele konstruktionen, så der ikke opstår ”spring” i isoleringen og dermed
linjetab.
Der findes flere former for kuldebroer, men de mest udbredte er de geometriske,
konstruktionsbestemte og konvektive kuldebroer.
Geometriske kuldebroer(Figur1) opstår når den indvendige geometri er anderledes end den
udvendige, eksempelvis ved hjørner, hvor den indvendige overflade er mindre end den
udvendige.
Den konstruktive(Figur2) kuldebro optræder når et varmeledende materiale gennembryder
eller afbryder isoleringen. Man oplever materialebestemte kuldebroer mange steder, f.eks.
ved fundamenter, overgange fra vægge til loft, ved vinduer, altså steder hvor materialer med
forskellig varmeledningsevne mødes.
Den konvektive kuldebro(Figur3) er en utilsigtet luftstrømning gennem isoleringen
eksempelvis ved tagfoden. Vindpladen ved tagfoden der har til formål at afskærme for
vinden, skal være helt tæt. Ved selv små sprækker på vindspærren kan der opstå en
kuldebro og dermed give gener.
Figur 1 – Geometrisk kuldebro
Figur 2 – Konstruktiv kuldebro
Figur 3 – Konvektiv kuldebro
Geometriske kuldebroer kan være svære helt at undgå. Vinduer og forsyningsledninger er
nødvendige gennemføringer i klimaskærmen hvilket medfører linjetab. Den hyppigste måde
at minimere de geometriske kuldebroer er ved at øge isoleringstykkelsen.
4
www.livinglab.dk
13
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
6.1 Krav og anbefalinger
Krav til linjetab fremgår af bygningsreglementet 2010,
kap 7.6 - mindste varmeisolering, og gælder for alle
energiklasser.
Kravenes hensigt er ikke kun at spare energi, men er også at
sørge for at boligen har en god komfort samt sikre mod
kondens.
Ved lavenergibyggeri er disse krav imidlertid ikke
retningsgivende, da der kræves langt lavere linjetabsværdier
for at overholde energirammen.
Figur 4 - Uddrag af BR10, Kap 7.6
Nedenfor ses et udklip fra Webers hjemmeside, med
anbefalinger af mindste værdier for linjetab. Tabellen gælder
for fundamenter.
Ved sammenligning ses det at, BR10 kravet for fundamenter er 0,40 W/mK og 0,20 W/mK
ved gulve med gulvvarme. Webers anbefaling for lavenergibyggeri er 0,10 W/mK.
Figur 5 - Anbefalinger af minimums værdier
for linjetab ved fundamenter. Kilde: Weber.dk
Webers retningslinjer stemmer meget godt overens med PHI’s5 anbefalinger på
linjetabskoefficienter.
Et passivhus certificeres på grundlag af en PHPP6 beregning. Denne beregning adskiller sig på
mange måder fra de beregninger vil udfører i Be10. Eksempelvis beregner PHPP
linjetabskoefficienten ved fundamenter ud fra udvendige dimensioner, hvor Be10 benytter
de indvendige dimensioner.
Man er derfor nødt til at foretage en omregning før man kan sammenligne værdier for
forskellige fundaments løsninger.
Omregningen kan foretages i et regneark kaldet ”Fund omregn”, hvor linjetabskoefficienten
indsættes i PHPP, og efter indtastning af yderligere oplysninger har regnearket omregnet
tallet til ”Be10 linjetabskoefficient-tal”. Eksempelvis vil et linjetab på et fundament på 0,1
W/mK i henhold til DS 418, blive til 0,00 W/mK (dvs. kuldebrofri) efter en konvertering til
udvendige mål.
Af samme grund kan man flere steder læse om fundaments-løsninger fri for kuldebroer,
selvom der alligevel er et linjetab der er større end 0,00 W/mK. Dette skyldes at man
anvender passivhus terminologien. I stedet for at opgive et linjetab på en konstruktion der er
under 0,1 W/mK, vælger man at kalde den kuldebro-fri.
5
6
Passive House Institute
Passive House Planning Package
14
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
7. THERM
Til visualisering af kuldebroer anvenders gennem undersøgelsen programmet THERM.
THERM er et gratis program der kan simulere varmegennemstrømning gennem forskellige
materialer. Programmet anvendes primært som grundlag for beregning af linjetab ved
fundamenter, vinduer, terrændæk osv. Programmet kalkulerer en u-værdi for de optegnede
konstruktioner og herefter kan man regne linjetab ud i henhold til DS 418.
Grundlaget for simuleringen er en 2D tegning, der enten tegnes i et CAD program, eller
tegnes direkte op i THERM.
Visualiseringerne i denne undersøgelse er optegnet som 2D tegninger i Revit 2015 og
derefter eksporteret til dxf-fil. Når 2D tegningen er eksporteret benyttes denne som
underlag for opbygning af modellen. Der tegnes såkaldte polygoner oven på underlaget for
hvert materiale. Materialer oprettes i materialekataloget, hvor de tildeles
varmeledningsevnen angivet i λ (Lambda) samt overfaldeemissivitet (absorbtionsevne).
Når alle komponenter er tegnet op tildeles henholdsvis ydre og indre overflader
randbetingelser. Randbetingelser er et udtryk for en temperatur-grænseflade, og i dette
tilfælde benyttes 2 forskellige betingelser, nemlig ude og inde. Udetemperaturen sættes til 0
grader celsius og inde temperaturen til 20 grader celsius.
Programmet regner herefter varmegennemstrømningen gennem hele konstruktionen, og
man kan herefter vælge mellem forskellige visninger afhængig af, hvad det er man ønsker at
beregne eller visualisere.
Det tekniske niveau gennem undersøgelsen vil svare til niveauet på
bygningskonstruktøruddannelsen, og der vil derfor ikke blive regnet på linjetab.
Beregningerne udarbejdet i THERM vil udelukkende blive anvendt til at illustrere en forskel
på udvalgte konstruktioner.
8. Fundamenter
Et velisoleret og velkonstrueret fundament er vigtigt for et godt indeklima uden træk og
fodkulde.
Det er vigtigt at linjetabet minimeres så meget som overhoved muligt, når man bygger
lavenergiboliger. Selvom det måske ikke syner af meget om linjetabet er 0,10 W/mK eller
0,12 W/mK, kan det betyde meget for det samlede energiregnskab. Linjetabet gælder jo for
hele fundamentes udstrækning, så selv små forbedringer lønner sig.
I takt med bygningsreglementets skærpede krav til u-værdier og linjetab har producenter af
byggevarer udviklet nye produkter der imødekommer disse krav. En af de mere kendte
producenter er Weber Saint Gobain, der gennem flere årtier har fremstillet letklinke nødder.
Opfindelsen af Leca thermblokken revolutionerede nærmest måden at udføre fundamenter
på, og i dag er langt de fleste nyere enfamilie-boliger opført med Leca thermblokke.
Dette afsnit omhandler optimering af fundamenter. Den traditionelle løsning med 2 Leca
thermblokke sammenlignes med nye løsninger der er anvendt i praksis ved opførelse af
passivhuse.
15
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
I det første eksempel ser vi på et traditionelt
fundament med 2 Leca thermblokke og 20 mm
kuldebrosafbrydelse mod betonpladen i
terrændækket. Terrændækket består af 100 mm
beton, 300 mm polystyren og en sandpude.
Ydervæggen er bygget op med en skalmur i 108
mm tegl, 190 mm mineraluld og en bagmur i tegl
på 108 mm. En løsning der har været brugt i årevis
ved opførelse at byggeri i op til 3-4 etager.
Linjetabet for denne konstruktion er 0,12 W/mK7
Figur 6 - Traditionelt fundament
En forbedring af denne løsning kan se ud som
denne fundaments detalje fra Thyholm huset.
