Hur hanterar man köldbryggor i äldre betongkonstruktioner? Johan Silfwerbrand, CBI CBI IF:s årsmöte 11 mars 2009

Transkript

1 Hur hanterar man köldbryggor i äldre betongkonstruktioner? Johan Silfwerbrand, CBI CBI IF:s årsmöte 11 mars

2 Disposition Bakgrund Hur hanterar man köldbryggor i äldre hus? Pågående FoU Hur arbetar CBI med information kring brister? 2

3 Bakgrund: Fråga CBI 22 okt 2008 Många medlemsföretag har antagit SABO:s energiutmaning, vilket innebär att de skall minska sin energiförbrukning med 20 % till Vad har CBI gjort för sprida kunskap om brister i befintliga betongkonstruktioner, exempelvis köldbryggor och hur man lämpligen åtgärdar dessa till rimliga kostnader? Förekommer det idag något utvecklingsarbete inom detta område? 3

4 Källor Intervju med Folke Björk, KTH Byggvetenskap, 11 feb Ref 1. Intervju med Eva-Lotta Kurkinen, SP Energiteknik, 26 feb Ref 2. Kuldebroer Beregning, kuldebroverdier og innvirkning på energibruk (SINTEF, 2008). Ref 3. Guidelines for the Calculation of Thermal Bridges (NKB, 1996). Ref 4. The Significance of Thermal Bridges for Heat Loss from Buildings (NKB, 1996). Ref 5. Renovering pågår VVS Företagen och Svensk Ventilation Ref 6. 4

5 Svenska lägenheter är år Ref 6 5

6 Potential för energieffektivisering Sveriges vanligaste hus: från , lamellhus, 3-6 våningar, stomme av betong, lätta utfackningsväggar med fasadtegel eller sandwichelement av betong. Finns omoderniserade lägenheter i dessa hus. De väntar på nya stammar, nya ytskikt i badrum och förbättrad energistatus. Ref 6 6

7 Energiegenskaper Isolering: 100 mm i yttervägg & 150 mm i tak (idag 200 resp 400). Balkonger och bärande väggar stora köldbryggor. Fönstrens U-värde 3,0 W/m 2 /K (1,2). Klimatskalet ej lufttätt. Återvinning av värme i ventilationsluft sällsynt. Ojämn temperatur (vädras bort!) & hög varmvattenförbrukning. Ref 6 7

8 Helhetsgrepp för minskad energianvändning 1. Energiförbättring av klimatskalet (fönster enkelt, fasad svårare) 2. Energiförbättringar i ventilationssystemet (fungerar vid frånluftssystem, vanligt från 1961) 3. Energiförbättringar av värmesystemet 4. Dags att byta fasad? Ref 6 8

9 Definition av köldbrygga En köldbrygga är en del av en omslutande konstruktion, en del för vilken det annars ensartade värmemotståndet förändras p.g.a. a) Material med högre värmeledningsförmåga tränger helt eller delvis genom omslutningen, b) En förändring av konstruktionstjockleken, c) En skillnad mellan invändig & utvändig area. Ref 3 9

10 Genomträngning Ref 3 10

11 Tjockleksändring Ref 3 11

12 Olikstora ut- & invändiga ytor Ref 3 12

13 Olägenheter med köldbryggor Ökad värmeförlust Lägre golvtemperatur Reducerad komfort Kondens Missfärgning Temperaturspänningar Ref 3 13

14 Beräkning av energiförlust Φ = {Σ(U A) + Σ(ψ l) +Σ(χ)} (Θ i Θ e ) köldbryggor U = termisk transmittens för ytelement (W/m 2 /K) A = ytelementets area (m 2 ) ψ = linjär termisk transmittens för en kant (W/m/K) l = längd som korrelerar till ψ χ = punktformig termisk transmittens (W/K) Θ i = innetempertur Q e = utetemperatur Ref 5 14

15 Beräkningsmetoder Metod Förväntad osäkerhet (%) Numerisk beräkning ± 5 Köldbryggstabeller ± 20 Manuell beräkning ± 20 Överslagsberäkning 0 50 Ref 3 15

16 Uppskattning av köldbryggans bidrag % av totala energiförlusten Andelen ökar vid bättre isolering. Ref 5 Trähus: 0,05 W/m 2 /K Betonghus: 0,09 0,12 W/m 2 /K Ref 3 (Riktvärde för hela förlusten 0,40 W/m 2 /K) 16

