Side-alternativer

Energieffektivisering i praksis

av Kari Sørnes — 10.Sep.2010 - 15:31

Energieffektiviserte bygninger er smarte bygninger hvor ulike tiltak er gjort for minst mulig bruk av energi og best mulig utnyttelse av den tilførte energien.

Tette og godt isolerte vegger og vinduer, riktig bruk av ventilasjon med varmegjenvinning, miljøvennlige elektriske apparater og intelligente styringssystem er viktige faktorer for å holde energibehovet nede.

Tetthet og varmeisolasjon

Energieffektiviteten i et bygg er i stor grad styrt av hvor tett bygget er og dermed hvor godt det klarer å holde på varmen. Tykk isolasjon og gode vinduer, i tillegg til godt gjennomført håndverksarbeid for å unngå kuldebroer og lekkasje, er avgjørende for å oppnå ønsket effekt.

Isolasjon

Kravet til tykkelse på isolasjon i boliger er opp gjennom årene gradvis blitt innskjerpet ved endringer av byggforskriftene. Mens det i 1940-årene var Kilde:www.byggmax.com påkrevd 4 cm isolasjon i betongvegger, måtte man ha minst 25 cm mineralull i veggene fra 2007. Det vanligste i eksisterende boliger i Norge i dag er en tykkelse på rundt 15 cm. En annen stor forandring siden 1940-årene er at det da ikke trengtes isolasjon i tak, mens det fra 2007 ble påkrevd 35 cm isolasjon i alle tak.

Det finnes flere ulike typer isoleringsmaterialer. Mineralull i yttervegger og polystyren i gulv er en vanlig løsning for boliger i Norge i dag. Tabell 1 viser isolasjonskrav til disse materialene etter teknisk forskrift etter plan- og bygningsloven fra 2007, sammenlignet med passivhusstandard. Forskriften forkortes med TEK 07 og gjaldt frem til TEK 10 trådde i kraft i 2010. Selv om noen av energikravene er skjerpet, gjelder fortsatt kravet til isolasjonstykkelsen.

Konstruksjon	TEK 07	Passivhus standard
Yttervegger	250mm mineralull	300 - 450mm mineralull
Tak	350mm mineralull	450 - 550mm mineralull
Gulv på grunn	200mm eksp. polystyren	300 - 350mm eksp. polystyren

Tabell 1: Isoleringskrav etter byggeforskrifter (TEK 07) og passivhus standard (Passiv.no)

Tetthet

Husets åpninger som vinduer og dører er steder som er spesielt utsatt for luftlekkasjer. Ifølge veiledningen til TEK 2010, skal samlet glass-, vindus- og dørareal utgjøre maksimalt 20 prosent av bygningens oppvarmede areal. Gjennomføringer gjort i forbindelse med tekniske installasjoner, overganger ved byggets fundament og skjøter mellom vegger og tak kan også være områder som er utsatt for luftlekkasjer. Kravet om stor tetthet innebærer at alle slike steder i et bygg må tettes godt med luft- eller dampsperre. Slike sperrer gjør at sårbare områder holder luft og damp ute. En tett dampsperre forhindrer at fuktig inneluft trenger inn i konstruksjonen og forårsaker kondens og fuktproblemer (Rockwool, 2010). Derfor er lufttetthet viktig også med hensyn til fuktoverføring og kondensering, ikke bare energiforbruk.

Kravet til lufttetthet har også innvirkning på arkitekturen. Kompliserte former med mange detaljer og elektriske installasjoner i konstruksjonen øker sannsynligheten for feil og luftlekkasjer.

Lufttetthet er oppgitt i byggforskriften fra 2010 som et maksimalt lekkasjetall. Lekkasjetallet angir total luftlekkasje målt ved en gitt trykkforskjell på 50 Pascal mellom inne- og uteluft. Kravet til lufttetthet i småhus og rekkehus er etter byggeforskriftene maks 2,5 luftskifte per time. Et luftskifte vil si at all luft er skiftet ut med ny luft. For andre bygninger er maks luftskifte per time satt til 1,5. Tilsvarende anbefalt lufttetthet for passivhus er 0,6 l/t, altså betydelig lavere.