Her er soklen opbygget som et dobbelt
fundament med 3 Lecablokke ovenpå hinanden
med 300 mm polystyren i mellem. Af hensyn til
stabiliteten er fundamentet udført med
murbindere. Ydervæggens isolering er fordoblet i
forhold til eksemplet ovenfor og terrændækket er
isoleret med 500 mm polystyren.
Dette giver et linjetab på kun 0,08 W/mK 8
Linjetabet kan yderligere minimeres hvis der
etableres isoleringslag på min 75 mm oven på
betondækket, eksempelvis ved opbygning af
gulvbelægning på strøer.
Figur 7 - Fundament fra Thyholm huset
7
8
Weber.dk
Superlavenergihuse uden problemer
16
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
8.1 Sundolitt funderingssystem
Som et alternativ til de traditionelle fundamenter har Sundolitt
udviklet et fundaments system, kaldet F-Sokkel. Fundamentet
adskiller sig ved at man i stedet for at grave ud til frostfri dybde og
fylde op med beton, nøjes med at afrømme til bæredygtigt niveau
hvorefter der etableres en sandpude. Polystyren profiler udlægges
Figur 8 - Sundolitt
oven på den afrettede sandpude. Herefter armeres der og støbes direkte
funderingssystem
oven på isoleringen. Ifølge Sundolitt skulle man kunne spare penge på
gravearbejde og beton.
Systemet er ikke nyt men blev udviklet til at imødekomme de skærpede krav til linjetab i
bygningsreglementet pr. april 2006.
Sundolitt modtog i 2014 årets energipris ved BYGGERI 14’ med deres passivhus, der er
isoleret med EPS i både gulv, vægge og lofter. Prisen blev givet for innovation af
dokumenteret energibesparende bygningsdele. F-soklen er også en del af konceptet i
lavenergihuset, og i det følgende afsnit kigger vi lidt nærmere på soklens energimæssige
egenskaber.
Figur 9 - Sundolitt F-sokkel som udført i ”Climate +” bolig
Med en sokkel der er kapslet inde i EPS og ubrudt isolering i klimaskærmen hævder Sundolitt
at der ikke er nogen kuldebroer i deres ”Climate+ house”. Sundolitt angiver et linjetab for
fundamentet på 0,12 W/mK, hvilket er i overkanten for superlavenergiboliger.
8.2 Linjetab ved yderdøre
I lighed med indbygning af vinduer, kræver det også særlig omhyggelighed at få projekteret
indbygningen af døre med et lavt linjetab.
Kravet til linjetabet ved yderdøre er 0,40 W/mK (dog 0,20 W/mK ved opvarmning med
gulvvarme) og er dermed det samme krav som stilles til fundamenter jf. Figur 4
Som tidligere nævnt er kravene fra BR10 ikke retningsgivende, da de ikke er nutidige, og man
er nødt til at kigge på anbefalinger fra eks. Weber eller PHI.
Den klassiske måde at løse overgangen fra dørtrin til betonplade, er at føre betonpladen helt
frem til den yderste letklinkerblok med en kuldeafbrydelse på 20-30 mm som det Figur 11.
På denne måde har dørtrinnet vederlag både på letklinkerblokken og på betonpladen.
17
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Dette giver dog anledning til et relativt stort linjetab, set i relation til superlavenergihuse.
Derfor er man nødsaget til at finde alternative måder at løse fundamentsdetaljer ved døre
med et langt mindre linjetab.
De følgende eksempler repræsenterer henholdsvis den traditionelle dørtrins løsning samt en
løsning med væsentligt mindre linjetab, der med fordel kan anvendes ved
superlavenergiboliger.
Den forbedrede dørtrins detalje på billedet til højre er fra
Thyholmhuset i Vejle. Huset er det første fuldmurede
passivhus i verden, og er blevet opført i et tæt
samarbejde mellem Thyholm murere, tegnestuen Møller
Nielsen og rådgivende ingeniører Ellehauge og
Kildemoes.
Ved at montere vinkelprofiler med spredt afstand i
betonpladen til bæring af dørtrinet, er det lykkedes at
nedbringe linjetabet så meget at det ikke medregnes i
energirammen.
Figur 10 - Thyholm huset, niveaufri adgang
Traditionelt dørtrin
Thyholmhuset dørtrin
Linjetab: 0,12 W/mK (indvendig)
Linjetab: 0,08 W/mK (indvendig)
Figur 11 – Traditionelt dørtrin
Figur 12 - Thyholmhuset dørtrin
18
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Ved sammenligning ses det på den infrarøde THERM beregning at kuldebroen effektivt er
afbrudt på konstruktionen fra Thyholmhuset.
På den traditionelle løsning (Figur 11) ses det at farven på betonpladen i området lige inden
for døren er rødt, hvilket betyder at gulvet har en lavere temperatur på det sted. Det
skyldtes især den beskedne mængde af polystyren mellem letklinkerblokken og
betonpladen.
Kigger man på de nederste billeder i skemaet med vektorpilene, noteres en markant højere
koncentration af pile ved det traditionelle dørtrin, sammenlignet med Thyholmhuset. Pilene
illustrerer varmegennemstrømningen fra den indvendige side af bygningsdelen til ydersiden.
Jo højere frekvens af pile, jo mere varmetab.
Der bemærkes også en forskel i linjetabet på 0,04 W/mK mellem de to konstruktioner.
8.3 Diskussion
Målet var at finde frem til en konstruktion med gode energimæssige egenskaber. Det
traditionelle fundament lever videre, dog i en modificeret version med betragtelig mere
isolering en tidligere. Set ud fra et energimæssigt synspunkt kan man diskutere om
Sundolitts fundamentsløsning er en god løsning. Et linjetab på 0,12 W/mK er ikke prangende
med de krav der bliver stillet til energirammen i fremtiden, og slet ikke sammenlignet med
løsningen fra Thyholm huset med et linjetab på kun 0,08 W/mK.
Isolering på betonpladen mindsker linjetabet, og kan få den tidligere nævnte løsning med et
linjetab på 0,08 W/mK ned på omkring 0,06 W/mK ifølge Webers linjetabstabeller.
De traditionelle metoder at bygge niveaufri adgangsforhold på er ikke gangbare ved ønsket
om et superlavenergihus. Linjetabet er simpelthen før højt, og man er nødt til at tænke i
andre baner, som eksempelvis detaljen hvor dørtrinet bæres på vinkelbeslag.
Løsningen med vinkelbeslag kræver dog lidt mere planlægning og omhyggelighed rent
udførelsesmæssigt end man er vant til.
Ved den traditionelle løsning etablerede man først Leca thermblokkene og brugte dem til
forskalling for støbning af betonpladen.
Denne metode kan imidlertid ikke anvendes ved brug af vinkelbeslag til bæring af dørtrin, da
vinkelbeslaget skal monteres på den lodrette flade af betonpladen. Man er derfor nødt til at
opbygge en forskalling i brædder/plader og støbe betondækket for dernæst at fastgøre
vinkelbeslagene. Dette resulterer i en ekstra arbejdsproces og kræver mere planlægning,
men løsningen repræsenterer en reel mulighed for at optimere linjetabet under døre.
19
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
9. Indbygning af vinduer
Ved opførelse af superlavenergi boliger er et essentielt punkt linjetab omkring vinduer. I
Tyskland er der bygget tusindevis af passivhuse og de første passivhuse i Danmark er bygget
efter tyske byggetekniske metoder. I Tyskland er det praksis at vinduer er indadgående i
boligen, og derfor er de fleste passivhuse i Tyskland opført med denne type vinduer. Derfor
ses de tidlige passivhuse i Danmark også med indadgående vinduer, og det er først i de
seneste år der er udviklet udadgående vinduer til brug i superlavenergi boliger. I de følgende
eksempler beskrives nye og forbedrede måder, at indbygge vinduer i en tung ydervæg, med
det formål at finde frem til den mest energieffektive konstruktion.
