Passivhus på Svenska. Forum för Energieffektiva Byggnader. Svein Ruud SP Energiteknik

Transkript

1 Passivhus på Svenska Forum för Energieffektiva Byggnader Svein Ruud SP Energiteknik

2 Lågenergihus - inget nytt under solen! Tidigt 1980-tal -130 m 2 uppvärmd boyta -Traditionellt enplans hus - Extra väl isolerat - Ventilationsvärmeväxlare - 3 x 300 W elradiatorer - Vedkamin - Luftvärmesystem 72 kwh/m2/år

3 BFR-projektet Halmstad Ingolstadt Svensk småhusteknik exporterades kring 1990 till Tyskland Träbyggnation Täta och välisolerade Värmeåtervinning Välisolerade fönster vidareutvecklades till Passivhuskonceptet och har nu importerats tillbaks till Sverige

4 Passivhuskonceptet (enligt Wolfgang Feist)

5 Ekonomisk isoleringsgrad för passivhus

6 Passivhus uppförda i Wiesbaden 1997

7 Uppvärmningsbehov för olika typer av hus

8 Passivhuskonceptet Luftvärme light Möjlig effekt att bära med ett normenligt hygienluftflöde (0,35 l/s per m 2 ): W/m 2 Dock inget krav för svenska passivhus att använda tilluften för värmedistribution

9 Passivhus för svenska förhållanden Forum för Energieffektiva Byggnader Effektkrav Maximalt avgiven effekt för direkt uppvärmning Bostäder, både villor och flerbostadshus Effektkrav vid DUT 20 Klimatzon I & II (norr) Klimatzon III (söder) P max W/m 2 A temp Tillägg för fristående villa (<200 m 2 ): + 2 W/m 2 A temp Innetemperatur: 20 C Klimatzon enligt BBR 2006 DUT 20 enligt Svensk Standard SS Frivärme : 4 W/m2 (inklusive soltillskott)

10 Passivhus för svenska förhållanden Forum för Energieffektiva Byggnader Effektkrav Maximalt avgiven effekt för direkt uppvärmning Lokaler typ skolor och förskolor Effektkrav vid DUT 20 Klimatzon I & II (norr) Klimatzon III (söder) P max W/m 2 A temp Klimatzon enligt BBR 2006 DUT 20 enligt Svensk Standard SS Vid verksamhet: Innetemperatur: 20 C Frivärme - 5,0 W/m 2 (inklusive soltillskott) - 70 W per person Icke verksamhet: Innetemperatur: 18 C Frivärme - 0,5 W/m 2 (inklusive soltillskott)

11 Passivhus Varför effekt och inte energi? Konceptet eliminerar/minimerar kostnader för - installation av värmedistributionssystem - injustering och underhåll av värmesystem - installation och administration av fördelningsmätare Ger inget/minimalt utrymme för byggfusk - uppföljning genom mätning av förlustfaktor och täthet - enkel verifiering genom maximering av installerad effekt - de boende fungerar som en kontrollant när det blir kallt - ställer ett absolut funktionskrav på byggnadsskalet Garanterat mycket låg energibehov för uppvärmning - faktor 4 eller bättre jämfört med en traditionell byggnad Kan kompletteras med andra krav - värmekälla, eleffektivitet och varmvattenanvändning

12 Varför inget tillägg för ökade flöden i lokaler? Värmeförlust vid hygieniskt ventilationsflöde (7 l/s per person) som funktion av värmeåtervinningens systemverkningsgrad 70% systemverkningsgrad 80% systemverkningsgrad 90% systemverkningsgrad Värmeförlust (W) T ute ( C)

13 Byggnadskrav - Passivhus Luftläckning genom klimatskalet: maximalt 0,30 l/s m² vid +/- 50 Pa, enligt SS Mycket viktigt vid balanserade ventilationssystem (FTX) Fönstrens U-värde skall vara högst 0,90 W/(m2K) Mätt av ackrediterat provningslaboratorium enligt standard SS-EN ISO för ett representativt fönster exempelvis 12x12 M dvs inklusive karm, båge och glas. För övriga storlekar kan beräkningar göras enligt SS-EN ISO Motsvarar samma kvalitet som svenska energiklass A för fönster.

14 Installationstekniska krav - Passivhus Lokaler (skolor och förskolor) Ventilationssystemets eleffektivitet SFP-värde på högst 1,5 kw/(m3/s) vid dimensionerande uteluftsflöde Ventilationsvärmeåtervinning reducera ventilationsförlusterna med minst 80 % jämfört med ett rent frånluftssystem utan värmeåtervinning

15 Innemiljökrav - Passivhus Bostäder (villor och flerbostadshus) Ljud från ventilationssystemet minst ljudklass B i sovrum, enligt SS Tillufttemperatur efter eftervärmare högst 52 grader i respektive tilluftsdon (när tilluftssystemet används som värmebärare)

16 Innemiljökrav - Passivhus Lokaler (skolor och förskolor) Ljud från ventilationssystemet minst ljudklass B i undervisningsrum, enligt SS Tillufttemperatur efter eftervärmare högst 52 grader i respektive tilluftsdon (när tilluftssystemet används som värmebärare) Uteluftsflöde vid användning minst 0,35 liter/(s m2) plus minst 7 liter/(s person)

