Reducering af varmebehovet for enfamiliehuse fra 1960'erne
Reducering af varmebehovet for enfamiliehuse fra 1960'erne
Reducering af varmebehovet for enfamiliehuse fra 1960'erne
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Titel: <strong>Reducering</strong> <strong>af</strong> <strong>varmebehovet</strong> <strong>for</strong> <strong>enfamiliehuse</strong> <strong>fra</strong> 1960’erne<br />
Tema: Virkelighed og modeller<br />
Projektperiode: 6. oktober til 17. december 2003<br />
Projektgruppe: B147 Synopsis:<br />
Deltagere:<br />
Allan Filskov Jørgensen<br />
Jakob Lyngs<br />
Jens Kresten Nørgaard Madsen<br />
Kenneth Daugaard Terkelsen<br />
Martin Møller<br />
Per Kjærsgaard Andersen<br />
Rune Christensen<br />
Vejledere: Hovedvejleder: Mogens Steen-Thøde<br />
Bi-vejleder: Jannick Schmidt<br />
Oplagstal: 15<br />
Sideantal: 79<br />
Bilagsantal og -art: Ingen<br />
Afsluttet den: 17. december 2003<br />
Det Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår<br />
Byggeri og Anlæg<br />
Strandvejen 12-14<br />
9000 Aalborg<br />
Tlf. 96 35 97 33<br />
Fax 98 13 63 93<br />
www.but.auc.dk<br />
Det overordnede emne i P1-perioden er ”virkelighed<br />
og modeller”, og denne rapport vil omhandle<br />
<strong>for</strong>bedringer <strong>af</strong> <strong>varmebehovet</strong> i parcelhuse <strong>fra</strong><br />
1960`erne. Parcelhuse udgør en væsentlig del <strong>af</strong> de<br />
husstande, der ikke lever op til nutidens standarder<br />
angående varmetab. Som referencehus anvendes<br />
der i rapporten et typehus <strong>fra</strong> 1960’erne.<br />
Til at belyse reduceringsmulighederne <strong>for</strong> husets<br />
varmetab inddrages beregnings- og<br />
isoleringsmetoder, der vil give et indblik i, hvilke<br />
effekter <strong>for</strong>bedringerne og de <strong>for</strong>skellige<br />
isoleringsmaterialer udgør.<br />
Derudover opstilles en <strong>for</strong>simplet livscyklus-<br />
vurdering, MEKA, som giver indblik i udvalgte<br />
isoleringsmaterialers miljøpåvirkning gennem hele<br />
materialets levetid.<br />
Der konkluderes på, i hvilket omfang det er muligt at<br />
opnå en varmetabsreducerende effekt ved<br />
<strong>for</strong>bedringer i referencehuset. Vha. BV95 er husets<br />
varmebehov efter de tænkte <strong>for</strong>bedringer beregnet<br />
til 314,213 MJ/m 2 . Dette energi<strong>for</strong>brug er dog ikke<br />
lavt nok til at efterleve kravene <strong>for</strong> energirammen i<br />
BR-S98.<br />
Desuden viser det sig ud <strong>fra</strong> MEKA-vurderingen, at<br />
Papiruld er det mest miljøvenlige produkt <strong>af</strong> de fire<br />
produkter, rapporten omhandler, hvorimod EPS er<br />
det mindst miljøvenlige.
B147 P1 2003<br />
Forord<br />
Denne rapport er produktet <strong>af</strong> gruppe B147 ved Aalborg Universitets som P1-projekt, gennemført<br />
i perioden 6-10-2003 til 17-12-2003, med eksamen d. 16-1-2004. Rapporten henvender sig til de<br />
studerende på Teknisk Naturvidenskabeligt fakultet ligeledes på Aalborg Universitet. Det<br />
overordnede emne <strong>for</strong> projekt-perioden er ”Virkelighed og modeller” hvor denne rapport<br />
omhandler de mange <strong>enfamiliehuse</strong> som blev opført i 1960’erne, og disses varmebehov.<br />
Der bliver i rapporten taget udgangspunkt i et specifikt typehus, hvorpå der udføres beregninger<br />
efter DS-418, ligesom der gøres økonomiske overvejelser ud <strong>fra</strong> BV-95. Rapporten omhandler<br />
ligeledes det miljømæssige aspekt der er omkring efterisolering <strong>af</strong> disse huse.<br />
Kildehenvisningerne er angivet i parentes, og står i alfabetisk orden i litteraturlisten, hvor der er<br />
nærmere oplysninger omkring kilden.<br />
Gruppen har i <strong>for</strong>bindelse med projektet været i universitetets fysiklaboratorium på Badehusvej,<br />
og vil i den <strong>for</strong>bindelse takke ingeniørassistent Carsten Jørgensen, der har været behjælpelig med<br />
udstyr og lokaler til det udførte <strong>for</strong>søg. Ligeledes vil vi takke hovedvejleder, lektor Mogens Steen-<br />
Thøde, og bi-vejleder, amanuensis Jannick Schmidt, der gennem hele perioden har været<br />
engagerede og givet gode svar på de spørgsmål gruppen har stillet.<br />
1
B147 P1 2003<br />
Indholds<strong>for</strong>tegnelse<br />
1. Indledning 5<br />
2. Hvor<strong>for</strong> reducere energi<strong>for</strong>bruget? 7<br />
2.1 Problemstilling 7<br />
3. Introduktion <strong>af</strong> 60’er huset 10<br />
3.1 1960’ernes boligbyggeri 10<br />
3.2 Referencehuset 11<br />
4. Krav til varmeisolering i byggeri 12<br />
4.1 BR-66 12<br />
4.2 BR-S 98 13<br />
5. Hvordan reduceres <strong>varmebehovet</strong>? 15<br />
5.1 Varmebehov 15<br />
5.2 Indsatsområder 15<br />
5.3 Efterisolering 15<br />
5.4 Ændringer i husets facade 16<br />
5.5 Udskiftning <strong>af</strong> vinduer 16<br />
5.6 Genanvendelse <strong>af</strong> energi 17<br />
6. Problem<strong>for</strong>mulering og -<strong>af</strong>grænsning 17<br />
7. Efterisoleringsmetoder 19<br />
7.1 Hulmursisolering 20<br />
7.2 Udvendig efterisolering 20<br />
7.3 Indvendig efterisolering 20<br />
7.4 Fordele og ulemper 21<br />
7.5 Efterisolering <strong>af</strong> lofter 22<br />
7.6 Dampspærre 22<br />
7.7 Vindtæt lag 22<br />
8. Rapportens isoleringsmaterialer 23<br />
8.1 Stenuld 23<br />
8.2 Glasuld 24<br />
8.3 Papiruld 24<br />
8.4 EPS 24<br />
8.5 Skematisk oversigt 25<br />
9. Varmeteori 25<br />
9.1 Hvad er varme? 26<br />
2
B147 P1 2003<br />
9.2 Varmebalance 26<br />
9.3 Varmetransport 27<br />
9.4 Varmeledning 27<br />
9.5 Konvektion 30<br />
9.6 Stråling 30<br />
9.7 Transmissionskoefficient 30<br />
9.8 Transmissionskoefficient <strong>for</strong> vinduer 31<br />
9.9 Kuldebroer 33<br />
9.10 Varmetab 33<br />
9.11 Korrektion <strong>af</strong> transmissionskoefficient 34<br />
10. Husets dimensionerende varmetab før <strong>for</strong>bedring 35<br />
10.1 Glaspartiernes transmissionskoefficient 35<br />
10.2 Transmissionskoefficient <strong>for</strong> yderdøre 36<br />
10.3 Varmetab gennem glaspartier og yderdøre 36<br />
10.4 Tung ydervægs transmissionskoefficient 37<br />
10.5 Varmetab gennem tung ydermur 37<br />
10.6 Lette ydervægges transmissionskoefficienter 38<br />
10.7 Varmetabet gennem lette ydervægge 39<br />
10.8 Gulvets transmissionskoefficient 39<br />
10.9 Varmetabet gennem gulvet 40<br />
10.10 Loftets transmissionskoefficient 40<br />
10.11 Varmetab gennem loft 41<br />
10.12 Varmetab gennem samlinger omkring vinduer og døre 41<br />
10.13 Det naturlige ventilationstab. 42<br />
10.14 Samlet varmetab før <strong>for</strong>bedring 42<br />
11. Husets dimensionerende varmetab efter <strong>for</strong>bedringer 43<br />
11.1 Varmetabet gennem glaspartier 43<br />
11.2 Varmetab gennem tung ydervæg 44<br />
11.3 Loftets varmetab 44<br />
11.4 Samlet varmetab 45<br />
12. Delkonklusion 45<br />
13. Økonomisk perspektiv 45<br />
13.1 Afgrænsning 46<br />
13.2 Prisopgørelse <strong>for</strong> materialeindkøb 46<br />
3
B147 P1 2003<br />
13.3 Redegørelse <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> varmebehov 47<br />
13.4 Beregning <strong>af</strong> varmebehov 48<br />
13.5 Beregning <strong>af</strong> tilbagebetalingstid 51<br />
13.6 Delkonklusion 52<br />
14. MEKA–vurdering 52<br />
14.1 Produkternes ydelse 53<br />
14.2 MEKA – vurdering <strong>af</strong> isoleringsmaterialer 53<br />
14.3 Afgrænsning 55<br />
14.4 Ekspanderet polystyren (EPS) 55<br />
14.5 Glasuld (Isover) 56<br />
14.6 Stenuld (Rockwool) 56<br />
14.7 Papiruld 57<br />
14.8 Delkonklusion 58<br />
15. Konklusion 59<br />
16. Kilde<strong>for</strong>tegnelse 61<br />
17. Kildekritik 65<br />
17.1 Fagtekniske udgivelser 65<br />
17.2 Internet 65<br />
17.3 Lærebøger 65<br />
17.4 Vejledere 66<br />
Appendiks 67<br />
Appendiks A Eksempler på varmeledningsevne 67<br />
Appendiks B Forsøg 67<br />
B.1 Formål 67<br />
B.2 Apparatur 68<br />
B.3 Fremgangsmåde: 68<br />
B.4 Resultater 69<br />
B.5 Fejlkilder 71<br />
B.6 Vurdering 73<br />
B.7 Konklusion 74<br />
Appendiks C Formel <strong>for</strong> varmestrøm gennem ét materialelag 74<br />
Appendiks D Formel <strong>for</strong> varmestrøm gennem flere lag 75<br />
4
B147 P1 2003<br />
1. Indledning<br />
Af Danmarks samlede energi<strong>for</strong>brug i 2002 udgjorde energi<strong>for</strong>bruget i husholdninger ca. 30 %,<br />
hvor<strong>af</strong> energi<strong>for</strong>bruget til rumopvarmning udgjorde ca. 83 % (ens.dk 2002). Det er således store<br />
mængder energi, som årligt bruges til at opvarme de danske boliger – ca. 25 % <strong>af</strong> det samlede<br />
energi<strong>for</strong>brug. Tallene i sig selv gør det interessant at undersøge, hvor og hvorledes energi<strong>for</strong>bruget<br />
til boligopvarmning kan reduceres med henblik på at opnå størst mulige besparelser. Som<br />
Tabel 1 viser, udgør parcelhuse i dag en <strong>for</strong>holdsvis stor del <strong>af</strong> det samlede danske husstandsantal.<br />
Antal husstande<br />
1200000<br />
1000000<br />
800000<br />
600000<br />
400000<br />
200000<br />
0<br />
Parcelhuse<br />
Flerfamiliehuse<br />
Række-,kæde- og dobbelthuse<br />
Stuehuse til landbrugsejendomme<br />
Type<br />
5<br />
Kollegier<br />
Figur 1 Fordeling <strong>af</strong> Danmarks husstande efter hustype (DST, 2003)<br />
Sommerhuse<br />
Anden helårsbeboelse<br />
Fælleshusholdninger<br />
1960’ernes parcelhuse har desuden vist sig at have svært ved at holde på varmen. Parcelhusene er<br />
der<strong>for</strong> et potentielt område <strong>for</strong> energibesparelser, hvilket ligger til grund <strong>for</strong>, at rapporten fokuserer<br />
på netop disse. Ovenstående gr<strong>af</strong> <strong>for</strong>tæller imidlertid ikke noget om, hvor stort et varmetab<br />
parcelhusene har, og er således kun interessant ud <strong>fra</strong> et kvantitativt synspunkt. Som Tabel 2 viser,<br />
blev størstedelen <strong>af</strong> parcelhusene bygget i 1960’erne og 1970’erne.
B147 P1 2003<br />
Antal parcelhuse<br />
160000<br />
140000<br />
120000<br />
100000<br />
80000<br />
60000<br />
40000<br />
20000<br />
0<br />
Før 1900<br />
1900-1904<br />
1905-1909<br />
1910-1914<br />
1915-1919<br />
1920-1924<br />
1925-1929<br />
1930-1934<br />
1935-1939<br />
1940-1944<br />
1945-1949<br />
1950-1954<br />
1955-1959<br />
1960-1964<br />
1965-1969<br />
1970-1974<br />
1975-1979<br />
1980-1984<br />
1985-1989<br />
1990-1994<br />
1995-1999<br />
2000-2002<br />
6<br />
Byggeår<br />
Figur 2 Fordeling <strong>af</strong> Danmarks parcelhuse efter byggeår (DST, 2003)<br />
I 1960’erne var der ikke nævneværdige krav til parcelhusenes maksimale årlige energi<strong>for</strong>brug, og<br />
der<strong>for</strong> blev disse ikke isoleret efter de standarder, som anvendes i dag. I 1970’erne blev kravene<br />
skærpet pga. oliekriserne (Byggecentrum, 2003). 1960’ernes parcelhuse bruger således <strong>for</strong>holdsvis<br />
store mængder energi til opvarmning, hvilket bl.a. bidrager til Danmarks samlede CO2udledning<br />
og dermed den globale miljøbelastning. Samtidig koster det boligejere dyrt at opvarme<br />
deres huse, og der eksisterer således både private og samfundsmæssige interesser i at reducere<br />
parcelhusenes energi<strong>for</strong>brug til opvarmning.<br />
En måde, hvorpå energi<strong>for</strong>bruget kan mindskes, er at efterisolere disse huse. Umiddelbart må<br />
der <strong>for</strong>ventes store besparelser, da der ifølge producenter <strong>af</strong> isoleringsmaterialer er tale om årlige<br />
økonomiske besparelser på gennemsnitligt 6.000 kr. (Isover, 2003), og årlige miljømæssige besparelser<br />
på lidt over 1.500 kg CO2 (Rockwool, 2003) pr. husstand. Desuden skønnes, at 5-10 %<br />
<strong>af</strong> Danmarks samlede CO2-udledning kan henledes til ældre ruder og dårligt konstruerede vinduer<br />
(Vestergaard, 2001), hvor<strong>for</strong> disse også udgør et stort potentiale. Udover en økonomisk og miljømæssig<br />
<strong>for</strong>bedring, lover isolerings- og vinduesfabrikanterne desuden <strong>for</strong>øget sundhed som følge<br />
<strong>af</strong> et markant bedre indeklima (Rockwool, 2003a) og (velfac.dk, 2003).