9.1 Egernsund passivhus system +C
Figur 13 - Egernsund
vinduesfals
I samarbejde med blandt andre Teknologisk Institut har Egernsund
udviklet en passivhus-certificeret løsning, for at imødekomme de
kuldebrosproblematikker der er omkring murede vinduesfalse.
Systemet består af præfabrikerede false i et slankt design samt
højisolerende PUR/PIR isolering i hulmuren. Systemet adskiller sig fra
klassiske vinduesløsninger ved at benytte sig af en skalmur, der kun
måler 78 mm. På denne måde findes der plads til mere isolering i
hulmuren og hermed opnås en slankere konstruktion samlet set.
Ydervæggen måler med denne opbygning 408 mm samlet og har en Uværdi på 0,10. Linjetabet omkring vinduer opgives til 0,0118 W/mK.
9.2 Vinduesfals i plademateriale
En af de hyppigt anvendte løsninger til lavenergibyggeri er at anvende
plademateriale i stedet for udmuringer i vinduesfalsen. Falsene konstrueres
i et fiberprodukt, eksempelvis Purenit®, der har en markant bedre
varmeisoleringsevne end traditionelle byggevarer som f.eks. træ. Ved
hjælp af hyldeknægte eller specielle bagmursbeslag hænges vinduesfalsen
op på bagmuren. På denne måde opnås ubrudt isolering og dermed et lavt
linjetab.
9.3 BS Falsen
Figur 14 - Ophængning i
hyldeknægte
I samarbejde med Teknologisk institut har BS false-montage udviklet et system der i
princippet er det samme som førnævnte. BS falsen består også af et fiberbaseret materiale,
men i stedet for hyldeknægte hænges falsen op på bagmuren med stålbeslag.
Produktkataloget indeholder også en indstøbningsfals, der kan anvendes ved
elementbyggeri. Falsen monteres direkte på udsparingskasserne i elementstøberiet og der
indstøbes beslag direkte på bagmurselementet til fastholdelse af pladen. Linjetabet for
begge typer false er ifølge BS false-montage 0,01 W/mK.
Figur 15 - BS falsen med
stålbeslag
Figur 16 - BS indstøbningsfals
20
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Nedenfor ses 4 forskellige lodrette snittegninger af et indbygget vindue. På Figur 17 ses en
traditionel måde at indbygge et vindue i en ydervæg. Her benyttes udmuring fra bagmuren
og en relativ beskeden kuldebrosisolering mellem for og bagmur. Løsningen har været brugt
gennem mange år og anvendes stadigvæk blandt andre af HusCompagniet, der stadig
tilbyder sine kunder vindueskarme og sålbænk med muret rulleskifte.
Figur 17 -Traditionel
vinduesfals
Linjetab:
0,03 W/mK(Krav) 9
U-værdi for ydervæg:
0,16 W/m2
Figur 18 - Egernsund
Energifals
Linjetab:
0,0118 W/mK 10
U-værdi for ydervæg:
0,10 W/m2
Figur 19 - Vinduesfals med
plade
Linjetab:
0,02 W/mK 11
U-værdi for ydervæg:
0,10 W/m2
Figur 20 - Vinduesfals med
plade - forbedret
Linjetab:
<0,01W/mK 12
U-værdi for ydervæg:
0,10 W/m2
Ved sammenligningen ses det at de to konstruktioner Figur 17 og Figur 18 har samme
tykkelse, men meget forskellige linjetabsværdier. Det skyldtes ubrudt isolering og forskellige
isoleringstyper. I konstruktionen fra Egernsund er der anvendt en type isolering der har en
væsentligt bedre Lambda-værdi end traditionel sten eller glasuld. Yderligere er bagmuren
forskudt i forhold til formuren, hvilket også er med til at minimere kuldebroen.
Eksemplet på Figur 19 er fra KOMFORTHUSENE i Vejle. Ydervæggen har samme u-værdi som
Egernsund falsen, men er ikke bygget op med forskudt murværk, og derfor opnår den ikke
samme lave linjetab.
Sidste opbygning (Figur 20) er en forbedret udgave af vinduesfalsen med plademateriale.
Denne løsning udmærker sig ved, som ved Egernsund falsen, at have forskudt murværk og
dermed det laveste linjetab af dem alle.
9
DS 418
Egernsund.dk
11
Superlavenergihuse uden problemer
12
Vinduesplacering i passivhuse – ikke så enkelt
10
21
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Ved anvendelse af THERM kan man analysere og beregne linjetab på konstruktioner.
Nedenfor ses et eksempel på en beregning på to forskellige vinduesløsninger, og det ses
tydeligt at den traditionelle vinduesfals til venstre har en større varmegennemstrømning end
falsen med ubrudt isolering.
Figur 21 - THERM beregninger af hhv. traditionel vinduesfals og vinduesfals med plademateriale
9.4 Delkonklusion
Den traditionelle måde at bygge vinduer ind i væggen bør tages op til revision. På grund af
de skærpede krav der stilles til energirammen jf. bygningsreglementet 2015, bliver det
umådeligt svært at bygge huse med udmurede vinduesfalse. Flere producenter har
specialiseret sig i at løse disse problematikker med fokus på minimering af linjetab.
Linjetabet regnes ind i den samlede u-værdi for hele væggen og dermed er det vigtigt at
mindske kuldebroer, så man i princippet sparer lidt på isoleringen og undgår meget tykke
vægge.
Det er svært at pege på den ”rigtige løsning” da der er flere aspekter der må tages i
betragtning. Egernsund falsen kan med fordel vælges hvis man ønsker et gennemmuret hus
hvor teglstenen er ført helt ud i vindueskarmen. Ydervæggen fra Egernsund er det smalleste
alternativ, men PUR/PIR isoleringsmateriale koster til gengæld ca. dobbelt så meget som
sten eller glasuld.
Isoleringskvaliteten i PUR/PIR isolering er ikke målt og testet for nyligt, af den årsag at
produktet ikke har været på markedet i ret lang tid. Teknologisk institut har tidligere været
tilbageholdende med at anbefale PUR/PIR isolering, da de har været i tvivl om
isoleringsmaterialet ydeevne om 20 – 30 år. Rent teknisk er de bekymrede for at den gasart,
der anvendes til at opskumme PUR isoleringen, med tiden vil afgasse og medføre en ringere
varmeisolation.
De mest anvendte løsninger ved opførelse af superlavenergiboliger er vinduesfalse med
plademateriale. Som illustreret på figur 17 - 20 kan der opnås et ekstremt lille linjetab ved at
føre bagmuren op forbi vinduesrammen og på denne måde få plads til endnu mere isolering
til afbrydelse af kuldebroen.
22
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
10. Vinduer
De første passivhuse der blev opført i Danmark havde små vinduer mod nord og store
vinduer mod syd. Vinduesplaceringen havde til hensigt at udnytte den passive solvarme,
men dette design gav imidlertid anledning til gener. De små nordvendte vinduer gav
problemer med dårligt udsyn og ringe dagslysforhold. De store sydvendte vinduer gav i
mange tilfælde overophedede opholdsrum og dermed et dårligt indeklima.
I dag findes der langt bedre og mere effektive vinduer på markedet, men det er stadig vigtigt
at de indarbejdes på den rigtige måde. Størrelse, placering og typen af vinduer skal nøje
udvælges i samspil med design af solafskærmning.
10.1 Bygningsreglementets krav til vinduer
I tidligere bygningsreglementer blev der stillet specifikke krav til vinduers u-værdi, men ved
indførelse af BR10 stilles der nu ikke længere krav til u-værdien af vinduet. U-værdien
fortæller kun noget om varmetabet for vinduet, og dermed ikke noget om den energi
vinduet tilføjer boligen.
I stedet stilles krav til energibalancen (Eref værdien) for vinduer. Eref er vinduets varmetab
fratrukket varmetilskuddet, dvs. et tal der fortæller vinduets reelle energimæssige ydeevne.