17 Hur räknar man då på ett passivhus? Energibalans upprättas baserad på: Byggnadens tidskonstant Dimensionerande vintertemperatur (DUT 20 ) Marktemperatur (vid DUT 20 ) Gratisvärme (0,5-5,0 W/m 2 ) Värmetransmission (U-värden inkl. köldbryggor) Värmeåtervinning (temperaturverkningsgrad) Infiltration (täthet och vindutsatthet) => Resterande effektbehov W/m 2 Relativt enkelt jämfört med en årsenergiberäkning Beräkningsmetodik/-mallar håller på att tas fram inom FEBY

18 Beräkning av husets tidskonstant τ b = ( U j A j ) + ( l k k ( mi ci) + ρ c q (1 v d + ρ vent ψ ) ) c q läck Σ (m i c i ) = byggnadsdelarnas värmekapacitet, för alla skikt som ligger innanför isoleringsskikt inklusive innerväggar och bjälklag, [J/K] Σ (U j A j ) = summan av transmissionsförluster med hänsyn till invändiga ytan, A j, mot uppvärmd luft, [W/K] Passivhus har mycket längre tidskonstant än vanliga hus!

19 Exempel på dimensionerande utetemperatur Byggnadens tidskonstant [timmar] DUT 20 [ o C] Luleå -28,2-26,8-25,6-24,9-23,5-20,6 Östersund -26,9-25,4-24,0-23,2-21,6-18,2 Söderhamn -21,5-20,1-18,9-18,2-16,8-13,8 Uppsala -20,4-19,2-17,9-17,2-15,9-12,8 Karlstad -22,0-20,6-19,0-18,3-16,7-13,1 Arlanda -20,1-18,8-17,6-16,9-15,5-12,5 Västerås -21,2-19,2-17,5-16,8-15,0-11,7 Tullinge -19,5-18,2-17,0-16,2-14,9-12,0 Barkarby -20,3-18,9-17,7-16,9-15,4-12,1 Bromma (Stockholm) -19,4-17,6-16,0-15,2-13,6-10,5 Norrköping -18,9-17,5-16,1-15,5-14,0-11,2 Linköping -18,4-16,8-15,4-14,6-13,1-10,0 Såtenäs -19,2-17,8-16,6-15,9-14,4-10,9 Karlsborg -17,0-15,4-14,1-13,4-12,0-8,8 Kalmar -13,9-12,6-11,5-10,9-9,7-7,0 Ronneby -12,3-11,2-10,3-9,7-8,6-6,1 Ljungbyhed -15,4-14,1-13,0-12,3-10,9-7,9 Torslanda (Göteborg) -14,7-13,6-12,6-12,1-10,9-8,2 Ängelholm -12,9-11,7-10,6-10,0-8,7-5,7 Säve -15,6-14,4-13,4-12,7-11,4-8,3 Visby -11,3-9,9-8,7-8,0-6,6-3,6

20 Beräkning av luftläckning ISO 13790:2004, Annex G: qläck = q50 e / (1 + f/e ((Vsup Vex)/ q50 )2) där Vsup Vex är luftöverskottet mellan tilluft (Vsup ) och frånluft (Vex ) (l/s) och e och f är vindskyddskoefficienter enligt tabell

21 Rekommenderat viktat energikrav för passivhus Bostäder (villor och flerbostadshus): Klimatzon I & II (norr) 0,5 E fv + 0,5 E pb + E el ) 50 kwh/m 2 Klimatzon III (söder) 0,5 E fv + 0,5 E pb + E el ) 35 kwh/m 2 där E index är nettoenergi tillförd byggnaden från fjärrvärme (fv), biopanna (pb) eller köpt el (el), inklusive varmvatten Fossila bränslen i är inte ett uthålligt alternativ varför detta inte är ett alternativ enligt gällande definition av passivhus Svårare att räkna på än effektbehovet, men måste ändå göras enligt krav i BBR. Även här håller beräkningsmetodik/-mallar att tas fram inom FEBY.

22 Rekommenderat viktat energikrav för passivhus Lokaler (skolor och förskolor): Klimatzon I & II (norr) 0,5 E fv + 0,5 E pb + E el ) 40 kwh/m 2 Klimatzon III (söder) 0,5 E fv + 0,5 E pb + E el ) 30 kwh/m 2 där E index är nettoenergi tillförd byggnaden från fjärrvärme (fv), biopanna (pb) eller köpt el (el), inklusive varmvatten Fossila bränslen i är inte ett uthålligt alternativ varför detta inte är ett alternativ enligt gällande definition av passivhus Svårare att räkna på än effektbehovet, men måste ändå göras enligt krav i BBR. Beräkningsmetodik/-mallar ej framtaget inom FEBY

23 Finns det då inga nackdelar med Passivhus? I vissa avseenden kan passivhus fungera sämre än vanliga hus: Ojämnare temperatur (över tid och rum) Större behov av manuell vädring och solavskärmning Övertempererad tilluft minskar ventilationseffektiviteten Större risk för övertemperaturer vår, sommar och höst Det finns också vissa risker med passivhus: Finns små marginaler för felaktig dimensionering Dålig korrelation mellan värme- och ventilationsbehov Styrning och reglering av eftervärmningsbatteri/by-pass är kritisk Värmeförluster från varma tilluftskanaler placerade på kallvind Den kraftiga isoleringen är känsligare för fukt i byggnadsskalet Extra viktigt med torrt byggande, täthet och tryckbalans Installationsbuller från fläktar/tilluftsdon (främst i sovrum) Detta gäller givetvis även för FTX-installationer i vanliga hus

24 Minienergikrav Inom FEBY har vi även arbetat på en alternativt lågenergikoncept som ligger mellan Passivhuskrav och myndighetskrav (Boverkets Byggregler BBR). Detta är dock ännu inte helt klart!