B147 P1 2003<br />
Ud <strong>fra</strong> de nævnte problemstillinger og hertil potentielle løsningsmuligheder, <strong>for</strong>muleres rapportens<br />
initierende problem:<br />
Hvordan kan varme<strong>for</strong>bruget i et enfamiliehus <strong>fra</strong> 1960’erne reduceres, og <strong>af</strong> hvilken<br />
størrelse er de potentielle besparelser?<br />
Med udgangspunkt i det initierende problem vil der i rapporten blive undersøgt, specifikt hvilke<br />
krav der var til byggeri <strong>af</strong> parcelhuse i 1960’erne samt hvilke krav, der er i dag. Herud<strong>fra</strong> vil potentielle<br />
muligheder <strong>for</strong> reducering <strong>af</strong> energi<strong>for</strong>bruget i husene blive vurderet på baggrund <strong>af</strong> varmetabsberegninger<br />
<strong>for</strong> et specifikt parcelhus. Da rapporten bl.a. omhandler de miljømæssige følger<br />
<strong>af</strong> parcelhusenes manglende isolering, vil der blive vurderet, om de miljømæssige konsekvenser,<br />
der følger produktionen <strong>af</strong> varmetabsreducerende materialer, kan opvejes <strong>af</strong> en reducering <strong>af</strong><br />
varme<strong>for</strong>bruget. Ligeledes vil der med udgangspunkt i parcelhusejernes økonomiske interesser<br />
blive beregnet, hvor lang tilbagebetalingstiden <strong>for</strong> en sådan investering er.<br />
2. Hvor<strong>for</strong> reducere energi<strong>for</strong>bruget?<br />
I tiden efter 2. verdenskrig oplevede den vestlige verden et opsving i velfærden. Samtidig ændrede<br />
de kulturelle mønstre sig meget, bl.a. gjorde et stort antal kvinder deres debut på arbejdsmarkedet.<br />
Tilsammen medførte dette, at den danske befolkning fik et større økonomisk råderum og<br />
således mulighed <strong>for</strong> erhvervelse <strong>af</strong> flere <strong>for</strong>brugsgoder. Perioden blev startskuddet til opførelsen<br />
<strong>af</strong> parcelhuse, idet en større del <strong>af</strong> den danske befolkning flyttede ud <strong>af</strong> de små lejligheder, <strong>for</strong> i<br />
stedet at bygge parcelhuse i udkanten <strong>af</strong> byerne. Resultatet <strong>af</strong> denne udflytning taler sit tydelige<br />
sprog, idet der i årene <strong>fra</strong> 1958-1973 blev opført ca. 750.000 nye familieboliger, hvor<strong>af</strong> langt hovedparten<br />
var parcelhuse (Haue 1993, s. 178).<br />
2.1 Problemstilling<br />
Grundet højkonjunktur og en relativ lav oliepris, var kravene til danskernes energi<strong>for</strong>brug ikke<br />
særlig store i 1960’erne. Dette er netop grunden til, at 1960’ernes parcelhuse generelt er dårligt<br />
isolerede sammenlignet med nutidens nybyggeri. Der er altså i realiteten tale om, at der blev opført<br />
750.000 boliger, som havde et meget stort energi<strong>for</strong>brug. På daværende tidspunkt blev det<br />
dog ikke anset <strong>for</strong> værende et problem, idet miljødebatten endnu ikke havde slået igennem, og<br />
olieprisen som sagt var lav (boligtorvet.dk, 2003).<br />
7
B147 P1 2003<br />
I 1973 indtr<strong>af</strong> imidlertid den første oliekrise, da prisen på råolie steg markant. En række konflikter<br />
mellem visse olieproducerende lande og de internationale olieselskaber resulterede i, at olieprisen<br />
steg <strong>fra</strong> 1,8 dollar pr. tønde i slutningen <strong>af</strong> 1960’erne til 5,11 dollar i oktober 1973. I oktober 1975<br />
var olieprisen godt 600 % højere end niveauet i 1970 (Den store danske encyklopædi, opslag:<br />
Olie). Ydermere bidrog den anden oliekrise i 1979 til yderligere prisstigninger.<br />
I 1960’erne anvendtes stort set kun olie til opvarmning (ens.dk, 2002), hvor<strong>for</strong> de voldsomme<br />
prisstigninger satte dybe økonomiske spor i den danske nationaløkonomi. For at nedbringe omkostningerne<br />
til opvarmning, blev kravene til boligernes varmetab skærpet. Siden 1973 er der løbende<br />
blevet gennemført en serie <strong>af</strong> stærkt øgede krav til bygningers energiegenskaber (isoleringskrav),<br />
hvilket i dag <strong>af</strong>spejler sig i både BR-95 og BR-S 98 (EFS, 2000). Der<strong>for</strong>uden var stigende<br />
interesse <strong>for</strong> at <strong>for</strong>bedre miljøet også årsag til, at kravene blev skærpet.<br />
2.1.1 Miljø<br />
Op gennem 1960’erne skete<br />
80000,0<br />
en stigning i udledningen <strong>af</strong><br />
70000,0<br />
60000,0<br />
drivhusgassen CO2, hvilket ses<br />
50000,0<br />
på Tabel 3.<br />
40000,0<br />
30000,0<br />
Som konsekvens <strong>af</strong> stigende<br />
20000,0<br />
10000,0<br />
CO2-udledning, <strong>for</strong>øgedes mo-<br />
0,0<br />
tivationen <strong>for</strong> at reducere den-<br />
År<br />
ne. Både <strong>fra</strong> national og international<br />
side blev der fremsat Figur 3 Udledningen <strong>af</strong> CO2 i Danmark <strong>fra</strong> 1960 til 1980 (UNEP, 2003)<br />
ønsker om at nedbringe udledningen<br />
(se <strong>af</strong>snit 2.1.2). Ifølge Statens Bygge<strong>for</strong>skningsinstitut tilstræbes disse reduceringer også i<br />
dag, især <strong>for</strong>di det skønnes, at kuldioxid er ansvarlig <strong>for</strong> ca. halvdelen <strong>af</strong> det samlede bidrag til<br />
drivhuseffekten (SBI 129, 2000, s.42). Eftersom CO2 netop dannes ved bl.a. <strong>for</strong>brænding <strong>af</strong> fossile<br />
brændstoffer såsom olie og kul, er det ønskeligt at reducere boligers varmetab <strong>for</strong> at skåne miljøet.<br />
Ved <strong>for</strong>brænding <strong>af</strong> fossile brændstoffer <strong>af</strong>gives også andre miljøbelastende stoffer såsom<br />
SO2 og NOx. Fokus vil i denne rapport dog være rettet mod det generelle energi<strong>for</strong>brug.<br />
De lovmæssige krav der i dag er til bygningers varmetab, er et resultat <strong>af</strong> de sidste mange års<br />
politiske tiltag, som er gennemført på baggrund <strong>af</strong> ønsker om både økonomiske og miljømæssige<br />
<strong>for</strong>bedringer.<br />
1000 tons<br />
8<br />
CO2-udledning i Danmark<br />
1960<br />
1962<br />
1964<br />
1966<br />
1968<br />
1970<br />
1972<br />
1974<br />
1976<br />
1978<br />
1980<br />
1982<br />
1984<br />
1986<br />
1988<br />
1990<br />
1992<br />
1994<br />
1996<br />
1998
B147 P1 2003<br />
2.1.2 Politiske tiltag<br />
Som umiddelbar konsekvens <strong>af</strong> oliekrisen i 1973 udgav den daværende regering <strong>af</strong> 1976 Danmarks<br />
første energiplan, ”Dansk Energiplan 1976”. Hovedtemaet var her at øge den nationale<br />
<strong>for</strong>syningssikkerhed gennem omlægning <strong>af</strong> brændsels<strong>for</strong>bruget, dvs. gøre Danmark mindre <strong>af</strong>hængig<br />
<strong>af</strong> international olie<strong>for</strong>syning, samt mindske det samlede energi<strong>for</strong>brug. De første grønne<br />
<strong>af</strong>gifter blev indført i 1977, hvor der bl.a. blev lagt <strong>af</strong>gift på strøm<strong>for</strong>bruget i <strong>for</strong>m <strong>af</strong> 2 øre/kWh.<br />
Da den anden oliekrise indtrådte i 1979, var Danmarks <strong>af</strong>hængighed <strong>af</strong> importeret olie siden 1973<br />
faldet <strong>fra</strong> 92 % til 76 %, hvilket dels skyldtes energibesparelser, og dels at elproduktionen i højere<br />
grad var baseret på kul (ens.dk, 2002). Den danske regering <strong>for</strong>højede på ny energi<strong>af</strong>gifterne med<br />
henblik på energibesparelser både i 1979 og 1980.<br />
Efter 1970’ernes oliekriser vedtog Folketinget i 1981 ”Lov om begrænsning <strong>af</strong> energi<strong>for</strong>bruget i<br />
bygninger” (Lovtidende, 1981, s. 779). Samme år fremlagde regeringen ”Energiplan 81”, hvis<br />
hovedtema var en flerstrenget energi<strong>for</strong>syning og effektiv energianvendelse med henblik på bl.a.<br />
<strong>for</strong>syningssikkerhed. Op gennem 1980’erne <strong>for</strong>højedes <strong>af</strong>gifterne på kul og el næsten årligt, og i<br />
1982 introduceredes naturgas <strong>fra</strong> Tyskland <strong>for</strong> første gang i Sønderjylland, hvor også lov om<br />
statstilskud til energibesparelser i bygninger<br />
blev indført. To år senere indgik<br />
regeringen og Socialdemokratiet <strong>for</strong>lig<br />
om at støtte efter<strong>for</strong>skningen <strong>af</strong> natur-<br />
”Dansk energiplan 1976"<br />
- Øge <strong>for</strong>syningssikkerhed<br />
- Mindske det samlede <strong>for</strong>brug<br />
1976<br />
1973<br />
1977<br />
1. oliekrise<br />
Introduktion <strong>af</strong><br />
grønne <strong>af</strong>gifter<br />
gas; og udbygningen <strong>af</strong> naturgas<strong>for</strong>sy-<br />
1979 2. oliekrise<br />
ningen fik endnu et skub, da VKRregeringen<br />
og Socialdemokratiet i<br />
Lov om begrænsning <strong>af</strong><br />
energi<strong>for</strong>bruget i bygninger<br />
1981 1981<br />
”Energiplan 81"<br />
- flerstrenget<br />
energi<strong>for</strong>syning<br />
1990 blev enige om at øge anvendelsen<br />
<strong>af</strong> kr<strong>af</strong>tvarme, naturgas og andre<br />
Lov om statstilskud til<br />
energibesparelser i bygninger<br />
1981<br />
Enighed om at øge<br />
anvendelsen <strong>af</strong><br />
miljøvenlige brændsler. Samme år<br />
”Energi 2000"<br />
- opnå fald i energi<strong>for</strong>bruget og 1990 1990<br />
miljøvenlige brændsel<br />
fremlagde regeringen en ny energiplan,<br />
CO2-udledningen<br />
”Energi 2000”, hvis målsætning var, at<br />
opnå et fald i energi<strong>for</strong>bruget og CO2-<br />
- Lov om normer <strong>for</strong><br />
energi<strong>for</strong>brugende udstyr<br />
- Lov om begrænsning <strong>af</strong><br />
elopvarmning<br />
1994<br />
1992<br />
emissionen på hhv. 15 og 20 % frem til<br />
”Energi 21"<br />
1996 - Realisering <strong>af</strong> de overordnede<br />
år 2005 i <strong>for</strong>hold til 1988-niveauet.<br />
Blot to år senere, i 1992, fremlagde<br />
regeringen et nyt energiskærpende<br />
initiativ i <strong>for</strong>m <strong>af</strong> ”CO2-pakken”. Her-<br />
”Kyoto-protokollen”<br />
- <strong>Reducering</strong> i udledningen <strong>af</strong><br />
drivhusgasser<br />
1994<br />
1996<br />
målsætninger i ”Energi 2000"<br />
Danmark selv<strong>for</strong>synende<br />
med energi<br />
med indførtes CO2-<strong>af</strong>gifter på hus- Figur 4 Kronologisk oversigt over dansk energihistorie<br />
9<br />
”CO2-pakken”<br />
- CO2-<strong>af</strong>gifter på husholdninger og<br />
virksomheder<br />
- tilskud til energibesparelse i<br />
erhvervslivet<br />
- færdiggørelse <strong>af</strong> fjernvarmenettet
B147 P1 2003<br />
holdninger og erhvervsliv, samt elproduktionstilskud og tilskud til energibesparelser i erhvervslivet.<br />
Pakken omfattede også renovation og færdiggørelse <strong>af</strong> fjernvarmenettet, samt omstilling <strong>af</strong><br />
ældre boliger til kr<strong>af</strong>tvarme. Året efter fremlagde energiministeren en opfølgning til ”Energi<br />
2000”, og parallelt hermed blev der fremsat lov<strong>for</strong>slag om normer <strong>for</strong> energi<strong>for</strong>brugende udstyr,<br />
samt begrænsning <strong>af</strong> elopvarmning m.v. Disse blev dog først vedtaget i 1994. I 1995 skærpede<br />
regeringen igen kravene til energi<strong>for</strong>brug i erhvervslivet med ”Erhvervene og energien”, der bl.a.<br />
strammede de grønne <strong>af</strong>gifter samt CO2-<strong>af</strong>giften (ens.dk, 2002).<br />
1996 blev året, hvor regeringen fremsatte en ny samlet energihandlingsplan – ”Energi 21” – med<br />
henblik på at realisere de overordnede målsætninger i ”Energi 2000” om reduktion <strong>af</strong> CO2emissionen.<br />
Året efter underskrev Danmark ”Kyoto-protokollen”, og <strong>for</strong>pligtede sig sammen med<br />
37 andre industrilande således til at reducere udledningen <strong>af</strong> drivhusgasser med 5,2 % i perioden<br />
2008-12 i <strong>for</strong>hold til 1990. I 1998 vedtog EU’s miljøministre, at EU som led i Kyoto-protokollens<br />
realisering skulle <strong>for</strong>pligtes til en reduktion på 8 %, mens Danmark <strong>for</strong>pligtede sig til en reduktion<br />
på 21 %. Samme år blev Danmark selv<strong>for</strong>synende med energi (ens.dk, 2002). Denne energihistorie<br />
er sammenfattet på Figur 4.<br />
3. Introduktion <strong>af</strong> 60’er huset<br />
I dette <strong>af</strong>snit beskrives baggrunden <strong>for</strong> boligbyggeret i 1960’erne, og datidens typiske konstruktioner<br />
gennemgås. For beskrivelse <strong>af</strong> lovkravene henvises til <strong>af</strong>snit 4. Dernæst udvælges et typisk<br />
60’er typehus som referencehus, på hvilket der senere i rapporten bliver gennemført varmeteoretiske<br />
beregninger.<br />
3.1 1960’ernes boligbyggeri<br />
Før 1960 blev mange nybyggerier <strong>af</strong> <strong>enfamiliehuse</strong><br />
finansieret vha. statslån. For at<br />
få statslån måtte et byggeri opfylde en række<br />
krav, bl.a. med hensyn til størrelse, pris og<br />
indretning. F.eks. var badeværelse et krav.<br />
Dette medførte, at mange huse stort set var<br />
ens, selvom de var tegnet og opført indivi-<br />
Figur 5 Referencehuset, Type B2 (Arkitekternes Typehuskontor)<br />
duelt. Sidst i 50’erne systematiserede man<br />
dette, og opførte egentlige typehuse, som hurtigt indtog markedet. Fordelene ved de næsten ens<br />
huse var mange: Arkitekt var en engangsudgift; mange <strong>af</strong> komponenterne kunne masseproduceres<br />
10
B147 P1 2003<br />
centralt; prisen var kendt på <strong>for</strong>hånd, og som bygherre kunne man udpege det ønskede hus i et<br />
katalog over færdige huse. I 1958 blev Arkitekternes Typehuskontor, som har tegnet denne rapports<br />
referencehus, oprettet, og mange mindre firmaer fulgte hurtigt efter.<br />
Det gængse typehus var et etplans længdehus med lavt saddeltag. I 60’erne begyndte man at<br />
bygge i moduler som medførte, at mange <strong>af</strong> typehusene blev opført som lette konstruktioner med<br />
bærende indervægge <strong>af</strong> letbeton eller lægter. Som klimaskærm muredes udenpå en halvstens<br />
skalmur, der ofte kun blev ført op til vinduernes underkant. Derover, og på gavltrekanterne, blev<br />
der i stedet dækket <strong>af</strong> med brædder, såkaldte snedkerpartier (Nygaard, 2003). Den mængde isolering<br />
der normalt blev brugt på lofterne, øgedes omkring 1960 <strong>fra</strong> 25 mm til 80 mm, og isolering i<br />
væggene blev i samme tidsrum mere udbredt (SBI 106, 1977).<br />
3.2 Referencehuset<br />
Rapportens energiberegninger tager udgangspunkt i et konkret referencehus <strong>fra</strong> 1960’erne. Valget<br />
er faldet på et ”Type B2”, som er et etplans parcelhus på 122 m 2 bebygget areal og 110 m 2<br />
Figur 6 Plantegning over Type B2 (Arkitekternes Typehuskontor)<br />
boligareal. Det er tegnet <strong>af</strong> Arkitekternes Typehuskontor, og ses på Figur 5 og Figur 6.<br />
Huset er udført med lavt saddeltag beklædt med bølgeeternit. Ydermuren er ikke en let væg,<br />
men opført som 29 cm uisoleret hulmur med snedkerpartier mellem vinduerne. Disse er tolags<br />
termoruder med trærammer i to størrelser. De fem vinduer i stuen måler hver 120 x 140 cm, hvor-<br />