Energiklasse
Energiramme
Energitilskud Eref
2
kWh/m
A
2020
Eref ≥ 0
B
(2015) Forventet
Eref ≥ -17
C
2010
Eref ≥ -33
D
Eref ≥ -55
E
Eref ≥ -60
F
Eref >-60
Figur 22 - Sammenhæng mellem energiklasser og Eref-værdier
Der er ikke fastsatte krav til Eref i BR15 energirammen men det forventes at kravet bliver
strammet fra -33 til -17 kWh/m2 når den nye energiramme træder i kraft.
Som tidligere nævnt er vores lavenergi forbillede det tyske passivhus. Den tyske certificering
stiller en lang række krav til boligen der ikke er defineret i dansk lovgivning.
Blandt andet findes der i Passivhaus-certificeringen kriterier for energieffektivitet og komfort
i forbindelse med glas og vinduer.
Kriteriet for energieffektivitet relateres til glassets g-værdi. Glasset g-værdi er den ”totale
soltransmittans” og er et udtryk for vinduets/rudens evne til at transmittere solstråling ind i
boligen. Værdien angives som den procentdel mellem solstrålingen, der rammer ruden
udvendigt og den solstråling der når gennem ruden. Jo højere g-værdi, jo mere gratisvarme
til at dække boligens samlede varmebehov. Ifølge PHPP er kriteriet er opfyldt når glassets gværdi er ≥ 0,50
Kriterier for komfort dækker over 2 begreber: Hygiejne-kriteriet og Behageligheds-kriteriet.
Disse kriterier har til formål at sikre mod kondens på indvendige overflader og undgå
kuldenedfald.
23
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Hygiejnekriteriet stiller krav om en relativ fugtighed på maks. 80 % ved de bygningsdele der
har de koldeste overflader, herunder vinduer. Da den relative fugtighed afhænger af
omgivelsernes temperatur vil den stige ved lavere overfladetemperaturer eks. vis på rudens
inderside. Hvis overfladetemperaturen bliver for lav på vinduets inderside vil der, på grund
af uens fugtighedsforhold dannes kondens og dermed risiko for skimmelvækst.
Behagelighedskriteriet har til formål at beskytte mod trækgener. Ifølge kriteriet må
overfladetemperaturen ikke være mere end 4,2 grader under rumtemperaturen.
Rumtemperaturen, også kaldet den operative temperatur er forudsat til 22 ◦C. Det vil sige at
den indvendige overflade på vinduet ikke må være lavere end 17,8 ◦C.
Hvis temperaturforskellen er højere end de 4,2 grader bliver luftsøjlen ved vinduet for tung
og falder nedad, og dermed opstår der trækgener.
Figur 23 - THERM beregninger af hhv. 2 og 3 lags rude. Temperaturen angivet i den øverste dialogboks er rudens
indvendige temperatur.
I superlavenergihuse er 3 lags ruder en nødvendighed for at opnå tilstrækkelig
varmeisolering. Fordelen ved 3 lags ruden er den høje isoleringsevne der gør det muligt at
opholde sig helt op til ruden. På den måde kan man udnytte kvadratmeterne i et rum med
store vinduer mere optimalt, da kuldenedfald stort set er elimineret.
En af de mere omdiskuterede emner omkring 3 lags ruder, er risikoen for udvendig
kondensdannelse på vinduet. Når temperaturen på glassets udvendige side når ned på den
udvendige lufts dugpunkts-temperatur opstår der dug. Dette fænomen forekommer normalt
om natten og morgenen. På grund af rudens effektive isolering er det yderste lag glas relativt
koldt, særligt ved stille klare nætter hvor varmestålingen fra ruden er høj. Når kold og fugtigt
udendørsluft rammer ruden, kondenseres fugten fra luften og sætter sig på ruden.
Duggen gør ingen skade, men opleves af nogle mennesker som en gene, da det hindrer
udsynet gennem glasset.
Man har i udlandet haft gode erfaringer med at vaske de udsatte ruder med sulfo én gang
om året for at nedsætte overfladespændingen så duggen lettere forsvinder.
Den bedste og mest effektive måde at reducere kondensproblemerne på, er ved hjælp af
konstruktive tiltag. Ved etablering af eksempelvis solafskærmning eller tagudhæng,
mindskes varmestrålingen fra vinduet til himmelrummet.
24
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
10.2 Vinduernes design
En af de andre ulemper ved 3 lags ruder er at lysindfaldet er lavere end traditionelle 2 lags
ruder. Dette resulterer i mindre dagslys og en ringere solvarmeindstråling. Udviklingen af
nye typer ruder har dog medført betydelig bedre ruder, end man så for blot få år siden.
De første 3 lags vinduer på markedet var karakteriseret ved at have brede karme, hvilket
medvirkede til dårligt lysindfald på især nordvendte facader. I passivhuse er vinduer mod
nord typisk mindre, da varmetabet er størst på denne side af huset. På samme måde er
solvarmeindstrålingen mindst mod nord, og dermed kan der ikke opnås nogen gevinst fra
passiv solvarme.
10.3 Bygningsreglementet og dagslys
I nuværende bygningsreglement BR10 stilles der krav til hvor meget dagslys der lukkes ind i
boligen. Kravet opfyldes når glasarealet ved sidelys svarer til mindst 10 pct. af gulvarealet
eller 7 pct. ved ovenlysvinduer. Alternativt opfyldes kravet ved at kunne dokumentere en
dagslysfaktor på 2 pct. i halvdelen af rummet. Beregning af dagslysfaktor kræver software
beregnet til netop det, og er typisk en opgave der varetages af en ingeniør.
Med indførelse af energirammen 2020 i bygningsreglementet fulgte ligeledes nye krav til
dagslys. Dagslys styres på den måde af energikravet da klassen ikke bare skal være en
lavenergiklasse, men som EBST skriver i et baggrundsnotat for 2020 klassen:
”Klassen skal også sikre helhedsløsninger med respekt for et sundt indeklima og
komfort og muliggøre, at der fortsat opføres bygninger med spændende
æstetik og arkitektur.” (Carl Ax el Lorentz en, diplomingeniør, Glasfakta)
Der stilles nu krav om at glasarealet skal svare til mindst 15 pct. af gulvarealet. For ovenlys
indregnes arealet med en faktor 1,4. Det vil sige, at arealet af ovenlysvinduer må være 40%
mindre end ved sidevinduer.
10.4 Smalle karme
Vinduesindustrien har de seneste år udviklet ekstremt energieffektive vinduer der, i
modsætning til tidligere generationer af vinduer, har meget smalle karme. Ved at indarbejde
en smal karm i et vindue der i forvejen er lille, kan man procentuelt opnå langt bedre
lysindfald end i vinduer med brede karme.
Figur 24 - Basic+ fra PRO
Eref = -11,4 kWh/m
2
Figur 25 - TEC Futura+ fra Ideal Combi
Eref = +24,1 kWh/m
2
Figur 26 - Ecliptica plus fra Krone vinduer
2
Uw= 0,93 W/m K
gw = 50
Uw= 0,87 W/m K
gw = 0,52
Karm bredde = 94 mm
kWh/m
2
Uw= 0,71 W/m K
gw= 0,54
Karm bredde = 53 mm
Karm bredde = 45 mm
2
2
Eref = +32
25
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Billedet til venstre er et standard træ/alu-vindue fra PRO TEC med en karmprofil der er over
dobbelt så bred som på vinduet fra Krone vinduer. Med udgangspunkt i et standardvindue
fra PRO TEC der måler 1,23x1,48 kan vi opstille følgende regneeksempel:
PRO TEC:
Krone vinduer:
Forskel i procent:
1,23-(0,094x2) x 1,48-(0,094x2) = 1,35 m2 (glasareal)
1,23-(0,045x2) x 1,48-(0,045x2) = 1,60 m2 (glasareal)
1,60 – 1,35 * 100 / 1,35 = 18,5 %
Udregningen giver en forskel på 18,5 % i glasarealet for de 2 udvalgte vinduer.