U-verdi

Varmegjennomgangskoeffisienten, eller U-verdien for en bygningsdel, er et mål på hvor god varmeisolasjonsevnen er. U-verdien måles i W/m²K, og angir den mengden varme som per tidsenhet passerer en kvadratmeter av konstruksjonen ved en temperaturforskjell på én grad kelvin mellom konstruksjonens to sider. Kort fortalt gir lav U-verdi god varmeisolasjon. Tabell 2 viser krav til U-verdier for yttervegger, tak, gulv og kuldebroer.

Konstruksjon	TEK 10	Passivhus standard
Yttervegger	= 0,18	= 0,12
Tak	= 0,13	0,07-0,10
Gulv på grunn	= 0,15	0,07-0,10
Normaliserte kuldebroer	= 0,03(småhus) = 0,06(andre bygg)	= 0,03

Tabell 2: U-verdikrav etter byggeforskrifter (TEK 10) og passivhus standard (Standard NS3700 1).

Kuldebro

Kuldebroer er partier i en konstruksjon som er dårligere varmeisolert enn konstruksjonen for øvrig. Disse partiene gir dermed kald trekk inn i huset, noe som fører til vesentlig økt varmetap. Skjøter i bygningskroppen som vindu-vegg, dør-vegg, vegg-gulv samt vegg-loft er særlig utsatte for kuldebroer og krever derfor spesiell oppmerksomhet. Kuldebroene kan føre til lave overflatetemperaturer med kondensering av fuktighet og muggvekst som følge. Passivhus skal ha tilnærmelsesvis kuldebrofrie konstruksjonsdetaljer (Rockwool, 2010).

Byggets form

For å redusere varmetapet fra en bolig mest mulig må eieren gjøre huset så kompakt og arealeffektivt som mulig. Dette innebærer å utnytte arealene godt, samt å gjøre arealet av tak og yttervegger så lite som mulig. I tillegg til å spare energi, kan eieren på denne måten også få en langt rimeligere bygningsteknisk løsning.

Vinduer og glass

Selv om vinduene i en vanlig bolig kun utgjør 5–10 prosent av boligens totale ytterflater, kan vinduene stå for 40 prosent av varmetapet (Enova 2). Fordi vinduer har den egenskapen at de slipper ut romvarme og inn solvarme og kulde, fungerer de som ”energiventiler” i en bygning. Vinduene har altså stor innvirkning på bygningens energibalanse.

Et effektivt og velplassert vindu har disse egenskapene:

-< God varmeisolasjon, det vil si lav U-verdi.

-< Solvarmetilskuddet utnyttes og kan kontrolleres ved hjelp av avskjerming slik at en unngår

kjølebehov som skyldes solvarme.

-< Dagslystilskuddet utnyttes som belysning slik at behovet for el-lys og kjøling som følge av

lysvarmen kan reduseres.

Desto eldre et vindu er, desto større varmetap vil det gi. Kravene til U-verdier for vinduer har økt betraktelig de siste tiårene. I 1940-årene var kravet 2,8 W/m²K, mens det i tekniske forskrifter fra 2010 (TEK 10) har blitt 1,2 W/m²K. Enova anbefaler imidlertidig vinduer med U-verdi på 1,0 eller bedre (Enova 1). I et passivhus tilsier standarden at varmetapet skal være 0,8 W/m²K eller lavere. De samme U-verdikravene gjelder for glassfasader og dører. Tabell 3 oppsummerer kravene et vindu må tilfredsstille, henholdsvis etter gjeldende forskrift og passivhusstandard. Bildet, ovenfor til høyre, viser et trelags glassvindu av typen som kan brukes i et passivhus.

Konstruksjon	TEK 10	Passivhus standard
Type	Isolert karm, tolags energirute med argon i hulrom eller vanlig karm med trelags energirute og argon i hulrom	Isolert karm og ramme, trelags energirute med argon i hulrom
U-verdi	= 1,2 W/m²K	= 0,8 W/m²K

Tabell 3: Vinduskrav etter byggforskrifter (TEK 10) og passivhusstandard.