11
B147 P1 2003<br />
<strong>af</strong> glasset måler 100 x 120 cm. De resterende 14 vinduer måler hver 120 x 120 cm, hvor<strong>af</strong> glasset<br />
måler 100 x 100 cm. Gulvet består <strong>af</strong> 22 mm brædder på strøer uden isolering mellem gulv og<br />
kælderdækket (SBI 106, 1977), hvor<strong>af</strong> sidstnævnte er et klaplag 1 .<br />
4. Krav til varmeisolering i byggeri<br />
Kravene til varmeisolering i byggeri har som tidligere nævnt ændret sig meget <strong>fra</strong> 1960’erne og<br />
til i dag. Præcis hvordan og hvor store disse ændringer er, gennemgås i det følgende, der tager<br />
udgangspunkt i bygningsreglementerne BR-66 samt BR-S98. Det skal her bemærkes, at der i dag<br />
findes to gældende bygningsreglementer, BR-95 og BR-S98, som hhv. er gældende <strong>for</strong> byggeri<br />
generelt (BR-95) og <strong>for</strong> småhuse (BR-S98). Hovedkravet i såvel BR-66 som BR-95 og BR-S98<br />
er, at bygninger skal varmeisoleres, så unødvendigt energi<strong>for</strong>brug undgås. I BR-95 og BR-S98 er<br />
det desuden et krav, at der samtidig sikres gode sundhedsmæssige <strong>for</strong>hold.<br />
Skærpelserne <strong>fra</strong> BR-66 til BR-S98 betragtes i det følgende til dels som ændringer i kravene til<br />
”U-værdier” <strong>for</strong> de respektive bygningsdele. Et materiales U-værdi er et udtryk <strong>for</strong> dets varmeledningsevne.<br />
En lav U-værdi er ensbetydende med god isoleringsevne; se Appendiks A <strong>for</strong> eksempler<br />
på U-værdier. Med til dels menes her, at hovedkravet i BR-S98 kan efterleves på anden<br />
vis, end ved blot at overholde kravene til U-værdier. Dette beskrives i det følgende.<br />
4.1 BR-66<br />
Kravene til varmeisolering kunne i 1966 udelukkende opfyldes ved at overholde den <strong>for</strong> hver<br />
enkel bygningsdel givne U-værdi. Af Tabel 1 ses de ifølge BR-66 krævede U-værdier:<br />
1 Et tyndt lag beton lagt direkte ovenpå <strong>af</strong>rettet jord.<br />
12
B147 P1 2003<br />
Bygningsdel U-værdi [W/m 2 K]<br />
Ydervægge <strong>af</strong> teglsten i bygninger med 2 etager og derunder, bortset <strong>fra</strong> kælder 0,85<br />
Ydervægge <strong>af</strong> teglsten i andre bygninger 1,10<br />
Andre ydervægge med vægt over 100 kg/m 2 0,85<br />
Ydervægge med vægt under 100 kg/m 2 0,50<br />
Ydervægge <strong>af</strong> glas som <strong>for</strong> vinduer<br />
Skillevægge mod tagrum som <strong>for</strong> ydervægge<br />
Skillevægge mod uopvarmede rum 1,70<br />
Gulvkonstruktioner direkte på terræn<br />
nyttelast under 400 kg/m 2<br />
nyttelast over 400 kg/m 2<br />
0,40<br />
0,60<br />
Gulve over ventilerede kryberum 0,50<br />
Etageadskillelser over det fri (portrum og lign.) 0,40<br />
Etageadskillelser mod uopvarmede rum 0,50<br />
Etageadskillelser mod delvis opvarmede rum (kælderrum med fritliggende varmerør) 0,70<br />
Etageadskillelser mod særligt varme rum (kedelrum, bagerier og lign.) 0,50<br />
Lofts- og tagkonstruktioner, der begrænser opvarmede rum 0,40<br />
Vindueskarmlysningsarealet mindre end 60 % <strong>af</strong> ydervægsarealet 3,00<br />
Vindueskarmlysningsarealet mere end 60 % <strong>af</strong> ydervægsarealet 2,70<br />
Døre 3,00<br />
Tabel 1 U-værdikrav ifølge BR-66 <strong>for</strong> <strong>for</strong>skellige bygningsdele<br />
4.2 BR-S 98<br />
I Bygningsreglementet <strong>for</strong> Småhuse, BR-S98, der er gældende i dag, kan hovedkravet opfyldes<br />
på tre <strong>for</strong>skellige måder. For småhuse, der opvarmes til mindst 18˚C, er mulighederne:<br />
• Overholde U-værdikrav til de enkelte bygningsdele og begrænse arealet <strong>af</strong> vinduer og<br />
yderdøre til 22 % <strong>af</strong> det opvarmede etageareal.<br />
• Overholde varmetabsrammen <strong>for</strong> bygningen med ændrede U-værdier og arealer <strong>af</strong> vinduer<br />
og yderdøre.<br />
• Overholde energirammen <strong>for</strong> bygningens varmebehov til opvarmning og ventilation.<br />
(SBI 190, 1997)<br />
4.2.1 U-værdikrav<br />
At overholde U-værdikravene vil sige, at de enkelte bygningsdele ikke må overstige de i Tabel 2<br />
givne U-værdier.<br />
13
B147 P1 2003<br />
Bygningsdel U-værdi [W/m 2 K]<br />
Ydervægge med vægt under 100 kg/m 2 0,20<br />
Ydervægge med vægt over 100 kg/m 2 og kældervægge mod jord 0,30<br />
Skillevægge og etageadskillelser mod delvist opvarmede eller uopvarmede<br />
rum<br />
0,40<br />
Terrændæk, kældergulve og etageadskillelser over det fri eller ventilerede<br />
kryberum<br />
0,20<br />
Terrændæk, kældergulve og etageadskillelser over det fri eller ventilerede<br />
kryberum, hvor der er gulvvarme<br />
0,15<br />
Loft- og tagkonstruktioner, herunder skunkvægge 0,15<br />
Flade tage og skråvægge direkte mod tag 0,20<br />
Vinduer og yderdøre, ovenlys og glasvægge samt lemme (gælder ikke ventilationsåbninger<br />
mindre end 500 cm 2 )<br />
1,80<br />
Tabel 2 U-værdikrav ifølge BR-S98 <strong>for</strong> <strong>for</strong>skellige bygningsdele<br />
4.2.2 Varmetabsramme<br />
At overholde varmetabsrammen vil sige, at bygningens U-værdier og vinduesarealer kan ændres,<br />
hvis det samlede varmetab derved ikke bliver større, end hvis de givne U-værdier i Tabel 2<br />
opfyldes. Bygningens enkeltdele skal dog mindst isoleres svarende til U-værdierne i Tabel 3.<br />
Bygningsdel U-værdi [W/m 2 K]<br />
Ydervægge med vægt under 100 kg/m 2 0,30<br />
Ydervægge med vægt over 100 kg/m 2 og kældervægge mod jord 0,40<br />
Skillevægge og etageadskillelser mod delvist opvarmede eller uopvarmede<br />
rum<br />
Terrændæk, kældergulve mod jord og etageadskillelser over det fri eller ventilerede<br />
kryberum uanset om der er gulvvarme eller ej<br />
14<br />
0,60<br />
0,30<br />
Loft- og tagkonstruktioner, herunder skunkvægge 0,25<br />
Flade tage og skråvægge direkte mod tag 0,25<br />
Vinduer og yderdøre, ovenlys og glasvægge samt lemme (gælder ikke ventilationsåbninger<br />
mindre end 500 cm 2 )<br />
Tabel 3 Mindste U-værdikrav ifølge BR-S98 <strong>for</strong> <strong>for</strong>skellige bygningsdele<br />
4.2.3 Energiramme<br />
At overholde energirammen vil sige, at bygningens vindues- og dørarealer kan vælges frit og Uværdier<br />
ændres, hvis blot det samlede årlige varmebehov til rumopvarmning samt ventilation ikke<br />
overstiger 280 MJ/m 2 pr. år <strong>for</strong> etplanshuse. De enkelte bygningsdele skal dog mindst isoleres<br />
svarende til U-værdierne i Tabel 3.<br />
2,90
B147 P1 2003<br />
5. Hvordan reduceres <strong>varmebehovet</strong>?<br />
Det følgende kapitel omhandler potentielle områder, hvor varmetabet kan reduceres. Der vil være<br />
en gennemgang <strong>af</strong> de hyppigst anvendte samt alternative metoder.<br />
5.1 Varmebehov<br />
For at opfylde BR-S98 vha. energirammen kræves som oven<strong>for</strong> nævnt, at bygningens samlede<br />
varmebehov er mindre end et nærmere specificeret <strong>for</strong>brug angivet i MJ. Varmebehovet defineres<br />
som det beregnede årlige nettovarmebehov til rumopvarmning og ventilation. I definitionen <strong>af</strong><br />
<strong>varmebehovet</strong> indgår således ikke eventuelt <strong>for</strong>brug til produktion og <strong>for</strong>deling <strong>af</strong> varmen (SBI<br />
190, 1997, s. 6).<br />
For at <strong>for</strong>enkle projektering vha. energirammen blev PC-programmet ”Bygningers Varmebehov<br />
95” udgivet sammen med BR-95. Dette program, som i daglig tale kaldes BV95, gør det nemmere<br />
at gennemføre beregning <strong>af</strong> varmebehov, og bruges i denne rapport i <strong>af</strong>snit 13.4.<br />
5.2 Indsatsområder<br />
I det følgende bliver fire hyppigt anvendte metoder til reduktion <strong>af</strong> <strong>varmebehovet</strong> i et enfamiliehus<br />
belyst:<br />
• Efterisolering<br />
• Ændringer i husets facade<br />
• Udskiftning <strong>af</strong> vinduer<br />
• Genanvendelse <strong>af</strong> energi<br />
5.3 Efterisolering<br />
Ved efterisolering <strong>for</strong>stås yderligere isolering <strong>af</strong> en given konstruktionsdel eller et helt hus. Inden<br />
<strong>for</strong> efterisolering <strong>af</strong> <strong>enfamiliehuse</strong> er tre <strong>af</strong> de hyppigst anvendte metoder: Indvendig efterisolering,<br />
udvendig efterisolering og hulrumsindblæsning. Hvilken <strong>af</strong> metoderne der anvendes, <strong>af</strong>hænger<br />
<strong>af</strong> husets konstruktion, og naturligvis <strong>af</strong> den pågældende husejers investeringslyst. Da der<br />
til hver <strong>af</strong> metoderne hører både <strong>for</strong>dele og ulemper, sker valget der<strong>for</strong> også ud <strong>fra</strong> en opvejning<br />
her<strong>af</strong>. En mere detaljeret redegørelse <strong>for</strong> efterisoleringsmetodernes <strong>for</strong>dele og ulemper er at finde i<br />
<strong>af</strong>snit 7.4.<br />
15
B147 P1 2003<br />
5.3.1 Produkter på markedet<br />
Til isolering/efterisolering findes en lang række produkter med <strong>for</strong>skellige egenskaber og priser.<br />
De fleste <strong>af</strong> disse produkter kan bruges til hver <strong>af</strong> de tre tidligere nævnte efterisoleringsmetoder.<br />
Det mest anvendte materiale er mineraluld, i <strong>for</strong>m <strong>af</strong> glasuld og stenuld. Foruden mineraluld anvendes<br />
også ekspanderet polystyren (EPS), der dog er væsentligt dyrere. Af andre alternativer kan<br />
nævnes Perlite, Papiruld og letklinker, der alle har stort set samme isoleringsevne som mineraluld.<br />
Disse produkter er ofte tilsat en række kemiske <strong>for</strong>bindelser <strong>for</strong> at <strong>for</strong>bedre brandegenskaberne<br />
(Teknologisk Institut 1999, s.14).<br />
5.4 Ændringer i husets facade<br />
De seneste år er der blevet eksperimenteret meget med at mindske energi<strong>for</strong>bruget til opvarmning<br />
ved at <strong>for</strong>øge mængden <strong>af</strong> tilført gratisvarme. Dette lader sig hovedsageligt gøre gennem<br />
ændringer i husets facade i <strong>for</strong>m <strong>af</strong> bl.a. store sydvendte vinduespartier, som <strong>for</strong>øger mængden <strong>af</strong><br />
solindfald og dermed tilført gratisvarme. Dog er en sådan facadeændring <strong>for</strong>holdsvis dyr, hvilket<br />
giver anledning til overvejelser omkring tilbagebetalingstiden.<br />
Foruden opførelse <strong>af</strong> sydvendte vinduespartier, kan en facadeændring også omfatte hel eller delvis<br />
udskiftning <strong>af</strong> en eksisterende husfacade. Denne løsning <strong>for</strong>øger ikke nødvendigvis mængden<br />
<strong>af</strong> tilført gratisvarme, men reducerer varmeudslippet gennem facaden grundet bedre isolering.<br />
Igen skal nævnes, at en sådan facadeændring er <strong>for</strong>holdsvis dyr, hvor<strong>for</strong> der bør overvejes, hvor<br />
lang tid det tager, før varmebesparelsen dækker omkostningerne til facadeændringen.<br />
Både opførelse <strong>af</strong> sydvendte vinduespartier og udskiftning <strong>af</strong> en eksisterende facade er direkte<br />
ændringer i husets konstruktion, hvorimod en mere indirekte løsning kunne være anlæggelse <strong>af</strong> en<br />
nordvendt jordvold omkring huset. Her <strong>for</strong>søges jordvarmen udnyttet i efterårs- og vintermånederne,<br />
idet jorden er længere tid om at blive <strong>af</strong>kølet end den atmosfæriske luft. Til gengæld er<br />
jorden også længere tid om at blive opvarmet i <strong>for</strong>års- og sommermånederne, hvor<strong>for</strong> denne indsats<br />
virker mere som en tilnærmelsesvis udligning <strong>af</strong> årstiderne. Dette kan dog også betragtes som<br />
en <strong>for</strong>del, da <strong>varmebehovet</strong> er <strong>for</strong>holdsvist lille i sidstnævnte periode – der eksisterer nærmere et<br />
kuldebehov i sommermånederne, som jordvolden hjælper med at opfylde (Jespersen, 2002, s.42).<br />
5.5 Udskiftning <strong>af</strong> vinduer<br />
Fra 1960’erne og til i dag er der sket en udvikling inden<strong>for</strong> vinduers isoleringsevne. I 1960’erne<br />
anvendtes typisk 2-lags termoruder med en U-værdi på ca. 3,0 W/m 2 K. Der bliver til stadighed<br />
udviklet nye og væsentlig <strong>for</strong>bedrede ruder, som f.eks. superlavenergiruder med U-værdi på 1,0<br />
W/m 2 K (Jespersen, 2002, s. 67). Varmeudslippet gennem en vindueskonstruktion <strong>fra</strong> 1960’erne er<br />
16
B147 P1 2003<br />
typisk <strong>for</strong>holdsvist stort pga. de mange kuldebroer, se <strong>af</strong>snit 9.9, og vil der<strong>for</strong> være et centralt indsatsområde<br />
<strong>for</strong> reducering <strong>af</strong> varmetabet. Tabel 4 viser U-værdier <strong>for</strong> <strong>for</strong>skellige rudetyper:<br />
Materiale: 1-lags rude 2-lags ”gammeldags”<br />
termorude<br />
U-værdi: 5,9<br />
17<br />
2-lags energitermorude<br />
med argon<br />
Superlavenergirude<br />
med krypton<br />
2<br />
2<br />
2<br />
2<br />
W / m K 2,9 W / m K 1,3 W / m K 1,0 W / m K<br />
Tabel 4 U-værdier <strong>for</strong> <strong>for</strong>skellige rudetyper (Jespersen, 2002, s. 67)<br />
Det skal bemærkes, at U-værdierne kun gælder <strong>for</strong> selve glasset og ikke <strong>for</strong> vinduet som helhed.<br />
For hele vinduet medtages U-værdier <strong>for</strong> samtlige materialer i konstruktionen.<br />
Foruden det tredje glaslag i superlavenergiruder, er disse <strong>for</strong>synet med en usynlig metalbelægning<br />
på glasset, en såkaldt lavemissionsbelægning, samt argon- eller kryptongas, der isolerer bedre<br />
end normal luft. Disse faktorer tillader solstråling at slippe gennem ruden, og reflekterer samtidig<br />
en stor del <strong>af</strong> den indvendige stråling, så det samlede varmeudslip reduceres (nilsenvinduer.dk,<br />
2003).<br />
5.6 Genanvendelse <strong>af</strong> energi<br />
For at mindske ventilationstabet, se <strong>af</strong>snit 9.10, kan der<br />
installeres ventilationssystem med varmeveksler. Systemet<br />
fungerer ved, at den opvarmede indeluft føres ud i varmeveksleren<br />
via ventilationsanlæggets kanaler, og <strong>for</strong>bi den<br />
kolde udeluft, som ventileres ind. Således opvarmes den<br />
indventilerede udeluft <strong>af</strong> den varme indeluft, se Figur 7.<br />
Systemet kræver, at huset er tilnærmelsesvis tæt, da effektiviteten<br />
<strong>af</strong>hænger <strong>af</strong>, hvor megen indtrængende luft der<br />
opvarmes. Af samme årsag sætter systemet der<strong>for</strong> også en<br />
begrænsning <strong>for</strong>, hvor ofte døre og vinduer må åbnes, <strong>for</strong> at<br />
systemet bibeholder den ønskede effekt.<br />
6. Problem<strong>for</strong>mulering og -<strong>af</strong>grænsning<br />
Afkastning<br />
Udeluft<br />
Varmegenvinding<br />
Indblæsning Udsugning<br />
Figur 7 Varmeveksler (Efter DS 418,<br />
1986)<br />
Fokus i rapporten er lagt på det store antal <strong>enfamiliehuse</strong>, der blev opført i løbet <strong>af</strong> 1960’erne,<br />
og som ikke er blevet <strong>for</strong>bedret energimæssigt siden. Grunden hertil er, at disse i overvejende<br />
grad er utidssvarende isoleret, og udgør således en stor potentiel energibesparelse.