Reduceres størrelsen af vinduet, vil tallet være endnu højere.
Især ved nordvendte vinduer har de smalle karme en stor betydning ved opførelse af 2020
byggeri. Her ønskes vinduesarealet reduceret da varmetilskuddet fra sollyset er begrænset
på denne side af huset. Ved at anvende vinduer med smalle karme kan vindueshullerne i
princippet blive mindre og dermed opnår man et større areal af velisoleret ydervæg.
Prisen på vinduet fra Krone vinduer vil givetvis være højere en vinduet fra PRO TEC, men hvis
målet er at bygge så energieffektivt som muligt bør man vælge vinduer med smalle karme.
10.5 Vinduers disponering
Tidligere var passivhuset karakteriseret ved af have små vinduer mod nord og store vinduer
mod syd. Kort sagt resulterede denne konstruktion i mørke rum med dårligt udsyn mod nord
og overophedede sydvendte rum.
Der er en gevinst i at differentiere rudevalget afhængigt af verdenshjørnerne. Vinduers
ydeevne stiger i takt med at vinduerne bliver større, men pga. risiko for overtemperatur bør
vinduesarealet mod syd ikke overdrives13. Betydningen af overtemperatur forklares i afsnit
om termisk indeklima.
Det kan i stedet være en fordel at disponere med vinduespartier mod øst og vest, da de kan
bidrage positivt til energiregnskabet. Østvendte vinduer bidrager med passiv solvarme om
morgenen, og vestvendte vinduer bidrager med varmetilskud om eftermiddagen.
Især de østvendte vinduer er vigtige for husets energibalance. Når den termiske masse
(tunge bygningsdele) har afgivet alt sin varme i løbet af natten, vil varmeanlægget normalvis
aktiveres fra morgenen. Derfor er det vigtigt at tilføre passiv solvarme tidligt på dagen så
man potentielt kan undgå at aktivere varmeanlægget.
13
Ifølge EKOLABs rapport ”Superlavenergihuse uden problemer”
26
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
11. Ydervægge
Kernen i superlavenergihuset er god termisk isolering. Ydervæggen udgør den største del af
klimaskærmen, og gode u-værdier i netop denne del af konstruktion har stor indflydelse på
det samlede varmetab for boligen.
Især i de tidlige år, har dette resulteret i meget tykke vægge i lavenergihusene og dermed
mindre boligareal. Vægtykkelser op mod 600 mm er ikke unormalt og har givet anledning til
debat gennem de sidste år. En forøgelse at vægtykkelsen på eksempelvis 200 mm vil
resultere i et nettoareal der er ca. 8 % mindre. I et hus på 150 m2 betyder det rundt regnet
10 m2 mindre boligareal, eller et værelse om man vil. En anden ulempe ved de tykke vægge
er skyggeforholdene inde i boligen. Vindueshullerne får karakter af ”skydeskår” pga. de
meget dybe lysninger, og mængden af dagslys reduceres i takt med forøgelsen af
vægtykkelsen. Tykke ydevægge har ført til udvikling af nye koncepter og metoder til at
slanke disse bygningsdele.
I det følgende afsnit belyses forskellige producenters løsninger til ydervægge med meget
lave u-værdier, der kan anvendes ved opførelse af superlavenergihuse.
Hvis der igen skeles lidt til det tyske passivhus, vil man finde at PHI anbefaler at u-værdien
ikke overstiger 0,15 W/m2K. Men faktisk ligger passivhuse typisk med u-værdier på omkring
0,10 W/m2K. Konstruktioner der har højere u-værdi end 0,1 W/m2K vil næppe være
gangbare i bestræbelserne på at opnå mindstekravet til varmebehovet. Derfor vil følgende
ydervægsløsninger alle have en u-værdi der er højst 0,1 W/m2K.
11.1 Thermoblokken fra H+H
I 2012 præsenterede H+H på TUN BYG messen deres nye
produkt Thermoblokken med en u-værdi på 0,09 W/m2K.
H+H er storleverandører af porebeton/gasbeton som
anvendes i stort omfang i nybyggeri.
46 cm Thermoblokken er efterfølger til 40 cm
Thermoblokken, der blev lanceret to år tidligere. Blokken
består af to lag porebeton samt en kerne af det
Figur 27 - Thermoblokken fra H+H
højtisolerende PUR materiale Kooltherm® fra Kingspan.
Blokken skaber både bærende vægge og isolering i én
arbejdsgang og kan potentielt give besparelser af både omkostninger og tid sammenlignet
med traditionelle byggemetoder.
Det bør nævnes at porebeton er et sugende materiale og det er nødvendigt at pudse
væggen med facadepuds i en tykkelse af 6-8 mm. Herefter kan man evt. beklæde med et
ventileret facadesystem. Der stilles ingen særlige krav til den indvendige behandling.
11.2 MAGU Bausysteme
En forholdsvis ny aktør på det danske marked er firmaet
ISO-BYG, der i samarbejde med det tyske firma MAGU
udvikler og sælger byggeklodser i ekspanderet polystyren
(EPS).
Byggesystemet stammer fra Tyskland, hvor det har været brugt
gennem de sidste 40 år.
Figur 28 - ISO-BYG system
27
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Ideen med systemet, er at blokkene fungerer som blivende støbeforskalling. Blokkene
stables oven på hinanden, og når man har nået ønskede etagehøjde fyldes hulrummet i
blokken ud med beton. Dette skulle ifølge ISO-BYG resultere i en nem og billig måde at bygge
lavenergi-byggeri. Blokkene fås i flere størrelser, men den mest interessante i forhold til
transmissionstab er blokken på 45 cm der har en u-værdi på 0,097 W/m2K.
På grund af EPS’s relative dårlige brandegenskaber er det nødvendigt at der benyttes en
beklædning der brandbeskytter facaden. Beklædningen er som oftest puds, men kan også
udføres i andre materialer som træ, klinker eller natursten.
Da brandkravet er højere på den indvendige side af væggen er den typiske beklædning på
indersiden 2 lag gips. Alternativt kan man vælge 25 mm gipspuds direkte på indervæggen.
Der findes flere leverandører med lignende systemer. Sundolitt laver et tilsvarende produkt
kaldt Sundolitt Kub, de bl.a. har anvendt i deres Climate+ House, som er omtalt tidligere i
afsnittet om fundamenter.
11.3 Passivhus System +C fra Egernsund Tegl
Tegl er en del af den nordiske identitet. Men i en tid hvor moderne arkitekter ofte tænker i
beton, stål og glas er salget af den folkekære sten dalet. Udover den dalende popularitet har
den tradtionelle mursten også dimensionerne imod sig.
Vælger man teglsten til både for og bagmur kan
man ende med at have en væg på i alt 600 mm
for at opnå en u-værdi på 0,09 W/m2K 14.
Selv om at teglbranchen vil hævde, at det ikke er
murene der er blevet tykkere - men isoleringen,
er det nok alligevel tid til forandring.
Med Passivhus System +C har Egernsund lagt sig
i front med et komplet system til opførelse af
passiv og BR2020 huse med en samlet tykkelse
på 408 mm og en u-værdi på 0,1 W/m2K
Den lave u-værdi skyldes at der i stedet for
traditionel mineraluld anvendes PUR isolering
fra Kingspan. For at få plads til en
ventilationsspalte på 30 mm, benytter systemet
sig af en facadesten på kun 78 mm.
På grund af den smalle vægkonstruktion består
systemet desuden af præfabrikerede teglfalse
der anvendes ved vinduer og døre for at sikre
stabilitet.
Figur 29 - Passivhus System +C, Egernsund
14
I henhold Stenagervænget 12 (Komforthusene)
28
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
11.4 Skeletkonstruktioner
Træhuse har været bygget gennem hundredevis af år. De danske træhuse kan dateres helt
tilbage til stenalderen, hvor man har fundet spor af træhuse på Djursland15 . I løbet af 1500tallet vandt tegl indpas i det danske byggeri, og over en årrække fortrængte teglstenen stort
set træ- og bindingsværksbyggeri.