I Tyskland og Østerrike finnes over 40 vindusprodusenter som lager vinduer i henhold til passivhuskravet. I Norge lager kun firmaet NorDan vinduer av denne typen (per juli 2010).

Den siste tiden har store glassflater og glassfasader vært populært i nybygg, men bygninger dominert av glass kan by på store utfordringer når det gjelder energibruk. Det finnes en rekke eksempler på glassbygg med store oppvarmingsbehov om vinteren og tilsvarende store kjølebehov om sommeren.

Samtidig kan en vel gjennomtenkt bruk av glassfasader vise seg å være svært gunstig. Riktig bruk av glass kan være med på å redusere energibehovene til varme, kjøling og ventilasjon.

Én glass- og aluminiumsløsning som vil kunne ha stor positiv effekt både på energibehovet og inneklimaet i bygget, er doble glassfasader. Forskning har vist at doble glassfasader ikke bare kan redusere energibehovet – det kan faktisk gjøre bygget selvforsynt med energi (Ryvik & Ulstein, 2006). Doble fasader er nærmere beskrevet her.

Mer informasjon om vinduer finnes i Enovas publikasjon ”Hjelp til deg som skal kjøpe energieffektive vinduer”.

Ventilasjon og varmegjenvinning

Et godt ventilasjonssystem bidrar til å opprettholde god komfort og sunt inneklima i bygningen. I tillegg til å fjerne svevestøv og annen forurensing fra inneluften er ventilasjon viktig for å begrense luftfuktighet som kan skape kondens og fuktskader.

Ventilasjonen kan også fungere som et kjølesystem. Dette gjelder spesielt i yrkesbygg som er godt isolerte. Her oppstår gjerne varmeoverskudd

store deler av året på grunn av solinnstråling og interne varmekilder som dataanlegg og menneskelig aktivitet.

Balansert ventilasjon

Det mest energieffektive ventilasjonssystemet som anbefales i dag, kalles balansert ventilasjon. Med balansert ventilasjon skjer både avtrekk og frisklufttilførsel ved hjelp av elektriske vifter. Normalt blir 60-90 prosent av varmen som trekkes ut, tatt vare på med en varmegjenvinner, slik at tilført friskluft ikke behøver forvarme. Systemet krever at boligen for øvrig er tett, slik at all ventilering skjer i kontrollert form gjennom kanaler og ikke gjennom spalter i vinduer eller gjennom ventiler i vegger (Enova 2).

Forskrifter til plan- og bygningsloven (TEK 10) setter krav til bygningens totale varmetapstall. Effektiv varmegjenvinning av avtrekksluft er det enkeltstående tiltaket som kan redusere varmebehovet i en bygning mest. I boliger med balansert ventilasjon kan dette oppfylles ved installasjon av en varmegjenvinner med virkningsgrad på minst 70 prosent (Enova 2). For passivhus stilles det krav til ventilasjonssystem med virkningsgrad på minst 75 prosent, og helst over 80 prosent (Passiv.no)

En viktig egenskap ved ventilasjonssystemer er den spesifikke vifteeffekten, også kalt SFP-faktoren (specific fan power). Denne faktoren måles med enheten kW/m³s og gir et mål på ventilasjonsviftenes effektivitet. For boliger skal denne ifølge forskriftene være 2,5 kW/m³s hele døgnet. Etter passivhusstandard skal effektiviteten helst være 1,5 kW/m³s eller mindre.

Behovstyring er også viktig når det gjelder energibruk ved ventilering. Ventilasjonen i en bygning bør kunne justeres ut ifra når det er mest aktivitet i bygningen. Gode styringssystemer er derfor vesentlig for å redusere energiforbruket mest mulig.

Varmegjenvinning

Den vanligste energigjenvinningsløsningen i bygg er varmegjenvinning av ventilasjonsluft, men også varmegjenvinning av avløpsvann fra vask, dusj og vaskemaskin, vil gi store energibesparelser. Varmegjenvinning av avløpsvannet kan gi en energiinnsparingseffekt på ca 50 prosent. For en gjennomsnittlig familie innebærer dette en innsparing i forbruket på 2500 kWh per år (OSO Hotwater Norge, 2003). Det finnes flere ulike metoder for å utnytte varmen. For eksempel er Miljødusj et produkt som tar vare på varmen fra dusjvann.