B147 P1 2003<br />
Der findes adskillige og meget <strong>for</strong>skelligartede løsningsmodeller til at reducere <strong>enfamiliehuse</strong>s<br />
varmetab, men det vil i denne rapport kun være mulighederne <strong>for</strong> efterisolering i vægge og loft<br />
samt udskiftning <strong>af</strong> vinduer, der bliver belyst.<br />
Rapporten <strong>af</strong>grænses til de tre isoleringstyper: Mineraluld (Rockwool og Isover), EPS (polystyren)<br />
og Papiruld. Valget <strong>af</strong> mineraluld og EPS er sket, <strong>for</strong>di de er meget udbredte løsninger, og<br />
har været på markedet i mange år - <strong>for</strong> mineralulds vedkommende siden 1930’erne. Der fokuseres<br />
på Papiruld, da det er repræsentant <strong>for</strong> de mange nye isoleringsmaterialer, der er kommet på markedet<br />
i de seneste ti år (Jespersen, 2002).<br />
Til beregning <strong>af</strong> bygningers dimensionerende varmetab benyttes DS 418. Det dimensionerende<br />
varmetab er indført <strong>for</strong> at have et standardiseret sammenligningsgrundlag <strong>for</strong> bygningers varmetab,<br />
og <strong>for</strong> at kunne dimensionere opvarmningsanlæg. Her regnes med faste dimensionerende inde-<br />
og udetemperaturer, og der tages ikke højde <strong>for</strong> bygningens orientering. Teorien bag disse<br />
beregninger gennemgås og anvendes til bestemmelse <strong>af</strong> referencehusets varmetab før og efter de<br />
opstillede <strong>for</strong>slag til <strong>for</strong>bedring. Formålet med dette <strong>af</strong>snit er, at sammenholde det beregnede<br />
energibehov med kravet til energirammen <strong>for</strong> småhuse i BR-S98.<br />
Som grundlag <strong>for</strong> de økonomiske beregninger benyttes computerprogrammet BV95 (Bygningers<br />
Varmetab 95), som er udgivet <strong>af</strong> Bygge<strong>for</strong>skningsinstituttet i 1995. Programmet udregner en<br />
bygnings årlige energi<strong>for</strong>brug til opvarmning, som derefter kan bruges til beregning <strong>af</strong> de økonomiske<br />
besparelser ved en given investering. Programmet medtager de i DS 418 krævede varmetabsberegninger,<br />
samt en række yderligere faktorer som f.eks. bygningens orientering og de svingende<br />
temperaturer over året. Dette <strong>af</strong>snit tjener til at eftervise, hvorvidt det realistisk set kan betale<br />
sig at investere i efterisolering og udskiftning <strong>af</strong> vinduer, <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> tilbagebetalingstidens<br />
længde. Denne er netop motiverende <strong>for</strong>, om en <strong>for</strong>bedring bliver udført eller ej.<br />
Med hensyn til beregningerne på husets varmetab, bliver disse jf. DS 418 <strong>af</strong>grænset til kun at<br />
behandle endimensionale varmestrømme. Forudsætningen <strong>for</strong> de endimensionale varmestrømme<br />
er, at de materialer, som varmen gennemstrømmer, er homogene og planparallelle med en varmestrøm,<br />
som står vinkelret på materialerne. Disse <strong>for</strong>hold er i praksis ikke opfyldt, og varmestrømmene<br />
<strong>for</strong>egår da i flere dimensioner. Da teorien ikke tager hensyn til dette, er beregningerne på de<br />
flerdimensionale varmestrømme udeladt.<br />
<strong>Reducering</strong> <strong>af</strong> energi<strong>for</strong>bruget til opvarmning vurderes også i et miljømæssigt perspektiv. Her<br />
undersøges, om der eksisterer en positiv nettomiljøgevinst ved at vurdere, hvorvidt miljøomkostningerne<br />
ved produktion kan genvindes under brugs- og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen. For at undersøge<br />
dette, udarbejdes en livscyklusvurdering efter MEKA-princippet (Materialer, Energi, Kemikalier,<br />
18
B147 P1 2003<br />
Andet) <strong>af</strong> produkter beregnet til efterisolering. Denne analyse <strong>af</strong>grænses til materialer der benyttes<br />
til hulmursisolering.<br />
I Appendiks B findes et laboratorie<strong>for</strong>søg, hvor 3 <strong>af</strong> de 4 udvalgte isoleringsmaterialers varmeisoleringsegenskaber<br />
undersøges <strong>for</strong> at vise eventuelle <strong>for</strong>skelle. Dette <strong>af</strong>snit er valgt på baggrund<br />
<strong>af</strong> ønsket om en passende blanding <strong>af</strong> en teoretisk og praktisk synsvinkel på problemstillingen.<br />
Dog skal resultaterne <strong>af</strong> disse <strong>for</strong>søg blot <strong>for</strong>stås som vejledende, og vil dermed ikke indgå i de<br />
teoretiske beregninger <strong>af</strong> <strong>varmebehovet</strong> i referencehuset. Dette skyldes, at <strong>for</strong>udsætningerne i det<br />
tilgængelige laboratorium ikke lever op til dem, som ligger til grund <strong>for</strong> tabelværdierne <strong>for</strong> de<br />
pågældende isoleringsmaterialer.<br />
Ud <strong>fra</strong> det initierende problem: ”Hvordan kan varme<strong>for</strong>bruget i et enfamiliehus <strong>fra</strong> 1960’erne<br />
reduceres, og <strong>af</strong> hvilken størrelse er de potentielle besparelser?”, samt ovenstående <strong>af</strong>grænsninger,<br />
opstilles følgende problem<strong>for</strong>mulering:<br />
Hvor efterisoleres og hvordan?<br />
Hvordan beregnes <strong>varmebehovet</strong> i et enfamiliehus?<br />
Hvad er <strong>varmebehovet</strong> <strong>for</strong> referencehuset?<br />
Hvad er de fire udvalgte isoleringsmaterialers egenskaber?<br />
Hvad er prisen <strong>for</strong> at efterisolere og udskifte vinduer, og hvad er tilbagebetalingstiden?<br />
Hvilken nettomiljøgevinst opnås ved at udføre de valgte energi<strong>for</strong>bedrende <strong>for</strong>anstaltninger?<br />
7. Efterisoleringsmetoder<br />
Ligesom der er mange <strong>for</strong>skellige huse, der alle har <strong>for</strong>skellige behov <strong>for</strong> efterisolering, er der er<br />
mange muligheder, når dette arbejde skal udføres. Der findes et utal <strong>af</strong> materialer, der har hver<br />
deres <strong>for</strong>dele og ulemper, ligesom de <strong>for</strong>skellige materialer kan benyttes på flere <strong>for</strong>skellige måder.<br />
I dette <strong>af</strong>snit er der fokuseret på isolering <strong>af</strong> ydervæg og loft. Kilderne til <strong>af</strong>snittet er (Rockwool,<br />
2002), (Glasuld, 1993) og (Byggecentrum, 1984).<br />
Ved efterisolering <strong>af</strong> en ydervæg findes 3 muligheder:<br />
• Hulmursisolering<br />
• Udvendig isolering<br />
• Indvendig isolering<br />
19
B147 P1 2003<br />
7.1 Hulmursisolering<br />
Ydervægge kan enten være massive eller hule. Det er dog hovedsageligt huse <strong>fra</strong> før 1925, der<br />
blev konstrueret med massive vægge (Byggecentrum, 1984, s. 6<br />
hæfte 2). Ved hulmursisolering <strong>for</strong>stås, at det hulrum, der er mellem<br />
yder- og indermur, bliver fyldt op med et isolerende materiale.<br />
Hertil er der udviklet granulater <strong>af</strong> <strong>for</strong>skellige materialer,<br />
f.eks. mineraluld, papir, polystyren, Perlite og Leca.<br />
Selve isoleringsarbejdet med granulaterne bliver udført <strong>af</strong> specialfirmaer.<br />
Isoleringen <strong>for</strong>egår ved, at sten tages systematisk ud<br />
<strong>af</strong> ydervæggen, så isoleringen bliver jævnt <strong>for</strong>delt. Dette gøres<br />
med ca. 2 meters mellemrum, hvorefter isoleringsmaterialet bliver<br />
blæst ind i hulmuren med specialudstyr. Se Figur 8<br />
Det er vigtigt, at hulmursisoleringen ikke er vandsugende eller Figur 8 Hulmursisolering<br />
fugtbe<strong>for</strong>drende, og den må heller ikke kunne synke sammen (Rockwool, 2002 s. 61)<br />
eller korrodere eventuelle murbindere <strong>af</strong> metal.<br />
7.2 Udvendig efterisolering<br />
Ved udvendig efterisolering laves en ekstra ydermur. Det<br />
<strong>for</strong>egår ved, at der sættes et træskelet op ad den eksisterende<br />
mur. Isoleringen placeres i skelettet, og det er vigtigt, at det<br />
slutter tæt, således at der ikke fremkommer kuldebroer. Isoleringsmaterialet<br />
dækkes til <strong>af</strong> et vindtæt lag, se <strong>af</strong>snit 7.7 side<br />
22, som vist på Figur 10.<br />
Yderst opsættes den nye facade, som skal dække og beskytte<br />
isoleringen. Denne er ofte en let beklædning <strong>af</strong> træ. Foran<br />
soklen, <strong>fra</strong> den nye facade til ca. 30 cm under terræn, opsættes<br />
en beklædningsplade <strong>af</strong> f.eks. 8-10 mm eternit. Mellemrummet<br />
mellem soklen og beklædningspladen udfyldes med<br />
isolering.<br />
7.3 Indvendig efterisolering<br />
For at kunne efterisolere indvendigt, er det vigtigt at muren er i god stand. Den må f.eks. ikke lide<br />
<strong>af</strong> fugtskader eller lignende. Alle damptætte lag såsom vaskbart tapet og oliemaling skal fjernes,<br />
så der ikke opstår fugtskader.<br />
20<br />
Figur 9 Eksempel på udvendig isolering<br />
(Rockwool 2002 s. 64)
B147 P1 2003<br />
På Figur 10 er vist, hvordan isoleringen ligesom ved udvendig<br />
efterisolering er opsat i et skelet. Udenpå opsættes en dampspærre,<br />
se <strong>af</strong>snit 7.6. Som beklædning opsættes typisk gipsplader<br />
eller brædder.<br />
7.4 Fordele og ulemper<br />
De <strong>for</strong>skellige metoder og materialer har hver deres <strong>for</strong>dele<br />
og ulemper. Udvendig efterisolering er mere effektiv end indvendig,<br />
da det er hele muren, der isoleres. Der opstår altså ikke Figur 10 Eksempel på indvendig<br />
nogen kuldebroer ud <strong>for</strong> skillevæge og evt. etageadskillelser. efterisolering (Rockwool 2002 s. 65)<br />
Den nye facade er ligeledes en god beskyttelse mod fugt i murværket.<br />
Ulempen ved udvendig efterisolering er, at der er tale om en total ændring <strong>af</strong> husets udseende,<br />
og at tagdækningen ofte skal ændres, <strong>for</strong> at kunne dække den nye facade. Ligeledes skal tagrendesystemer<br />
laves om, og der kan blive problemer med evt. nedløbsbrønde. Fremskydningen <strong>af</strong> facaden<br />
gør også, at vinduer og døre kommer til at sidde langt inde i muren, og disse skal muligvis<br />
også undergå en ændring. Samtidig er arbejdets udførelse vejr<strong>af</strong>hængigt, og det skal udføres i én<br />
sammenhængende fase. Ændringerne i facadens udseende kræver ligeledes, at der søges om byggetilladelse<br />
hos kommunen.<br />
Ulemperne ved indvendig efterisolering er naturligvis, at der sker en betydelig reduktion <strong>af</strong> rumarealet.<br />
Desuden er det besværligt i køkkener med mange skabe osv., samt i vådrum som f.eks.<br />
badeværelser, hvor klinker eller vandtæt maling skal fjernes. Samtidig skal stikkontakter, radiatorer<br />
og lign. i alle rum flyttes.<br />
Efterisolering ved indblæsning <strong>af</strong> løsfyld har som største <strong>for</strong>del, at der ikke skal ændres på muren,<br />
hverken ind- eller udvendigt. Under arbejdets udførelse er der heller ingen støvgener <strong>for</strong> beboerne.<br />
Ulempen er dog, at arbejdet kræver specialudstyr, og det skal der<strong>for</strong> helst udføres <strong>af</strong> professionelle<br />
fagfolk. Man skal yderligere være opmærksom på, at ydervægge omkring vinduer og<br />
døre kan være massive. Maksimalt 40 % <strong>af</strong> væggens samlede areal må være massivt, den såkaldte<br />
udmuringsprocent, <strong>for</strong> at det kan betale sig at efterisolere hulmuren (Byggecentrum, 1984, s. 6<br />
hæfte 2). Ofte kan der også være anvendt faste bindere, dvs. sten der <strong>for</strong>binder <strong>for</strong>- og bagmur,<br />
som også bidrager til den massive del <strong>af</strong> væggen.<br />
21
B147 P1 2003<br />
7.5 Efterisolering <strong>af</strong> lofter<br />
Som ved ydermure er der flere muligheder, når det gælder efterisolering <strong>af</strong> lofter. Dette <strong>af</strong>hænger<br />
<strong>af</strong>, om loftsrummet er udnyttet til beboelse, tagets tilstand og om der er tale om fladt tag.<br />
I tilfælde hvor der er tale om fladt tag, er der ligesom ved efterisolering <strong>af</strong> ydermure både mulighed<br />
<strong>for</strong> at gribe det an ind- og udvendigt, og ved indblæsning.<br />
Er taget derimod med rejsning ses på, om tagetagen benyttes<br />
til beboelse. Hvis dette er tilfældet, vil man typisk efterisolere<br />
indvendigt. Er tagetagen ubeboet, er der yderligere mulighed Figur 11 Tværsnit <strong>af</strong> isolering på loft<br />
<strong>for</strong> at isolere etageadskillelsen ved at udlægge isoleringen di- med gennembrydende spærfod<br />
rekte på denne adskillelse. Dette kan både ske ved indblæsning (Rockwool 2002)<br />
<strong>af</strong> granulat eller ved placering <strong>af</strong> faste isolerings<strong>for</strong>mer, se Figur 11.<br />
Fordele og ulemper ved de <strong>for</strong>skellige metoder til efterisolering <strong>af</strong> lofter er meget lig dem ved<br />
efterisolering <strong>af</strong> ydervægge. Her skal der hovedsageligt vurderes ud <strong>fra</strong>, hvordan arbejdet nemmest<br />
gribes an i <strong>for</strong>hold til det enkelte loft.<br />
7.6 Dampspærre<br />
En almindelig familie på 4 personer producerer<br />
hver dag ca. 10-15 liter vanddamp. Dette<br />
stammer <strong>fra</strong> bl.a. vask, madlavning, bad og<br />
husets beboere (Glasuld, 1993, s. 10). For at<br />
<strong>for</strong>hindre dampen i at trænge ud i murværket<br />