Omkring 1900-tallet fik træhuset et comeback. På basis af træ blev udviklet nye materialer
der udbredte træ i byggeriet. Materialer som krydsfiner, spånplader, mdf-plader, limtræ og
gitterspær gjorde det lettere og billigere at bygge huse i træ.
De skæpede energikrav har fået typehusfirmaerne og elementfabrikkerne til at fokusere
mere på huse i træ, på grund af træhusets gode egenskaber. Blandt fordelene skal nævnes
at træhuse typisk er velisolerede, da der er plads til mere isolering i væggen sammenlignet
med et hus i tegl. Tillige er præfabrikation af træelementer også en mulighed og giver
fordele i form af færre misforståelser, hurtigere byggetid og billigere byggeri.
11.41 Træskelet
Flere af KOMFORTHUSENE er udført med skeletkonstruktioner i træ. Alle
10 huse er certificeret som passivhuse og dermed konstrueret med
meget lave u-værdier. Derfor valgte flere af husbyggerne
trækonstruktionen på grund af ovennævnte fordele.
Ydervægskonstruktionen fra et af KOMFORTHUSENE på billedet er 460
mm. og har en u-værdi på 0,09 W/m2K. Ydervæggens meget lave u-værdi
og relativt slanke design skyldes blandt andet at træ andelen er reduceret
ved at bruge mindre dimensioner på konstruktionstræet. I stedet for
massive lodrette stolper udføres de stabiliserende stolper som et
sammensat element, hvori der anvendes træplader og konstruktionstræ i
mindre dimensioner (Figur 30).
Den viste konstruktion har desuden ikke ventileret klimaskærm. Det
yderste lag isolering er designet til at pudse direkt på. Facadepudset er
diffusionsåbent således at fugt fra konstruktionen ikke
ophobes.
Figur 30 - Træskelet fra
KOMFORTHUSENE
Det første passivhus i Danmark er tegnet og bygget af arkitekten Olav Langenkamp,
uddannet arkitekt i Lausanne, Schweitz.
”Villa Langenkamp” som boligen hedder, er bygget på en
elementfabrik i Tyskland og fragtet på lastbiler til Ebeltoft i
moduler. Opbygningen af ydervægskonstruktionen ser
meget anderledes ud end den typiske
skelletvægskonstruktion. Her udnyttes
træfiberpladernes lave varmeledningsevne, ved
at benytte 4 sammenlimede træfiberplader til den
yderste del af konstruktionen. Træfiberpladerne
er påforet afstandslister og modulet afsluttes
med en vindspærrer af banevare. Yderst
monteres en regnskærm efter ønske,
eksempelvis med vandrette trælameller.
15
Det danske Træhus, en levende tradition
Figur 31 - Mockup fra Villa Langenkamp
29
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Selve den bærende konstruktion består af massive søjler i konstruktionstræ indeholdende
mineraluld, lukket med en OSB-plade. OSB-pladen fungerer som tæthedsplan for
konstruktionen i stedet for den traditionelle dampspærre af folie. Samlingerne mellem
pladerne gøres helt tæt ved hjælp af en speciel tape med meget stærk vedhæftning.
Indvendigt er konstruktionen afsluttet med en gipsplade monteret på afstandslister. Uværdien for ydervæggen i Villa Langenkamp er 0,09 W/m2K.
11.42 Stålskelet
Stålskelettet har været på markedet i Danmark siden 197716, men har kun været brugt i
begrænset omfang indtil skærpelsen af energikravene i bygningsreglementet 2006. Gyproc
oplever idag en stigende interesse for tyndstålsprofiler som alternativ for konstruktioner i
træ.
Bærende facadesystemer i stål kan anvendes til bygninger i
op til 2-3 etager. Systemet har samme fordele som
skeletkonstruktioner i træ: god bygbarhed, høj
isoleringsevne, mulig for præfabrikation. Stålskelettet har
ligeledes den fordel, at det er uorganisk og ubrændbart.
Dette faktum gør stålkonstruktionen meget
konkurrencedygtig ved byggeri der stiller høje krav til
brand, eksempelvis ved etagebyggeri.
I Danmark findes flere producenter af facadesystemer i
Figur 32 - Gyproc THERMOnomic.System
stål, de mest kendte er Knauf Danogips og Gyproc der
leverer hovedparten af stålsystemer og gipsprodukter i
Danmark.
Tyndstålsprofilerne fås i størrelser op til 250 mm. Derpå kan monteres en z-profil på 95 mm
og man opnår dermed en isoleringsmængde på i alt 345 mm. Ifølge Knauf Danogips tabeller
giver det en u-værdi på 0,13 W/m2K.
Som tidligere nævnt anbefaler PHI at u-værdien ikke er højere end 0,15 W/m2K, men at de
typiske u-værdier ligger på omkring 0,10 W/m2K. Dermed ligger stålskellet konstruktionen i
den høje ende og kan give problemer med at overholde varmetabsrammen.
16
Bolius.dk
30
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
12. Tag
Tagkonstruktionen i superlavenergihuse er i grunden ikke så forskellige fra de traditionelle
tagopbygninger. Forskellen ligger i isoleringsmængden der øges så den samlede mængde når
op på 500-700 mm. Ligesom ved skeletvæggen, gælder det om at minimere træandelen for
at få plads til mere isolering. Ved at have stor afstand mellem spærene og ubrudt isolering
kan der opnås u-værdier helt ned til 0,06 W/m2K.
Ved et gitterspær er det relativt nemt at tilføje ekstra isolering,
ved blot at ”bygge oven på”. Ved inhomogene konstruktioner
som bjælkespær med isolering mellem, kan det imidlertid
være sværere at opnå den højde på spærret som isoleringen
kræver. Konstruktionstræ er dyrt i de store dimensioner det
kræves for at få plads til isoleringen.
Ofte anvendes sammensatte spær for at opnå tilstrækkelig
højde. Her ”laskes” konstruktionstræ i mindre dimensioner
Figur 33 - Sammensat spær
sammen for at opnå den ønskede højde.
En anden mulighed er at benytte lamineret finertømmer.
Metsä Woods Kerto er fremstillet af 3 mm tyk skrællet
granfiner, som derefter er limet sammen så den danner en
kontinuerlig plade. Kerto spærene fås i højder helt op til
600 mm.
Figur 34 - KERTO-S LVL bjælke
12.1 Isoleringsmængde
I forfølgelsen på bedre u-værdier er isoleringslaget blevet tykkere og tykkere igennem de
sidste årtier. Man kan stille sig selv det spørgsmål, om der findes en øvre grænse?
De første centimeter af isoleringen har den største virkning. Virkningsgraden falder i takt
med at isoleringsmængden øges. 400 mm isolering er ikke dobbelt så godt som 200 mm og
fra 400 mm til 600 mm øges effekten forholdsmæssigt endnu mindre.
På diagrammet (figur 35) vises sammenhængen mellem isoleringstykkelse og u-værdier, og
det ses tydeligt at den største gevinst ligger fra 100-200 mm, mens kurven flader ud ved
omkring 500-600 mm. Herefter vil ekstra isolering kun give små forbedringer i u-værdier.
Desuden vil overdrevne isoleringsmængder påvirke miljøet i negativ retning, da
ernergiomkostningerne til at producere den ekstra isolering vil være større end det man
sparer ved at isolere.
0,4
U-værdi i W/m2K
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
Figur 35 - Sammenhængen
mellem U-værdi og
isoleringstykkelse
0,05
0
0
200
400
600
800
1000
Isoleringstykkelse i mm
31
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
13. Termisk indeklima
En god og effektiv solafskærmning kombineret med naturlig ventilation er essentielt for at
opnå et godt termisk indeklima i et superlavenergihus. Da boligerne ofte er designet med
store vinduespartier mod syd for at udnytte varmen fra solens stråler, vil der være en risiko
for overophedning af bygningen.