Energieffektive elektriske apparater

Dersom et bygg skal oppnå plusshusstandard, er det en fordel om de elektriske apparatene som benyttes i bygningen, har lavt strømforbruk. Dette er også tatt med som krav i tekniske forskrifter (TEK 10). Belysning og apparater som TV og datamaskiner bør ikke avgi unødig varme. Videre kan det være hensiktsmessig å benytte seg av en vaskemaskin som kan ta inn varmt vann i stedet for at maskinen varmer vannet selv, dersom tappevannet i bygningen varmes effektivt for eksempel gjennom varmegjenvinning og solfangere. Ved valg av elektriske apparater til energieffektive hus kan det være hjelp å finne i energimerkingen av de forskjellige apparatene. Energimerkesystemet er et karaktersystem som går fra A til G, hvor A betegner de mest energieffektive apparatene. Utviklingen av energieffektive elektriske apparater går fort, og det finnes derfor flere apparater som er bedre enn energimerke A. Dette gjelder blant annet kjøle-/fryseskap, hvor kategoriene A+ og A++ er innført (Bjørke, 2009).

Intelligente hus

Styringssystemer for oppvarming og belysning

Et godt styringssystem for energibruk kan være med på å sikre at et bygg utnytter energiløsningene best mulig. Eksempler på styringssystemer er når temperatur og ventilasjon automatisk skrus ned til et minimum i rom som ikke er i bruk, for eksempel i kontor- og skolebygg på ettermiddags- og nattestid. Et annet eksempel er bruk av bevegelsessensorer for belysning, slik at rom og korridorer bare er opplyst når mennesker beveger seg i dem.

For å minske det elektriske behovet til lysanlegget i et bygg kan man bruke styringssystemer som tilpasser belysningen, slik at dagslys og kunstig lys utfyller hverandre.

Det er også mulig å installere et felles styringssystem for de elektriske apparatene i et bygg. Dette systemet kan for eksempel styres fra en datamaskin. Slik kan man enkelt stenge strømmen til apparater som bruker strøm på å stå i ”stand by”, som TV, komfyr og kaffetrakter.

Doble fasader

Én vindusløsning som vil kunne ha stor positiv effekt både på energibehovet og inneklimaet i bygg, er doble glassfasader. Under byggingen av det nye

kontorbygget til Hydro Building Systems har man valgt å satse på denne løsningen. Se bildet til høyre. Byggets fasade består av et trelags glass innerst og enkeltglass ytterst. Fasaden har en U-verdi på 0,8. I den ytterste fasaden er det åpne ventiler, og mellom glasslagene er det montert persienner som reduserer overoppvarming av kontorlokalene ved soloppvarming. Ventilasjonen mellom de to glasslagene bidrar til å kjøle ned bygget om sommeren, samtidig som det ytterste laget blir en buffer mot kulden om vinteren. Med dette fasadesystemet er det også mulig å åpne vinduene i det innerste laget og slippe inn frisk luft, uansett vær (Glassportal.no). Det finnes ulike måter å lage doble glassfasader på, men systemet som her er beskrevet, har vist seg å fungere godt.

Solavskjerming

Et vanlig problem i bygninger er overoppvarming fra solenergi som kommer inn glassfasader og vinduer. Dette gir økt behov for kjøling og unødvendig energibruk. Varmefrastøtende persienner og styringssystemer for solavskjerming kan være viktige komponenter for å redusere problemet.

En annen mulighet til å redusere energibehovet er å benytte såkalte selektive glass. Vinduene med slikt glass slipper dagslyset inn, men holder solvarmen ute. Varmeisoleringsevnen i selektive glass skal være like god som for vanlige energismarte vinduer. En ulempe kan være at selektive gir mindre energitilskudd om våren og høsten når solvarmen gjerne er ønskelig.