og kondensere, hvilket kan medføre svampe-<br />
Figur 12 Dampspærren og det vindtætte lags funktion<br />
dannelser, opsættes en dampspærre. Opsæt-<br />
(Rockwool, 2002 s. 9)<br />
ningen sker altid på den varme side <strong>af</strong> isoleringen,<br />
se Figur 12. Dampspærren kan f.eks. være baner <strong>af</strong> plastfolie, aluminiumskr<strong>af</strong>tpapir eller<br />
asfaltpap, der opsættes med et godt overlæg (min. 150 mm) og <strong>for</strong>segles, så laget er lufttæt.<br />
Det er vigtigt at kontrollere den gamle dampspærre <strong>for</strong> per<strong>for</strong>eringer, når man efterisolerer, <strong>for</strong><br />
at undgå fugtskader i murværket.<br />
7.7 Vindtæt lag<br />
Når man opsætter udvendig efterisolering som beskrevet i <strong>af</strong>snit 7.2, er et vindtæt lag nødvendigt,<br />
hvis den nye facade udgøres <strong>af</strong> organisk materiale, som f.eks. træ. For at undgå svamp og råd<br />
22
B147 P1 2003<br />
er det vigtigt, at det organiske materiale er ventileret på begge sider. Der<strong>for</strong> skal der et vindtæt lag<br />
på den kolde side <strong>af</strong> isoleringen <strong>for</strong> at beskytte isoleringslaget mod luftindtrængning, og dermed<br />
imod <strong>af</strong>givning <strong>af</strong> varme ved konvektion. Det vindtætte lag skal i modsætning til en dampspærre<br />
være diffusionsåbent, dvs. det skal kunne lade evt. vanddamp passere ud og ventilere bort. Det<br />
vindtætte lag kan f.eks. bestå <strong>af</strong> træfiberplader, uldpap, kr<strong>af</strong>tig crepepapir eller eternit.<br />
8. Rapportens isoleringsmaterialer<br />
I dette <strong>af</strong>snit følger en kort karakteristik <strong>af</strong> de fire isoleringsmaterialer, rapporten behandler:<br />
Stenuld, glasuld, Papiruld samt polystyren. Først beskrives de enkelte materialer hver <strong>for</strong> sig, herunder<br />
producentnavn, fremstillingsproces, opsætning mv. Dernæst følger en skematisk oversigt<br />
over en række væsentlige parametre, som kan sammenlignes direkte <strong>for</strong> de fire produkter.<br />
Fælles <strong>for</strong> de fire produkter og alle andre gængse isoleringsprodukter er, at de indeholder store<br />
mængder stillestående luft (f.eks. glasuld, der indeholder 99,4 % luft (Jespersen 2002, s. 46)).<br />
Varmeledningskoefficienten ( λ ), se <strong>af</strong>snit 9.4, <strong>for</strong> absolut stillestående luft er så lav som<br />
0,024 W<br />
mK , se Appendiks A.<br />
I <strong>for</strong>søget i Appendiks B var kun tre <strong>af</strong> de fire materialer repræsenteret, idet stenuld ikke indgik.<br />
Dette skyldes, at egenskaberne <strong>for</strong> dette produkt tilnærmelsesvis svarer til glasuld (Steen-Thøde,<br />
2003).<br />
8.1 Stenuld<br />
Stenuld, som i Danmark er kendt under producentnavnet Rockwool, er et mineraluldsprodukt.<br />
Det består <strong>af</strong> tynde fibertråde <strong>af</strong> smeltet granitsten. Produktionen <strong>for</strong>egår i grove træk ved, at den<br />
smeltede stenmasse bliver hældt på et roterende hjul, som herved vha. centripetalkr<strong>af</strong>ten bevirker<br />
dannelsen <strong>af</strong> stenfibrene. Senere tilsættes bindemidlet bakelit samt olie, der <strong>af</strong>viser fugt (Jespersen,<br />
2002). Produktet leveres i en række faste plader (kaldet batts) <strong>af</strong> <strong>for</strong>skellige størrelser, samt<br />
som løsfyld. Det egner sig således til en lang række isoleringsopgaver, der, undtagen indblæsning,<br />
kan udføres <strong>af</strong> private uden specielle <strong>for</strong>udsætninger. Produktet udmærker sig udover en god isoleringsevne<br />
på en række andre væsentlige områder, f.eks. lydisolering samt resistans over<strong>for</strong> fugt.<br />
Stenuld virker brandhæmmende, idet det tåler temperaturer op til 1100° C , før det mister isole-<br />
ringsevnen og de<strong>for</strong>merer (Jespersen, 2002).<br />
23
B147 P1 2003<br />
8.2 Glasuld<br />
Glasuld er som stenuld et mineraluldsprodukt, men adskiller sig grundlæggende ved at bestå <strong>af</strong><br />
glasfibre, som ligesom stenuld produceres ved smeltning <strong>af</strong> grundmaterialet. I Danmark fremstilles<br />
produktet under producentnavnet Isover. Fremstillingsprocessen er groft sagt den samme som<br />
<strong>for</strong> stenulds vedkommende. En såkaldt fibreringsmaskine presser den smeltede glasmasse ud <strong>af</strong> en<br />
masse små huller, når den roterer 2100 gange i minuttet. Herved dannes fibrene, som har en dia-<br />
meter på kun 4µ m . I 1999 bestod 69 % <strong>af</strong> produktionen hos Isover <strong>af</strong> genbrugsglas, og dermed<br />
har fabrikken i Danmark placeret sig i front på verdensbasis mht. genbrug i produktionen <strong>af</strong> mineraluld.<br />
En <strong>for</strong>del ved glasuld frem <strong>for</strong> stenuld er, at det vejer betydeligt mindre (isover.dk, 2003).<br />
Til gengæld smelter det ved brand efter omkring 7 minutter, hvor stenuld holder ca. 2 timer<br />
(Rockwool, 1998), se Figur 13. Isover leveres som Rockwool både i faste plader <strong>af</strong> <strong>for</strong>skellig størrelse<br />
og som løsfyld. Pladerne kræver ingen særlige <strong>for</strong>udsætninger <strong>for</strong> opsætning.<br />
8.3 Papiruld<br />
Danske Miljø Isolering ApS er producent <strong>af</strong> Papiruld, der er et isoleringsmateriale på basis <strong>af</strong><br />
genbrugspapir. En anden producent er f.eks. svenske Ekofiber (SBI 128, 2000).<br />
Papiruld fremstilles ved, at genbrugsaviser findeles og imprægneres mod brand, råd, svamp og<br />
skadedyr, vha. tilsætningsstofferne aluminiumhydroxid, borax og borsyre. Grundproduktet er løsfyld,<br />
der kan indblæses eller udlægges på flader, men det <strong>for</strong>arbejdes også til fugestrimler og måtter<br />
på fabrikken.<br />
Det er med Papiruld som isolering ofte muligt at bygge uden damspærre, da fugten suges igennem<br />
Papiruld og blæser væk på ydersiden. Dog kan det være nødvendigt at opsætte en vindtæt<br />
membran <strong>for</strong> at undgå træk (Jespersen, 2002, s. 29).<br />
8.4 EPS<br />
Isolering kan også være Ekspanderet PolyStyren, også kendt under producentnavnet Flamingo;<br />
andre producenter er bl.a. Sundolitt og Thermisol.<br />
Råmaterialet er ekspanderbare polystyrenperler fremstillet <strong>af</strong> benzen og ethen, som udvindes <strong>af</strong><br />
råolier. Disse perler tilsættes pentan, der fungerer som drivmiddel og opvarmes med damp. Derved<br />
ekspanderer polystyrenperlerne til op mod 40 gange deres oprindelige rumfang. Herefter fyldes<br />
kuglerne i en blok<strong>for</strong>m, hvor de igen tilføres damp, og isoleringsmaterialet presses i <strong>for</strong>m.<br />
Efter en kort <strong>af</strong>køling udskæres det færdige materiale med glødetråde.<br />
24
B147 P1 2003<br />
EPS er trykstærkt. Det stærkeste kan tåle et tryk på 6 tons pr. m 3 , og fremstilles ved, at trykstyrken<br />
ved fremstillingen øges. Men dermed øges massefylden også, dvs. luftindholdet falder, hvilket<br />
resulterer i en ringere isoleringsevne. Der<strong>for</strong> fremstilles <strong>for</strong>skellige produkter til <strong>for</strong>skellige<br />
behov. EPS tåler fugt, da vand ikke vil trænge ind i de ekspanderede perler.<br />
EPS er brændbart, og skal der<strong>for</strong> ifølge BR-S98 beskyttes <strong>af</strong> en beklædning <strong>af</strong> <strong>for</strong> eksempel træ<br />
eller gips. Det smelter ved 100 °C og selvantænder over 450 °C.<br />
Når brugstiden er ophørt, kan EPS brændes. Ved kontrolleret <strong>af</strong>brænding<br />
sikres en fuldstændig <strong>for</strong>brænding, og der kan <strong>af</strong> 1 kg<br />
EPS udvindes samme mængde energi som <strong>af</strong> 1,3 kg olie (Jespersen,<br />
2002, s. 56-57).<br />
8.5 Skematisk oversigt<br />
Varmeledningsevne<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
λ W<br />
mK<br />
Typisk densi-<br />
kg<br />
tet δ ⎡ ⎤ 3 ⎣m⎦ Pris<br />
⎡ kr ⎤ 3 ⎣ m ⎦<br />
Isover 0,039 16 567,50 (1)<br />
Rockwool 0,039 30 515,00 (2)<br />
Papiruld 0,040 28-40 330,00 (3)<br />
Polystyren 0,039 20 971,50 (4)<br />
Tabel 5 Data <strong>for</strong> isoleringsmaterialer (Jespersen, 2002, s. 69)<br />
9. Varmeteori<br />
I det følgende vil der blive redegjort <strong>for</strong> varmeteoretiske begreber og <strong>for</strong>mler <strong>for</strong> at introducere<br />
de beregningsmetoder, der senere anvendes til at beregne referencehusets dimensionerende varmetab<br />
jf. DS 418. Enkelte <strong>for</strong>mler udledes desuden i appendiks, <strong>for</strong> at give yderligere <strong>for</strong>ståelse<br />
<strong>for</strong> deres gyldighed.<br />
1 Aalborg Tømmerhandel, <strong>for</strong> 100mm Isover39 Ruller<br />
2 Aalborg Tømmerhandel, <strong>for</strong> 100mm Rockwool Flexi A-batts<br />
3 Papiruld http://www.papiruld.dk/gds_vejl.asp Løsfyld<br />
4 Bauhaus Aalborg, <strong>for</strong> 100mm Sundolitt.<br />
25<br />
Figur 13 Standardbrændkurve.<br />
(Rockwool, 2002, s.5)
B147 P1 2003<br />
9.1 Hvad er varme?<br />
Varme er en energi<strong>for</strong>m, som tilføres eller <strong>fra</strong>går et system pga. temperatur<strong>for</strong>skelle. Et system<br />
defineres i termodynamisk <strong>for</strong>stand som en del <strong>af</strong> verden, der <strong>af</strong>grænses <strong>fra</strong> omgivelserne med en<br />
passende grænseflade. I en bygning kan murene f.eks. udgøre grænsefladen til klimaet uden<strong>for</strong>.<br />
Ofte opfattes temperatur og varme som to ord <strong>for</strong> det samme. Fysisk dækker disse to begreber<br />
dog over noget <strong>for</strong>skelligt. Temperatur er et udtryk <strong>for</strong> et systems indre energi, mens varme er<br />
energi i bevægelse. Dette sker altid <strong>fra</strong> en højere temperatur til en lavere. Man kan således ikke<br />
tale om ”negativ energi”, som køler et system ned. Hvis man <strong>for</strong>estiller sig en gryde med et varmt<br />
indhold, som stilles uden<strong>for</strong>, er den gængse <strong>for</strong>estilling om, at den kolde udeluft køler gryden ned<br />
ikke korrekt. Betragter man, hvad der rent fysisk sker, er det grydens højere temperatur, som bevirker,<br />
at der sker en overførsel <strong>af</strong> varme til omgivelserne, så de to systemer opnår samme temperatur.<br />
Denne fysiske definition <strong>af</strong> varme leder til Termodynamikkens 1. hovedsætning som lyder:<br />
∆ U = Q + W<br />
(9.1)<br />
∆U Tilvæksten i systemets indre energi<br />
Q Den varme, som tilføres systemet<br />
W Det arbejde, som tilføres systemet<br />
Som det ses, er der umiddelbart en sammenhæng mellem varme og arbejde. Denne består i, at<br />
arbejde ligeledes er energi i bevægelse. Men hvor der ved et arbejde sker en omsætning <strong>fra</strong> en<br />
energi<strong>for</strong>m til en anden, flyttes der ved varmeoverførsel indre energi <strong>fra</strong> et system til et andet.<br />
Dette kan f.eks. ske som følge <strong>af</strong> uens molekylære bevægelser i systemerne, dvs. at systemet med<br />
størst molekylær aktivitet overfører energi til det andet.<br />
I termodynamikkens 1. hovedsætning skal størrelserne Q og W regnes med <strong>for</strong>tegn. Er de negative,<br />
betyder det således, at systemet hhv. har tilført varme til eller udført arbejde på omgivelserne,<br />
hvilket i henhold til <strong>for</strong>mlen medfører en mindre indre energi (Den Store Danske Encyklopædi,<br />
1999, opslag: ”varme”).<br />
9.2 Varmebalance<br />
I rapporten betragtes referencehuset som et stationært system, hvilket vil sige, at summen <strong>af</strong> til-<br />
ført og <strong>af</strong>givet varme er lig nul. I henhold til Termodynamikkens 1. hovedsætning, vil ∆ U der<strong>for</strong><br />
konstant være nul, idet vi <strong>af</strong>grænser os <strong>fra</strong> tilført arbejde W. Figur 14 illustrerer et sådant stationært<br />
system. Dette er <strong>for</strong>udsætningen <strong>for</strong> de videre beregninger.<br />
26
B147 P1 2003<br />
I praksis kan en stationær tilstand opnås på <strong>for</strong>skellig vis. Om vinteren er det nødvendigt at tilføre<br />
husene varme, idet temperatur<strong>for</strong>skellen på huset og det omgivende<br />
klima er så store, at tilførslen <strong>af</strong> gratisvarme ikke kan<br />
opveje energitabet. Gratisvarme dækker over varmekilder,<br />
Φn<br />
Φd som ikke er installeret med henblik på rumopvarmning. Dette<br />
kan f.eks. være mennesker, elektriske apparater eller solind-<br />
Φa fald. På andre tider <strong>af</strong> året kan gratisvarme i sig selv opretholde<br />
en stationær tilstand, mens der i sommermånederne i<br />
Φb Φc højere grad er behov <strong>for</strong> <strong>af</strong>køling, <strong>for</strong> at opretholde den di- Φa+ Φb − Φc + Φd + ... − Φn<br />
= 0<br />
mensionerende rumtemperatur på 20 ° C . Afkølingen kræver Figur 14: Summen <strong>af</strong> varmestrømningen Φ<br />
imidlertid også energi, hvor<strong>for</strong> langt de fleste private boliger<br />
ikke er udstyret med <strong>af</strong>kølingssystemer.<br />
til og <strong>fra</strong> et system (Efter Steen-Thøde, 2003)<br />
For at bestemme referencehusets varmebehov under de gældende dimensionerende temperaturer<br />
( θ = 20°<br />
C og θ =− 12°<br />