Superlavenergihuse bør som udgangspunkt designes uden mekanisk køling, da køling er
energikrævende og dyrt. Solceller kan selvfølgelig opveje den ekstra omkostning til køling,
men tanken med superlavenergihuset er jo netop at undgå solceller ved at energioptimere
konstruktionerne og sørge for at skærme for solen på det rigtige tidspunkt.
BR2010 stiller krav til det termiske indeklima i form af krav til maksimum temperaturer i
kritiske rum. Det er i dag et krav, at man skal dokumentere sommerkomforten for rum der er
særligt eksponerede for sol, på grund af risikoen for overophedning.
For at overholde kravet i bygningsklasserne må temperaturen i kritiske rum ikke overtige 26
◦C i mere end 100 timer, og 27 ◦C i højst 25 timer. Kravet til sommerkomfort kan eftervises i
eksempelvis Be10 der indeholder en forenklet metode der kan benyttes til boliger.
En temperatur der overstiger 26 ◦C betegnes ifølge Be10 som en overtemperatur og vil
medføre et kølingsbehov. Registrerer Be10 overtemperaturer vil programmet antage at den
overskydende varme fjernes ved hjælp af mekanisk køling jf. Bilag 6 i bygningsreglementet:
Beregning af bygningers energibehov (til kap 7):
”I rum, hvor temperaturen i perioder overstiger 26 °C, antages
varmeoverskuddet (i forhold til at holde en rumtemperatur på maksimalt 26 °C)
fjernet med elektrisk drevet mekanisk køling. Dette gælder også for rum, hvor
der ikke er mekanisk køling”
Mekanisk køling bruger energi i form at elektricitet, og får dermed direkte indflydelse på den
samlede energiramme. Kølingen medvirker således til et dårligere resultat i det samlede
energiregnskab.
13.1 Termisk masse
Tidligere var der en opfattelse af, at den termiske masse kunne afhjælpe problemerne med
overophedning. Tunge bygningsdele kan som bekendt lagre den overskydende varme solen
tilfører i løbet af dagtimerne og frigive den om aftenen. Erfaringer har dog efterfølgende vist,
at den termiske masse kan give problemer med overophedning, i de tilfælde hvor boligen
ikke køles tilstrækkeligt ned om natten. Modsat kan den termiske masse hjælpe til med at
udjævne boligens temperatur i sommerperioden, hvis den er indarbejdet med omtanke.
13.2 Naturlig ventilation
Der er talrige eksempler på overophedning af passivhuse. Som eksempel nævnes
KOMFORTHUSENE, hvor stort set ingen af de 10 huse overholder kravene til maksimum
temperatur, der er udformet i bygningsklassse 2015 og 2020. Dette er en direkte
konsekvens af dårlig design af solafskærmning og manglende naturlig ventilation, ifølge
rapporten ”Komforthusene - Målinger og analyse af indeklima og energiforbrug i 8
passivhuse 2008-2011” udarbejdet af Aalborg Universitet.
32
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
På baggrund af målinger foretaget i KOMFORTHUSENE konkluderes blandt andet i rapporten
at:
”En af de vigtigste konklusioner, når problematikken med overophedning
vurderes, er, at det fremover er væsentligt at inddrage muligheden for aktiv
brug af naturlig ventilation”
(Tine Steen Larsen, Rasmus Lund Jensen og Ole Daniels - Komforthusene Målinger og analyse af indeklima og energiforbrug i 8 passivhuse 2008-2011 )
Men den naturlige ventilation skal tænkes ind fra starten af projektet. En effektiv naturlig
ventilation kan eksempelvis foregå gennem vinduerne om natten, eller i løbet af dagen hvor
man ikke er hjemme. Udluftning gennem vinduer, på tidspunkter man ikke er hjemme, skal
naturligvis udføres så boligen fortsat er indbrudssikker. Derfor er det vigtigt at den naturlige
ventilation designes rigtigt fra start, da det kan være svært at genskabe denne mulighed når
huset står færdigt.
Figur 36 - Bolig for livet, Kilde: Velfac
På Figur 36 ses hvordan man har arbejdet med solindfald både om sommeren og vinteren.
Ved at designe udhænget i den rigtige størrelse når sollyset helt ind til det dybeste sted i
boligen om vinteren, mens det effektivt blokerer for de direkte solstråler om sommeren.
I sommerperioden styres den naturlige ventilation automatisk, blandt andet via
ovenlysvinduer placeret så højt som muligt i taget, samt små oplukkelige vinduer i
stueplanet. Huset ventilerer således ved hjælp af den termiske opdrift i kraft af vinduernes
højdeforskel.
33
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
14. Solafskærmning
Solafskærmning deles op i tre kategorier: indvendig, udvendig og indbygning.
Solafskærmningen har til hensigt at skærme mod varme og blænding fra solens stråler.
I forhold til at skærme for varme er udvendig solafskærmning klart mest effektivt, mens den
indvendige afskærmning er knap så virksom. Den indvendige solafskærmning har dog den
fordel, at den er nem og billig at eftermontere i modsætning til udvendige.
Ved superlavenergihuse er udvendig solafskærmning en nødvendighed og bør tænkes ind
allerede i begyndelsen af projektet, så den bliver en del af arkitekturen.
Der skelnes mellem lodrette og vandrette solafskærmninger, der hver især har potentiale til
effektiv afskærmning hvis de anvendes på den rigtige måde.
Den vandrette solafskærmning kan være udformet som en fast afskærmning i form af et
traditionelt udhæng. Denne type kan med fordel anvendes på sydvendte facader for at
skærme for den højtstående sol om sommeren, og samtidigt lukke solens stråler ind om
vinteren, når solen står lavere.
Vandret solafskærmning kræver dog supplerende indvendig solafskærmning, da lavtstående
sol om morgenen og aftenen kan være generende og give anledning til overophedning.
Den vandrette afskærmning er dog ikke nær så effektiv ved øst- og vestvendte facader, da
solen her står lavere. Ved disse facader er en lodret afskærmning mere effektiv.
14.1 Lameller
Faste lodrette afskærmninger i form af lameller kan være effektive mod
lavtstående sol på de øst og vestlige facader. For at få et passivt varme
tilskud fra vinduer afskærmet med lameller, skal de være roterbare, gerne
med automatisk styring, således de kan drejes i forhold til solen.
Lamelafskærmning har den ulempe at den reducerer dagslyset og kan med
fordel placeres i rammer der kan skydes væk fra vinduet når der ikke er
brug for dem.
Solafskærmningen bør tænkes ind i projektet fra start, da der ofte er meget
høje statiske belastninger fra afskærmningen som skal optages af
bygningen.
14.2 Screens
Figur 37 - Lamelafskærmning
fra SOLATEK
Screens, også kaldet solgardiner, er i princippet et udvendigt
rullegardin og er den mest anvendte solafskærmning til moderne
facadevinduer i dag17. Populariteten skyldes at screens er nemme
at integrere i facaden, samtidigt med at de yder en effektiv
solafskærmning. Screens har ligeledes den fordel, at de kan køres
helt væk når der ikke er brug for solafskærmning.
Ulemperne ved gardinafskærmning er dårligt udsyn når der
skærmes for solen, samt vindfølsomhed i blæsevejr. Screens bør
derfor altid forsynes med en vindvagt der sørger for at rulle
gardinet ind hvis det blæser for kraftigt.
Figur 38 - Screen solafskærming
17
Kilde: http://www.midtsun.dk/
34
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Anvendes bevægelige solafskærmninger i forbindelse med superlavenergihuse, er
automatisk styring at foretrække. Moderne solafskærmning fås med avanceret styring og
vejrmåler. Vejrmåleren måler vind og solforhold og sender informationerne videre til
styreenheden, som sørger for at solafskærmningen har den rette position.