17 Köldbryggor i befintliga byggnader motiv för åtgärder Skador som följer av uppfuktning & kondens: mögel, röta, lossnande tapeter & golvbeläggning. Bristande värmekomfort: låg golvtemperatur vid yttervägg & golvdrag. Höga kostnader för stora värmeförluster. Ref 3 17

18 Åtgärder Värmeisolering Invändig isolering Utvändig isolering Inblåsning av isoleringsmaterial i hålrymd Värmekällor Värmekablar Värmelister Endast ifall isolering inte fungerar. Kommer att leda till ökade värmeförluster. Ref 3 18

19 Isoleringsåtgärder Metod Effekt på köldbryggor Effekt på total förlust Anmärkning Invändig Ringa Medelstor Påverkar ej fasaden Utvändig Stor Stor Löser fuktproblem Inblåsning Liten Liten Påverkar ej utseende Ref 3 19

20 Brogården, Alingsås: Före Ref 6 20

21 Brogården, Alingsås: Efter Ref 6 21

22 Brogården: Energianvändning (kwh/m 2 /år, T inne = 22 C) Före Efter Uppvärmning Varmvatten Fastighetsel Hushållsel Totalt Ref 6 22

23 Forskning vid KTH (avd f Byggnadsteknik, inst f Byggvetenskap, skolan f A&S) Nytt projekt: Metoder & koncept för uthållig renovering MECOREN Samarbete mellan KTH, VTT (FI), Sintef (NO), SBI (DK), Skanska, NCC & förvaltare. Svenska medel från Formas & SBUF. Projekttid: april 2009 juni 2011 Ref 1 23

24 MECORENs syfte Att utveckla metoder & koncept för att renovera byggnader & bostadsområden på ett sätt som kännetecknas av uthållighet ur flera aspekter. Rekommendationerna skall inkludera: 1. teknologiska koncept för olika miljöer i Norden 2. affärskoncept för involverade praktiker 3. renoveringsstrategier & kravformuleringar för offentliga aktörer Ref 1 24

25 Ingående teknikområden Renovering av byggnadsskalet Renovering av byggnadens installationer Utveckling av uthålliga koncept för energileverans med fokus på småskalighet Lokal energiproduktion Ref 1 25

26 Arbetspaket (Work Packages) 1. Insamling, utbyte & strukturering av info om byggnadsbeståndet i Norden 2. Genomgång av tidigare FoU om teknologier & deras aspekter på effektivitet & uthållighet (ex: renovering av fuktskadade konstruktioner, spaltmetoden) 3. Bästa svenska praktik om livscykelbaserade utvärderingsmetoder 4. Bedömning av scenarier & grundläggande koncept om byggnaders funktion & miljöbelastning 5. Fallstudie & tematiska seminarier 6. Rekommendationer & slutsatser Ref 1 26

27 FoU vid SP Energiteknik 1. System för kvalitetssäkring vid ombyggnad av befintliga byggnader till energieffektiva byggnader (om Brogården) ett europaprojekt finansierat av CERBOF. 2. Experthjälp till bostadsbolag i Göteborg i samarbete med Chalmers energiteknik, delfinansierat av CERBOF. 3. Hur ta tillvara miljonprogrammets fastigheters tunga material och utnyttja deras termiska massa? Ref 2 27

28 CERBOF CERBOF Centrum för Energi- och Resurseffektivitet i Byggande och Förvaltning är ett program för forskning och innovation, initierat av Energimyndigheten. CERBOF drivs i samverkan med aktörer inom byggsektorn, och kanslifunktionen upprätthålls av BIC. 28

29 Vad har CBI gjort för att sprida kunskap om brister i befintliga betongkonstruktioner, t.ex. köldbryggor? Enligt stadgarna skall CBI utbyta och meddela information om forsknings- och utredningsverksamheten. Vi berättar om skador men främst om hur skador kan förebyggas & åtgärdas. 29

30 Vad har CBI gjort för att sprida kunskap? (forts) CBI:s har fokuserat på mekaniska, produktionstekniska & beständighetsegenskaper. Orsaken är dels finansiärernas intressen (företags, forskningsråds, transportverks), dels utredningsverksamhetens innehåll. Vi kommer att ge energifrågorna ökad tyngd. Samverkan med KTH & SP utreds. Om elever finns, ger vi mycket gärna kurser. 30