C ), må husets varme<strong>af</strong>givelse først beregnes. Resultatet <strong>af</strong> denne er i<br />
i<br />
u<br />
henhold til Termodynamikkens 1. hovedsætning lig med <strong>varmebehovet</strong>, idet vi som nævnt regner<br />
med, at ∆ U = 0 .<br />
9.3 Varmetransport<br />
Varmetransport opstår som følge <strong>af</strong> temperatur<strong>for</strong>skelle. Denne transport vil som tidligere nævnt<br />
altid <strong>for</strong>egå <strong>fra</strong> højere temperatur mod lavere. Varmetransport kan inddeles i følgende tre kategorier:<br />
• Ledning<br />
• Konvektion<br />
• Stråling<br />
Da kun varmeledning indgår direkte i denne rapports anvendte <strong>for</strong>mler, vil konvektion og stråling<br />
kun blive gennemgået orienterende. Der er i energiberegninger taget højde <strong>for</strong> denne varmetransport<br />
vha. fastsatte overgangsisolanser.<br />
9.4 Varmeledning<br />
Under dette emne indføres varmeledningsevnen, også kaldet λ-værdien W ⎡⎣ mK ⎤⎦<br />
, som angiver et materiales<br />
evne til at lede varme. Dvs. at jo lavere λ-værdi et materiale har, jo bedre er det til at holde<br />
på varmen.<br />
27
B147 P1 2003<br />
9.4.1 Varmeledning gennem ét materiale<br />
Udelukkende baseret på erfaringer bestemte den <strong>fra</strong>nske matematiker Fourier i 1822 følgende<br />
<strong>for</strong>mel, hvorved varmegennemstrømningen gennem et enkelt materiale kan beregnes:<br />
dt<br />
Φ=− λ A<br />
(9.2)<br />
dx<br />
Φ Den totale varmestrømning [W]<br />
λ Materialets varmeledningsevne W ⎡⎣ mK ⎤⎦<br />
A Overfladearealet på det område der regnes på [m 2 ]<br />
dt Temperaturændring [K]<br />
dx Længdeinterval i varmestrømmens retning vinkelret på overfladen [m]<br />
Højresiden i <strong>for</strong>mel (9.2) regnes med negativt <strong>for</strong>tegn, da varmestrømning kun sker <strong>fra</strong> materialets<br />
varme side mod den kolde. Derudover <strong>for</strong>udsættes det, at varmestrømningen sker vinkelret på<br />
fladen med arealet A, og her<strong>af</strong> fås en konstant strækning s.<br />
Det antages, at varmegennemstrømningen gennem materialet er konstant. Dette ses også <strong>af</strong><br />
Figur 15, da temperaturfaldet er konstant over hele materialet. Dette gælder naturligvis kun, når<br />
varmestrømningen betragtes gennem et homogent materiale. Ud <strong>fra</strong> dette kan Formel (9.2) omskrives<br />
Φ=−λ<br />
⇓<br />
Φ= λ<br />
<br />
Φ=−λ<br />
dt<br />
dx<br />
( t1−t2) s<br />
( t2−t1) s<br />
28<br />
A<br />
A<br />
A<br />
(9.3)<br />
Her betragtes varmegennemstrømningen over en fast strækning s, hvor der<br />
eksisterer en temperatur<strong>for</strong>skel på (t2 – t1). Fortegnet på højre side er nega-<br />
tivt, da t2 < t1.<br />
For at <strong>for</strong>enkle opskrivning og <strong>for</strong>ståelsen <strong>af</strong> Formel (9.3),<br />
indføres størrelsen isolans, svarende til s<br />
λ , og betegnes R. Isolansen angives<br />
m K i [ ] 2<br />
W<br />
.<br />
Dette medfører, at Formel (9.3) kan omskrives til:<br />
λ Φ=− ( t −t<br />
) A<br />
s<br />
2 1<br />
(9.4)<br />
A Φ= ( t −t<br />
)<br />
R<br />
1 2<br />
- +<br />
Ledning<br />
Figur 15 Illustration <strong>af</strong><br />
varmestrømmen gennem<br />
ét materiale med tykkelsen<br />
s, og<br />
overfladetemperaturerne<br />
t 1 og t 2 (Efter Steen-
B147 P1 2003<br />
Dette er den generelle <strong>for</strong>mel <strong>for</strong>, hvordan mængden <strong>af</strong> varme pr. tid i et givet homogent materiale<br />
beregnes i <strong>for</strong>hold til areal, strækning og temperatur<strong>for</strong>skelle.<br />
9.4.2 Varmeledning gennem flere materialer<br />
Teorien <strong>for</strong> varmeledning gennem flere materialer <strong>af</strong>spejler i høj grad teorien <strong>for</strong> ét materiale.<br />
Overfladetemperaturerne t 1 og t 2 <strong>fra</strong> Formel (9.4) benævnes<br />
nu t1 og t4, idet der opereres med tre lag. Dette bevirker, at der<br />
optræder i alt fire temperaturer på grænsefladerne, se Figur 16.<br />
Forskellen mellem varmestrømning gennem et og flere lag<br />
er, at de <strong>for</strong>skellige lag givetvis ikke har samme isolans, hvorved<br />
isolansen gennem hele konstruktionsdelen ikke er konstant.<br />
De tre lag betragtes der<strong>for</strong> hver <strong>for</strong> sig, hvilket jf. Formel<br />
(9.4) giver følgende udtryk:<br />
Figur 16 Varmestrømning gennem<br />
flere lag<br />
1 Φ<br />
Over R1: Φ = R ( t1<br />
− t2<br />
) A ⇔ t1<br />
− t2<br />
= R1<br />
A<br />
1 Φ<br />
Over R2: Φ = R ( t2<br />
− t3<br />
) A ⇔ t2<br />
− t3<br />
= R2<br />
A<br />
1 Φ<br />
Over R3: Φ = R ( t3<br />
− t4<br />
) A ⇔ t3<br />
− t4<br />
= R3<br />
A<br />
2<br />
1<br />
3<br />
Ved at addere de tre ligninger, fås den generelle <strong>for</strong>mel <strong>for</strong> den samlede varmestrømning gennem<br />
flere lag, se Appendiks D.<br />
A Φ= ∑ R ( t1− t4)<br />
(9.5)<br />
m K<br />
Σ R Summen <strong>af</strong> alle isolanser <strong>for</strong> de <strong>for</strong>skellige lag i konstruktionen [ ] 2<br />
t1/t4<br />
Temperaturerne på hver side <strong>af</strong> konstruktionen [K]<br />
29<br />
W
B147 P1 2003<br />
9.5 Konvektion<br />
Konvektion er varmetransport mellem faste legemers<br />
overflade og <strong>for</strong>bistrømmende fluider. Der er f.eks. tale<br />
om konvektion, når en radiators overflade <strong>af</strong>giver varme<br />
til den <strong>for</strong>bistrømmende luft. I almindelighed skelnes<br />
mellem to <strong>for</strong>mer <strong>for</strong> konvektion, illustreret på Figur 20:<br />
• Fri konvektion, hvor bevægelsen i fluidet sker passivt<br />
pga. temperatur<strong>for</strong>skelle<br />
• Tvungen konvektion, hvor fluidet tvinges <strong>for</strong>bi overfladen<br />
som følge <strong>af</strong> f.eks. vind eller ventilator<br />
9.6 Stråling<br />
Stråling <strong>for</strong>ekommer mellem alle faste legemers overflader i kr<strong>af</strong>t <strong>af</strong>, at dis-<br />
se har en temperatur over det absolutte nulpunkt ( ≈− 273,15° C)<br />
. Stråling, i<br />
dette tilfælde varmestråling, sker ved udsendelse <strong>af</strong> elektromagnetiske bølger,<br />
også kaldet langbølget eller mørk varmestråling, med bølgelængden<br />
−7 −4<br />
810 ⋅ 810 ⋅ m<br />
∼ (Bjørn, 2003).<br />
9.7 Transmissionskoefficient<br />
Transmissionskoefficienten, også kaldet U-værdien, er et udtryk <strong>for</strong><br />
isoleringsevnen <strong>af</strong> en konstruktionsdel, f.eks. en ydervæg, et loft eller<br />
andet. Transmissionskoefficienten angiver, hvor stor en varmemængde,<br />
der i løbet <strong>af</strong> 1 sekund strømmer gennem 1<br />
2<br />
m <strong>af</strong> den pågældende kon-<br />
struktionsdel, når temperatur<strong>for</strong>skellen mellem den indvendige og den<br />
udvendige side er 1 K. Dette er illustreret på Figur 21.<br />
Transmissionskoefficienten er således givet ved:<br />
U transmissionskoefficienten ⎡ W ⎤ 2 ⎣ mK⎦<br />
1<br />
U =<br />
R + R+ R<br />
∑<br />
io uo<br />
30<br />
- +<br />
Konvektion<br />
Figur 20 Konvektions<strong>for</strong>mer<br />
- +<br />
Stråling<br />
Figur 21 Illustration <strong>af</strong><br />
transmissionskoefficient.<br />
(9.6)
B147 P1 2003<br />
2<br />
mK<br />
R Ind- og udvendig overgangsisolans ⎡ ⎤<br />
⎣ W ⎦<br />
R io / uo<br />
Σ R Summen <strong>af</strong> isolanserne i konstruktionen<br />
Transmissionskoefficienten angiver <strong>for</strong>holdet mel-<br />
Φ lem varmestrømstætheden A , og differensen mel-<br />
lem de to temperaturer på hver sin side <strong>af</strong> konstruktionsdelen.<br />
I konstruktionsdele der består <strong>af</strong> flere<br />
parallelle lag, er isolansen <strong>af</strong> konstruktionsdelene<br />
givet ved summen <strong>af</strong> isolansen i hvert lag. Ligeledes<br />
er der en overgangsisolans mellem konstruktionsdelen<br />
og omgivelserne, se Figur 22. Overgangsisolansen<br />
tager højde <strong>for</strong> den stråling og konvektion,<br />
der <strong>for</strong>ekommer mellem konstruktionsdelens overflade<br />
og omgivelserne.<br />
Varmestrømmen gennem en konstruktionsdel kan<br />
der<strong>for</strong> skrives ud <strong>fra</strong> Formel (9.5) og (9.6) som:<br />
( )<br />
i u<br />
31<br />
2<br />
⎡ mK⎤<br />
⎣ W ⎦<br />
Figur 22 Temperatur<strong>for</strong>løbet <strong>fra</strong> den varme side <strong>af</strong><br />
konstruktionsdelen (venstre side) til den kolde side<br />
(højre side).R1, R2 og R3 er isolanserne <strong>for</strong> de<br />
<strong>for</strong>skellige materialer i konstruktionsdelen, mens Rio<br />
og Ruo er henholdsvis den indre og den udvendige<br />
overgangsisolans. ti er temperaturen inden<strong>for</strong><br />
konstruktionsdelen (indetemperaturen), tu er<br />
temperaturen uden<strong>for</strong> konstruktionsdelen, tio er<br />
overfladetemperaturen på indersiden <strong>af</strong><br />
konstruktionsdelen, og tou er overfladetemperaturen<br />
på ydersiden <strong>af</strong> konstruktionsdelen. (Efter Steen-<br />
Thøde, 2003)<br />
Φ= U⋅A t − t<br />
(9.7)<br />
I det stationære tilfælde på Figur 14 er den varmestrøm, der passerer den indvendige overgang <strong>fra</strong><br />
luft til overflade lig varmestrømmen gennem konstruktionsdelen, som igen er lig varmestrømmen,<br />
der passerer den udvendige overgang <strong>fra</strong> overflade til luft.<br />
9.8 Transmissionskoefficient <strong>for</strong> vinduer<br />
Som det er tilfældet med f.eks. en ydervæg, består en vindueskonstruktion også <strong>af</strong> flere <strong>for</strong>skellige<br />
materialer med hver sin U-værdi, se Figur 23. Den totale U-værdi, dvs. U-værdien <strong>for</strong> hele<br />
vindueskonstruktionen, er givet ved:
B147 P1 2003<br />
A g Glasarealet<br />
2<br />
⎡ ⎤<br />
l g Omkredsen <strong>af</strong> glasarealet [ m ]<br />
A p Fyldningens areal<br />
AU g g + lgΨ g + AU p p + AU f f + lkΨk<br />
U =<br />
A + A + A<br />
g p f<br />
⎣m⎦ (ved glas kan <strong>for</strong>stås andre tilsvarende materialer)<br />
2<br />
⎡ ⎤<br />
⎣m⎦ A f Karm-, ramme- og sprossearealet<br />
2<br />
⎡ ⎤<br />
⎣m ⎦<br />
l k Længden <strong>af</strong> andre lineære kuldebroer [ m ]<br />
W<br />
U g Transmissionskoefficienten midt på ruden (center U-værdi) 2<br />
mK<br />
Ψ g Linjetabet <strong>for</strong> rudens <strong>af</strong>standsprofil W ⎡⎣ mK ⎤⎦<br />
W<br />
U p Transmissionskoefficienten <strong>for</strong> fyldningen 2<br />
mK<br />
32<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
W<br />
U f Transmissionskoefficienten <strong>for</strong> karm og ramme 2<br />
mK<br />
Ψ k Linjetabet <strong>for</strong> andre kuldebroer W ⎡⎣ mK ⎤⎦<br />
(DS 418 2002)<br />
Ψ g og k<br />
Ψ er lineære transmissionskoefficienter,<br />
og angiver det ekstra varmetab, der finder sted i<br />
samlingen mellem rude og ramme pga. kuldebro-<br />
virkningen <strong>af</strong> rudens kantkonstruktion ( Ψ g ), samt<br />
eventuelle andre steder i vindueskonstruktionen<br />
( Ψ k ). Vinduets U-værdi bestemmes således ud <strong>fra</strong><br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
en arealvægtning <strong>af</strong> U-værdien <strong>for</strong> ruden og rammekonstruktionen<br />
mht. glas- og ramme-<br />
Figur 23 Vindueskonstruktionens <strong>for</strong>skellige Ukarmarealet.<br />
Desuden opstår der et ekstra bidrag,<br />
der skyldes kuldebroen i samlingen mellem ruden<br />
værdi-bidrag (Vestergaard, 2001)<br />
og karmen, samt eventuelle andre kuldebroer i den samlede vindueskonstruktion.<br />
(9.8)
B147 P1 2003<br />
9.9 Kuldebroer<br />
Man taler om kuldebroer, når der <strong>af</strong> <strong>for</strong>skellige grunde<br />
opstår steder i isoleringen, hvor varmetransmissionen er<br />
større end ellers. Disse opstår f.eks. ved samlinger mellem<br />
isoleringsplader, tæt ved lægter og lignende samt på<br />
steder med fejl i isoleringen. Et eksempel på en kuldebro<br />
ses på Figur 24.<br />
9.10 Varmetab<br />
Varmetab kan deles op i to tilfælde:<br />
• Transmissionstab er det varmetab der sker gennem<br />
en bygnings ydervægge, tag, vinduer osv. Varmetransporten sker pga. <strong>for</strong>skel i<br />
temperatur på inder- og ydersiden <strong>af</strong> bygningen.<br />
• Ventilationstab sker pga. udskiftning <strong>af</strong> luften i bygningen. Varm luft lukkes ud, og kold<br />
luft lukkes ind.<br />
9.10.1 Ventilationsbehov<br />
Af hensyn til indeklimaet i en bygning, er det nødvendigt at luften udskiftes. Den ude<strong>fra</strong>kommende<br />
luft skal varmes op <strong>for</strong> at opretholde varmebalancen, og dertil kræves energi. Den varmetilførsel<br />
der kræves, beregnes i almindelighed således:<br />
Φ v Ventilationstabet [ W ]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kg<br />
ρ Luftens massefylde 3<br />
m<br />
J<br />
c Luftens varmefylde ⎡<br />
⎣<br />
⎤ kg⋅K ⎦<br />
q<br />
t i<br />
33<br />
( )<br />
Φ = ρ ⋅cqt ⋅ − t<br />
(9.9)<br />
v i u<br />
3<br />
m<br />
Volumen <strong>af</strong> udeluft tilført rummet ⎡ ⎤<br />
⎣ s ⎦<br />
Rumtemperaturen [K]<br />
t u Udetemperaturen [K]<br />
Figur 24 Kuldebro ved samling. I dette<br />
tilfælde ses to kuldebroer; dels i <strong>for</strong>m <strong>af</strong><br />
trælægten og dels i den manglende isolering på<br />
højre side <strong>af</strong> lægten (rockwool.dk, 2003).