14.3 Delkonklusion
Eftersom der er en risiko for overophedning af superlavenergihuse hele året rundt, er det
vigtigt at have en strategi for at forhindre dette.
Termisk masse er ikke løsningen på overophedning, men kan hjælpe med at udjævne
temperaturforskelle om sommeren.
Den mest effektive værn mod overophedning er en kombination af udvendig automatisk
solafskærmning og naturlig ventilation. Hvilken form for udvendig solafskærmning man
vælger, afhænger af hvilket udtryk man ønsker bygningen skal have.
Undersøgelser viser, at mangel på naturlig ventilation har medført dårligt termisk indeklima i
passivhuse på grund af overophedning.
35
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
15. Konklusion
Lavenergiklasserne blev indført i bygningsreglementet som en del af udmøntningen af den
energipolitiske aftale i 2008. I aftalen besluttedes at energiforbruget i 2020 skulle skæres
ned med 75% i forhold til 2006.
Selvom energiklasserne er frivillige var hensigten at opfordre til at bygge lavernergiboliger,
så vi kunne tage ved lære af de erfaringer der blev gjort.
Projekt KOMFORTHUSENE var som pioneer projekt med til at definere den fremtidige
bygningsklasse 2020, på baggrund af målinger og observationer over en 3 årig periode.
KOMFORTHUSENE har efterfølgende været en stor inspirationskilde for husbyggere der
ønsker at opføre superlavenergihuse.
Netop på grund af de veldokumenterede løsninger har KOMFORTHUSENE også været den
vigtigste kilde til information i denne undersøgelse.
I spørgsmålet fra problemformuleringen søgte jeg svar på om man kunne opføre en bolig
efter bygningsklasse 2020 uden brug af solceller.
Noget tyder på, at man vælger solcelleanlæg i byggeri hvor vinduer udgør størstedelen af
facaden. Især store vinduespartier mod nord har negativ effekt på energirammen, på grund
af manglende tilskud fra solvarme. Samtidigt får vinduernes dårlige u-værdi, set i forhold til
ydervæggen, konsekvenser for det samlede transmissionstab, og gør det nødvendigt at
kompensere med aktiv energitilførsel i form af solceller.
Røde tal i energirammen behøver altså ikke at have noget at gøre med dårlige u-værdier og
høje linjetab, det kan lige så vel skyldes uigennemtænkt disponering af vinduer.
I Be10 belønnes solceller med et fradrag i den samlede energiramme. Man tillader på denne
måde at el-produktion kompenserer for et varmetab. Det giver imidlertid ikke noget
nuanceret billede af hvor godt bygningen er isoleret, idet man blander el og varme sammen.
Ved passivhuse kigger man udelukkende på bygningens varmebehov og der kompenseres
ikke for aktive energitiltag som i Be10. Resultatet er bygningsdele med lavt transmissionstab,
samlingsdetaljer uden kuldebroer samt design og disponering af vinduer, der udnytter solens
varme.
Derfor må konklusionen og svaret på spørgsmålet i problemformuleringen være at det er
muligt at projektere et byggeri der overholder BR2020 uden brug af solceller.
Har man ambitioner om at bygge efter passivhus kriterier eller bygningsklasse 2020 uden
brug af solceller, er ubrudt isolering i samlinger og ekstra isolering i tag, vægge og
terrændæk en nødvendighed. I superlavenergihuse er traditionelle løsninger som f.eks.
udmuringer i vinduesfalsen ikke brugbare.
Samlingsdetaljerne med ubrudt isolering som vist i rapporten, er alle gode og gangbare
løsninger fra KOMFORTHUSENE, der forbedrer husets energi-performance, og er nødvendige
for at overholde kravet om et lavt varmebehov.
Nye isoleringsmaterialer som eksempelvis PUR isolering kan med fordel inddrages i byggeriet
for at undgå tykke ydervægge. Man skal dog være opmærksom på at PUR isolering koster
op mod dobbelt så meget som traditionel isolering af mineraluld.
Ønsker man et mere prisbilligt byggeri kan byggeklodser af EPS være en løsning.
Byggesystemet er enkelt, idet elementerne blot stables oven på hinanden hvorefter
36
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
hulrummet udfyldes med beton. Man skal dog være opmærksom på at væggen skal pudses
på begge sider på grund af EPS ringe brandtekniske egenskaber.
Vinduerne i et superlavenerihus spiller en central rolle. Det er ofte vinduernes egenskaber og
disponering der er afgørende for at nå i mål med energirammen og som det fremgik i
afsnittet om vinduer, er det en nødvendighed med 3 lags ruder. Samtidigt er disponeringen
af vinduerne et vigtigt parameter. De første passivhuse havde store vinduespartier mod syd
og små mod nord, hvilket kunne give anledning til overophedning. I dag anbefales det at
fordele vinduerne mere jævnt, så man også udnytter solens varme om morgenen og
eftermiddagen.
Fremtidige krav om mere dagslys og mere solvarmetilskud har givet vinduesproducenterne
et incitament til at fremstille nye vinduer med smalle karme, med Eref værdier der langt
overstiger hvad der er påkrævet. Valg af vinduer med smalle karme kan med fordel vælges,
da man opnår en glasandel der er 15-20 % højere end vinduer med almindelig karm. Den
smalle karm kan på denne måde medvirke til at gøre vindueshullet mindre, og skaber
dermed plads til mere isolering i form af ydervæg.
Samtidig med at klimaskærmen isoleres effektivt, opstår risikoen for overophedning.
I afsnittet om termisk indeklima belyses vigtigheden af god solafskærmning og naturlig
ventilation.
Tidlige passivhuse har haft store problemer med overophedning, og har givet passivhusene
ry for at være for varme om sommeren.
Blandt hovedpointerne solafskærmningen indarbejdes i bygningens design, allerede fra
starten af projekteringen da det kan være svært at opnå gode resultater når først boligen er
opført. Solafskærmningen bør ligeledes kombineres med en veldesignet naturlig ventilation.
Lavenergibyggeri er mere aktuelt lige nu, end nogensinde. Vi står overfor et nyt
bygningsreglement og allerede inden udgangen af 2015 har vi ikke længere noget valg,
bygningsklasse 2015 skal overholdes. Det er ikke længere fremtid, lavenergibyggeri er nutid.
De tyske passivhuse har været en stor inspirationskilde i forbindelse med opførelse af
lavenergiboliger i Danmark. Efter min mening er passivhus-standarden en god rollemodel for
fremtidens boliger. I passivhuse fokuseres der på et lavt energibehov ved at minimere
varmetabet gennem klimaskærmen, og det er netop disse teknologier som vi bør stræbe
efter i fremtiden.
37
Lavenergihuse helt uden solceller af Michael Bjørnstrup
27.03.2015
Kildeliste
Publikationer:
 Superlavenergihuse uden problemer
 DS 418
 BR10
 Sbi 230
 Vinduesplacering i passivhuse – ikke så enkelt
 Ruder og vinduers energimæssige egenskaber
 Det Danske Træhus, en levende tradition, udgivet af Træbranchens Oplysningsråd,
1994, ISBN 8785108 68 5
 Passivhuse i dansk kontekst, Sbi – Ellehauge og Kildemoes
 Komforthusene- Målinger og analyse af indeklima og energiforbrug i 8 passivhuse
2008-2011 af Tine Steen Larsen Rasmus Lund Jensen Ole Daniels
Internet sider:
 Energitjenesten.dk
 Kronevinduer.dk
 Idealcombi.dk
 Komforthusene.dk
 Energivinduer.dk
 Protecvinduer.dk
 Glasfakta.dk
 http://www.livinglab.dk/lavenergiklasser/passivhus/passivhus-anbefalinger
 Egernsund-tegl.dk
 Bolius.dk
 Solcelleguiden.dk
 Mur-tag.dk
 Ingeniøren.dk
 http://www.metsawood.com/
 ens.dk
Software:
 Revit 2015
 THERM Finite element simulator
38