B147 P1 2003<br />
Den dimensionerende rumtemperatur angives ifølge DS 418 til:<br />
θ i<br />
θ u<br />
= 20 ° C (293,15 K)<br />
= −12 ° C (261,15 K)<br />
Ved et stofs varmefylde <strong>for</strong>stås den mængde energi, der skal til <strong>for</strong> at opvarme 1 kg <strong>af</strong> stoffet 1K.<br />
(DS 418). Ved 20 C<br />
og 1013 mbar er 1005 J c ⋅<br />
9.10.2 Naturlig ventilation<br />
= kg K og 1,205 3<br />
kg<br />
m<br />
34<br />
ρ = <strong>for</strong> tør luft.<br />
I et enfamiliehus <strong>for</strong>egår luft<strong>for</strong>nyelsen ved naturlig ventilation, når man ser bort <strong>fra</strong> emhætte i<br />
køkken og evt. udsugning på badeværelse.<br />
Hvis der i Formel (9.9) først bestemmes en værdi <strong>for</strong> q ud <strong>fra</strong> luftskiftet pr. time og rummets<br />
volumen, og derefter indsættes værdierne <strong>for</strong> varmefylde og massefylde <strong>for</strong> luft ved normale <strong>for</strong>hold<br />
som beskrevet oven<strong>for</strong>, fås:<br />
n<br />
Φv = ρ ⋅ c ⋅V ⋅ 3600 ⋅ t ( i − te)≈0,34 ⋅ n ⋅V( ti−te) (9.10)<br />
For alle rum i et enfamiliehus sættes luftskiftet til 0,5 gang i timen, såfremt lækagen gennem fuger<br />
ikke <strong>for</strong>ventes at være større end normalt (DS 418, 2002 s. 17).<br />
9.11 Korrektion <strong>af</strong> transmissionskoefficient<br />
I henhold til DS 418 skal der ved beregning <strong>af</strong> elementers U-værdi korrigeres <strong>for</strong> følgende faktorer:<br />
• Sprækker og spalter i isoleringen<br />
• Murbindere og tilsvarende mekaniske fastgørelser<br />
• Nedbør på omvendt tag<br />
Den korrigerede transmissionskoefficient er givet ved følgende:<br />
Hvor:<br />
Og:<br />
∆Ug<br />
∆Uf<br />
U = U´ +∆ U<br />
(9.11)<br />
∆ U =∆ Ug+∆ U f +∆ Ur<br />
(9.12)<br />
⎛ R ⎞ I<br />
∆ Ug=∆U´´ ⎜ ⎟<br />
⎝RTot ⎠<br />
Korrektionen <strong>for</strong> luftspalter i isoleringen<br />
Korrektion <strong>for</strong> bindere og tilsvarende mekaniske fastgørelser<br />
2<br />
(9.13)
B147 P1 2003<br />
∆Ur Korrektion <strong>for</strong> nedbør på omvendt tag<br />
∆U´´ Korrektionen <strong>for</strong> luftspalter i isoleringslaget.<br />
RI Isolansen <strong>af</strong> isolerings laget<br />
RTot Den totale isolans <strong>af</strong> konstruktionen<br />
(DS 418, 2002)<br />
10. Husets dimensionerende varmetab før <strong>for</strong>bedring<br />
I det følgende vil der blive gennemgået et eksempel på, hvordan husets dimensionerende varmetab<br />
beregnes. Beregningerne <strong>for</strong>egår efter <strong>for</strong>skrifterne i (DS 418, 2002), og data er ligeledes hentet<br />
her<strong>fra</strong>, hvis ikke andet er anført. Husets og dets elementers dimensioner ses på Figur 6. Formålet<br />
med dette <strong>af</strong>snit er at give et realistisk bud på, hvor meget varmetabet <strong>for</strong> referencehuset kan<br />
reduceres ved hjælp <strong>af</strong> en række <strong>for</strong>bedringer. Som tidligere gennemgået er det nødvendigt at bestemme<br />
de enkelte elementers U-værdier, <strong>for</strong> at kunne beregne husets varmetab.<br />
Der vil først blive regnet på husets samlede varmetab før <strong>for</strong>bedringen, og dernæst efter.<br />
10.1 Glaspartiernes transmissionskoefficient<br />
Husets glaspartier består <strong>af</strong> samtlige vinduer og en havedør <strong>af</strong> glas. Partierne består <strong>af</strong> 2 lags<br />
termoruder med alm. luft uden lavemissionsbelægning på glasset. Glas<strong>af</strong>standen mellem lagene er<br />
9 mm; rammen og fugerne udgør 100 x 50 mm. Glaspartiernes transmissionskoefficient er givet<br />
ved Formel (9.8). Da der i dette tilfælde ikke er regnet med fyldning eller andre lineære kuldebroer,<br />
er følgende givet:<br />
2<br />
Ag: 5⋅1,00m⋅ 1,20m+ 14⋅1,00m⋅ 1,00m+ 1⋅1,90m⋅ 1,00m= 21,90m<br />
(10.1)<br />
Af :<br />
2<br />
((5⋅1,2⋅ 1,4) + (14⋅1,2⋅ 1,2) + (1,2⋅2,1))m 2 2<br />
−((5⋅1,0⋅ 1,2) + (14⋅1,0⋅ 1,0) + (1,0⋅ 1,9)) m = 9,18m<br />
(10.2)<br />
Lg: 5⋅ 4,40m+ 144,00 ⋅ m+ 5,80m= 83,80m<br />
(10.3)<br />
Ug: 3,0 W/(m 2 K)<br />
Ψg: 0,07 W/(mK)<br />
Uf : 2,00 W/(m 2 K)<br />
35
B147 P1 2003<br />
Her<strong>af</strong> følger glaspartiernes transmissionskoefficient:<br />
2 W W 2 W<br />
(21,9 m ⋅ 3,0 ) + (83,8m⋅ 0,07 ) + (9,18m ⋅2,00<br />
)<br />
2 2 W<br />
U = mK mK mK = 2,89<br />
2 2 2<br />
21,9m + 9,18m<br />
m K<br />
10.2 Transmissionskoefficient <strong>for</strong> yderdøre<br />
36<br />
(10.4)<br />
Husets 2 <strong>for</strong>døre er trædøre med store vinduer, og U-værdien <strong>for</strong> disse kan der<strong>for</strong> beregnes ud<br />
<strong>fra</strong> Formel (9.8). Dørene har hver to ruder med et lag glas. Rammen er 150 x 40 mm. Dørene har<br />
således følgende data:<br />
Ag<br />
4(0,60,825) 1,98<br />
2<br />
⋅ ⋅ m= m<br />
(10.5)<br />
Lg 4 ⋅(2 ⋅ (0,825 + 0,6)) m= 11, 4m<br />
(10.6)<br />
Ap<br />
Af<br />
Lk<br />
Ug<br />
Ψg<br />
Up<br />
Uf<br />
Ψk<br />
Ingen fyldning<br />
2 2 2<br />
5, 4m − 1,98 m = 3, 42m<br />
(10.7)<br />
Ingen andre kuldebroer<br />
5,9 W/(m 2 K)<br />
0<br />
Ingen fyldning<br />
2,5 W/(m 2 K)<br />
0<br />
Ud <strong>fra</strong> ovenstående data og Formel (9.8) kan yderdørenes transmissionskoefficient udregnes til:<br />
(1,98m ⋅ 5,9 ) + (11,4m⋅ 0 ) + (3,42m ⋅2,50<br />
)<br />
U = =<br />
1,98m + 3,42m<br />
2 W W 2 W<br />
2<br />
mK<br />
2<br />
mK<br />
2<br />
2<br />
mK W 3, 75 2<br />
mK<br />
10.3 Varmetab gennem glaspartier og yderdøre<br />
(10.8)<br />
Til beregning <strong>af</strong> det samlede transmissionstab <strong>for</strong> flader der vender mod det fri, benyttes Formel<br />
(9.7).<br />
I Tabel 6 ses hulmålene <strong>for</strong> glaspartierne og yderdøre.<br />
Store vinduer Små vinduer Havedør Yderdøre I alt<br />
Antal 5 14 1 2<br />
Samlet areal (m 2 ) 8,40 m 2 20,16 m 2 2,52 m 2 5,40 m 2 36,48 m 2<br />
Tabel 6 Areal <strong>af</strong> glaspartier og yderdøre
B147 P1 2003<br />
Data <strong>fra</strong> Tabel 6 indsættes i Formel (9.7):<br />
( )<br />
W<br />
2<br />
glaspartier 2,89 2 31,08 293,15 261,15 2,874<br />
mK<br />
Φ = ⋅ m ⋅ − K = kW<br />
(10.9)<br />
Det samme beregnes <strong>for</strong> yderdørene:<br />
2 W<br />
yderdøre 2<br />
mK<br />
( )<br />
Φ = 5,40m ⋅3,75 293,15 − 261,15 K = 0,648kW<br />
(10.10)<br />
10.4 Tung ydervægs transmissionskoefficient<br />
Muren består <strong>af</strong> en yder- og indervæg <strong>af</strong> 110 mm massive teglsten med en densitet på 1800<br />
kg/m 3 . Mellem disse er et 70 mm uventileret hulrum. Transmissionskoefficienten Uty <strong>for</strong> den tun-<br />
ge ydervæg beregnes ved hjælp <strong>af</strong> Formel (9.6).<br />
I Tabel 7 følger en række data til beregning <strong>af</strong> den tunge ydervægs transmissionskoefficient.<br />
Materiale tykkelse [m] λ [W/(mK)] R [(m 2 K)/W]<br />
Massive teglsten indvendigt 0,110 0,62 0,18<br />
Massive teglsten udvendigt 0,110 0,73 0,15<br />
Hulrum 0,70 0,18<br />
Rio 0,13<br />
Ruo 0,04<br />
Tabel 7 Nødvendige data <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> Uty.<br />
1<br />
U ´ = = 1,47<br />
ty 2<br />
mK<br />
(0,13+ 0,18+ 0,15+ 0,18+ 0,04) W<br />
W<br />
2<br />
mK<br />
37<br />
(10.11)<br />
Da der er tale om et uisoleret hulrum, er det jf. DS 418 ikke nødvendigt at korrigere <strong>for</strong> murbindere.<br />
Formel (9.11) giver da følgende:<br />
W<br />
U´ ty = Uty=<br />
1,47<br />
(10.12)<br />
2<br />
mK<br />
10.5 Varmetab gennem tung ydermur<br />
Arealet <strong>af</strong> de tunge ydermure beregnes, og der indsættes i Formel (9.6).<br />
Højden <strong>af</strong> væggen beregnes <strong>fra</strong> gulvet op til overkanten <strong>af</strong> loftsisoleringen:<br />
2,35m+ 0,080m= 2,43m<br />
(10.13)<br />
Ud <strong>fra</strong> denne højde findes ydervæggenes samlede areal, se Tabel 8.<br />
Gavle Facader I alt<br />
Areal 38,44 m 2 75,18 m 2 113,62 m 2<br />
Tabel 8 Ydervæggenes samlede areal
B147 P1 2003<br />
Nettoarealet <strong>af</strong> den tunge ydervæg findes ved at trække arealerne <strong>for</strong> glaspartierne, yderdøre og<br />
lette ydervægge <strong>fra</strong> det netop fundne areal. (Areal <strong>for</strong> lette ydervægge bestemmes i Formel<br />
(10.18) og (10.19)):<br />
Der indsættes nu i Formel (9.7):<br />
2 2 2 2 2<br />
113,62m −36,48m −0,72m − 2,88m = 73,54m<br />
(10.14)<br />
( )<br />
W<br />
2<br />
ty 1,47 2 73,54 293,15 261,15 3,459<br />
mK<br />
Φ = ⋅ m ⋅ − K = kW<br />
(10.15)<br />
10.6 Lette ydervægges transmissionskoefficienter<br />
Der er to typer lette ydervægge i huset, som vil blive benævnt henholdsvis [a] og [b].<br />
10.6.1 Let ydervæg [a]:<br />
Konstruktionen set inde<strong>fra</strong>: 110 mm massive teglsten, 100 mm isolering (klasse 39), 38 mm<br />
uventileret hulrum og 22 mm fyrretræ. Transmissionskoefficienten, Uly, beregnes vha. Formel<br />
(9.6).<br />
I Tabel 9 findes data til beregning <strong>af</strong> den lette ydervægs [a] transmissionskoefficient.<br />
Materiale tykkelse [m] λ [W/(mK)] R [(m 2 K)/W]<br />
Massive teglsten indvendigt 0,11 0,62 0,18<br />
Hulmur 0,038 0,18<br />
Isolering 0,10 0,039 2,56<br />
Træ 0,022 0,13 0,169<br />
Rio 0,13<br />
Ruo 0,04<br />
Tabel 9 Nødvendige data <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> Uly[a]. Data <strong>for</strong> isolering er <strong>fra</strong> (Rockwool, 2002)<br />
Den lette ydervægs transmissionskoefficient er således:<br />
Uly[ a]<br />
=<br />
1<br />
= 0,31<br />
W<br />
(0,13+ 0,18+ 2,56 + 0,18+ 0,169 + 0,04)<br />
W<br />
10.6.2 Let ydervæg [b]:<br />
38<br />
2 2<br />
mK mK<br />
(10.16)<br />
Konstruktionen set inde<strong>fra</strong>: 13 mm gipsplade, 100 mm isolering (klasse 39), 38 mm svagt ventileret<br />
hulrum og 22 mm fyrretræ.
B147 P1 2003<br />
I Tabel 10 findes data til beregning <strong>af</strong> den lette ydervægs [b] transmissionskoefficient.<br />
Tykkelse [m] λ [W/(mK)] R [(m 2 K)/W]<br />
Gipsplade 0,013 0,17 0,076<br />
Isolering 0,10 0,039 2,56<br />
Træ 0,022 0,13 0,169<br />
Rio 0,13<br />
Ruo 0,04<br />
Tabel 10 Nødvendige data <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> Uly[b].<br />
Den lette ydervægs transmissionskoefficient er:<br />
Uly[ b]<br />
=<br />
1<br />
= 0,34<br />
(0,13 + 0,076 + 2,56 + 0,169 + 0,04)<br />
W<br />
10.7 Varmetabet gennem lette ydervægge<br />
39<br />
W<br />
2 2<br />
mK mK<br />
Parallelt med det <strong>for</strong>egående beregnes varmetabet ud <strong>fra</strong> Formel (9.7):<br />
Arealerne <strong>af</strong> de to ydervægge bestemmes:<br />
Varmetabet beregnes:<br />
A m m m<br />
(10.17)<br />
2<br />
ly[ a]<br />
= 1 ⋅(1,20 ⋅ 0,60 ) = 0,72<br />
(10.18)<br />
A [ ] 4 (1,20m 0,60 m) 2,88m<br />
ly b<br />
2<br />
= ⋅ ⋅ = (10.19)<br />
2 W<br />
Φ ly[ a]<br />
= 0,72m ⋅0,31 ⋅(293 − 261) K = 0,007kW<br />
(10.20)<br />
2<br />
mK<br />
2 W<br />
Φ ly[ b]<br />
= 2,88m ⋅0,3431 ⋅(293− 261) K = 0,031kW<br />
(10.21)<br />
2<br />
mK<br />
10.8 Gulvets transmissionskoefficient<br />
Gulvet er et trægulv uden gulvvarme. Konstruktionen består, set nede<strong>fra</strong>, <strong>af</strong>: 200 mm beton<br />
klaplag, 150 mm hulrum mellem opklodsede strøer og 22 mm bøgetræsgulvbrædder. Gulvets<br />
transmissionskoefficient Ug findes ved hjælp <strong>af</strong> Formel (9.6), hvor Ruo erstattes <strong>af</strong> Rj, som er isolansen<br />
<strong>for</strong> jord. I Tabel 11 følger en række data til beregning <strong>af</strong> den gulvets transmissionskoefficient.
B147 P1 2003<br />
Materialetykkelse [m] λ [W/(mK)] R [(m 2 K)/W]<br />
Trægulv 0,022 0,17 0,129<br />
Hulrum 0,25 0,23<br />
Beton 0,2 1,16 0,125<br />
Rj 1,5<br />
Rio 0,17<br />
Tabel 11: Tabel med nødvendige data <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> Ugulv<br />
Gulvets transmissionskoefficient kan således udregnes til at være:<br />
U<br />
g<br />
=<br />
1<br />
= 0,464<br />
(0,17 + 1,5 + 0,125 + 0,23 + 0,129)<br />
W<br />
10.9 Varmetabet gennem gulvet<br />
40<br />
W<br />
2 2<br />
mK mK<br />
(10.22)<br />
Som ved tidligere varmetabsberegninger beregnes gulvarealet, og dette indsættes i Formel (9.7):<br />
A m m m<br />
2<br />
gulv = 15, 47 ⋅ 7,91 = 122,37<br />
(10.23)<br />
W<br />
2<br />
Φ gulv = 0,464 ⋅122,37 m ⋅(293− 261) K = 1,816kW<br />
(10.24)<br />
2<br />
mK<br />
10.10 Loftets transmissionskoefficient<br />
Konstruktionen set nede<strong>fra</strong> er som følger: 9 mm gipsplader på spredt <strong>for</strong>skalling, 80 mm isolering<br />
(klasse 39) brudt <strong>af</strong> bjælker <strong>fra</strong> spær. Spærfodshøjden er 80 mm. Bjælkerne udgør 5 % <strong>af</strong> det<br />
samlede areal, og der regnes der<strong>for</strong> med en træprocent på 5 %. Loftsrummet er ventileret, og taget<br />
består <strong>af</strong> bølgeeternit. Transmissionskoefficienten, Uloft, beregnes vha. Formel (9.6).<br />
I Tabel 12 følger data <strong>for</strong> loftskonstruktionens materialer:<br />
Materialetykkelse [m] λ [W/(mK)] R [(m 2 K)/W]<br />
Gipsplader 0,013 0,17 0,0765<br />
Isolering 0,08 0,039 2,05<br />
Træbjælker 0,08 0,12<br />
Rio 0,1<br />
Ruo 0,04<br />
Rtag 0,2<br />
Hulrum ved<br />
<strong>for</strong>skalling<br />
Tabel 12 Nødvendige data <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> Uloft<br />
0,16
B147 P1 2003<br />
Middelvarmeledningsevnen <strong>for</strong> et lag med 5 % træ og 95 % isolering findes:<br />
W W W<br />
λ isolering+ træ = 0,12 ⋅ 0.05 + 0,039 ⋅ 0,95 = 0,044<br />
(10.25)<br />
mK mK mK<br />
Her<strong>af</strong> følger, at loftets U-værdi er:<br />
0,08m<br />
R + = = 1,818<br />
(10.26)<br />
isolering træ W 0,044 mK<br />
2<br />
mK<br />
W<br />
1<br />
U ' = = 0,418<br />
W<br />
loft 2<br />
2<br />
mK<br />
mK<br />
( 0,1+ 0,04 + 1,818 + 0,0765 + 0,2 + 0,16)<br />
W<br />
41<br />
(10.27)<br />
I henhold til DS 418 skal der korrigeres <strong>for</strong> luftspalter i isoleringen. Korrektionen <strong>for</strong> blød isolering<br />
med gennembrydende spærfod er niveau 1, dvs. U´´ = 0,01 W/(m 2 K).<br />
Da der ikke er tale om et omvendt tag eller en hulmur med bindere, har vi følgende:<br />
2<br />
2<br />
W ⎛2,05 ⎞ m K −3<br />
W<br />
g 0,01 2 W 7,236 10 2<br />
mK⎜ ⎟<br />
mK<br />
∆ U<br />
Ud <strong>fra</strong> Formel (9.12) fås, at:<br />
=<br />
⎝2, 41 ⎠<br />
= ⋅<br />
Dvs.:<br />
10.11 Varmetab gennem loft<br />
U<br />
Arealet <strong>af</strong> loftet bestemmes:<br />
Dette indsættes i Formel (9.7):<br />
−3<br />
2<br />
mK<br />
(10.28)<br />
W<br />
∆ U = 7,236⋅ 10 (10.29)<br />
= 0,418 + 7,236⋅ 10 = 0,425<br />
(10.30)<br />
W −3<br />
W W<br />
loft 2<br />
mK<br />
2<br />
mK<br />
2<br />
mK<br />
A m m m<br />
2<br />
loft = 7,91 ⋅ 15,47 = 122,37<br />
(10.31)<br />
( )<br />
Φ = ⋅ m ⋅ − K = kW<br />
(10.32)<br />
W<br />
2<br />
loft 0,425 2 122,37 293,15 261,15 1,664<br />
mK<br />
10.12 Varmetab gennem samlinger omkring vinduer og døre<br />
En vigtig kuldebro er samlingerne omkring vinduer og døre, da disse ikke er isoleret. Dette udregnes<br />
ved hjælp <strong>af</strong> følgende <strong>for</strong>mel:<br />
Φ = ψ ⋅l ⋅( θ − θ )<br />
(10.33)<br />
t sa sa i u
B147 P1 2003<br />
ψ sa<br />
Linjetabet <strong>for</strong> samlinger W ⎡⎣ mK ⎤⎦<br />
l sa Samlingernes længde [ m ]<br />
( )<br />
<br />
θ i = 20 C 293,15K<br />
( )<br />
θ i =−12 C 261,15K<br />
<br />
Kuldebro<strong>af</strong>brydelsen sættes til 10 mm, da der regnes med 50 mm karm med 20 mm overlap til<br />
<strong>for</strong>- og bagmur.<br />
0,05 W<br />
ψ sa = mK<br />
Beregning <strong>af</strong> l sa :<br />
Store vinduer: 5(1,20m⋅ 2 + 1,40 m⋅ 2) = 26m<br />
Små vinduer: 14(1,20m⋅ 2 + 1,20m⋅ 2) = 67,2m<br />
Havedør: (2,25m⋅ 2 + 1,20 m) = 5,7m<br />
Yderdøre, facade 1: 2(2,25m⋅ 2 + 1,20 m) = 11,4m<br />
I alt: 110,3m<br />
10.13 Det naturlige ventilationstab.<br />
W<br />
Φ t = 0,05 ⋅110,3m⋅ 32K = 0,176kW<br />
(10.34)<br />
mK<br />
Som tidligere nævnt <strong>for</strong>svinder en del <strong>af</strong> den energi, der bliver brugt til opvarmning, med den naturlige<br />
ventilation. Til beregning <strong>af</strong> dette tab benyttes Formel (9.10).<br />
Volumen <strong>af</strong> huset beregnes: ((15,47m−2⋅0,29 m) ⋅(7,91m−2⋅0.29 m) ⋅ 2,35 m) = 256,48m<br />
n er almindeligvis sat til: n = 0,5 h -1<br />
Φ = ⋅ ⋅ ⋅ = (10.35)<br />
−1<br />
3<br />
v 0,34 0,5h 256,48m 32k 1,395kW<br />
10.14 Samlet varmetab før <strong>for</strong>bedring<br />
Det samlede transmissionstab <strong>for</strong> huset er givet ved:<br />
Φ total =ΣΦ (10.36)<br />
Tabel 13 er en samlet oversigt over varmetabet <strong>for</strong> de enkelte dele <strong>af</strong> huset, samt det totale varmetab<br />
før efterisolering og udskiftning <strong>af</strong> vinduer.<br />
42<br />
3
B147 P1 2003<br />
Element Φ [kW]<br />
Glaspartier 2,874<br />
Yderdøre 0,648<br />
Tung ydermur 3,412<br />
Let ydermur [a] 0,007<br />
Let ydermur [b] 0,031<br />
Gulv 1,816<br />
Loft 1,664<br />
Varmetab omkr. vinduer og døre 0,176<br />
Ventilationstab 1,395<br />
I alt 12,023<br />
Tabel 13 Samlet oversigt over husets varmetab<br />
11. Husets dimensionerende varmetab efter <strong>for</strong>bedringer<br />
Ved <strong>for</strong>bedring fokuseres der på udskiftning <strong>af</strong> vinduer samt efterisolering <strong>af</strong> hulmur og loft. Til<br />
beregningerne anvendes de ovenstående <strong>for</strong>mler, hvor elementernes U-værdier samt varmetab<br />
beregnes.<br />
11.1 Varmetabet gennem glaspartier<br />
Der tages udgangspunkt i, at de eksisterende glaspartier udskiftes med 2-lags lavenergiruder.<br />
Glas<strong>af</strong>standen er 9 mm med krypton i hulrummet og ruden har en U-værdi på 1,1 W/m 2 K (velfac.dk,<br />
2003b). Gennemsnitstykkelsen <strong>af</strong> ramme og karmarealet er 50 mm.<br />
Forudsætningerne <strong>for</strong> beregningen <strong>af</strong> glaspartiernes varmetab er de samme som i <strong>af</strong>snit 10.1,<br />
dog med følgende undtagelser:<br />
Ψg: 0,10 W/(mK)<br />
Uf : 2,0 W/(m 2 K)<br />
Ud <strong>fra</strong> dette og Formel (9.8), beregnes nu transmissionskoefficienten <strong>for</strong> de nye vinduer:<br />
2 W W 2 W<br />
(21,9m ⋅ 1,10 ) + (83,8m⋅ 0,10 ) + (9,18m ⋅2,0<br />
)<br />
2 2 W<br />
U = mK mK mK = 1, 64<br />
2 2 2<br />
21,9m + 9,18m<br />
m K<br />
43<br />
(11.1)
B147 P1 2003<br />
Varmetabet beregnes efter Formel (9.7):<br />
2 W<br />
Φ glaspartier, nye = 31,08m ⋅1,64 ⋅(293− 261) K = 1,631kW<br />
(11.2)<br />
2<br />
mK<br />
11.2 Varmetab gennem tung ydervæg<br />
Ydervæggen bliver hulmursisoleret med mineraluld (klasse 44). Jf. DS 418 indblæses der 70<br />
mm + 5 %, i alt 73,5 mm, således, at hulrummet bliver fyldt helt ud. Data til beregning er de<br />
samme som i Tabel 7. Eneste ændring er, at hulrummet er fyldt op med mineraluld, som har en<br />
isolans på<br />
R = . Da der i væggen kun er 4 trådbindere <strong>af</strong> rustfast stål pr. m 2 , skal der<br />
2<br />
1, 67 mK<br />
iso W<br />
ikke korrigeres <strong>for</strong> disse.<br />
Ud <strong>fra</strong> den tidligere beregning <strong>for</strong> den tunge ydervæg vha. Formel (9.6), fås ydervæggens<br />
transmissionskoefficient:<br />
U<br />
1<br />
W<br />
= = 0,31<br />
mK mK<br />
(0,13+ 0,62+ 1,67+ 0,73+ 0,04)<br />
W<br />
ty, efterisoleret<br />
2 2<br />
Varmetabet beregnes ud <strong>fra</strong> det tidligere fundne areal:<br />
11.3 Loftets varmetab<br />
44<br />
(11.3)<br />
2 W<br />
Φ ty, efterisoleret = 73,54m ⋅0,31 ⋅(293− 261) = 0,730kW<br />
(11.4)<br />
2<br />
mK<br />
Ovenpå de eksisterende 80 mm mineraluld på loftet, udlægges 125 mm rockwool (klasse 39).<br />
Ud <strong>fra</strong> data i Tabel 12 kan loftets transmissionskoefficient beregnes, da isolansen <strong>for</strong> det nye lag<br />
er<br />
R = . Fra de <strong>for</strong>egående beregninger <strong>for</strong> loftet vha. Formel (9.6) fås:<br />
2<br />
3, 21 mK<br />
iso W<br />
U<br />
loft<br />
=<br />
1<br />
= 0,178<br />
(0,1+ 0,077 + 0,16 + 1,837 + 3,21+ 0,2 + 0,04)<br />
W<br />
W<br />
2 2<br />
mK mK<br />
(11.5)<br />
Da det nye isoleringslag bliver lagt med <strong>for</strong>skudte samlinger i <strong>for</strong>hold til det eksisterende, skal der<br />
ikke korrigeres <strong>for</strong> luftspalter i isoleringen.<br />
Varmetabet gennem loftet efter efterisolering beregnes:<br />
2 W<br />
Φ loft, efterisoleret = 122,37m ⋅0,178 ⋅(293− 261) K = 0,697kW<br />
(11.6)<br />
2<br />
mK
B147 P1 2003<br />
11.4 Samlet varmetab<br />
I de følgende tabeller ses det samlede varmetab efter udførelsen <strong>af</strong> de <strong>for</strong>skellige varme<strong>for</strong>bedrende<br />
<strong>for</strong>anstaltninger.<br />
Element Φ[kW]<br />
Glaspartier 1,631<br />
Yderdøre 0,648<br />
Tung ydermur 3,412<br />
Let ydermur [a] 0,007<br />
Let ydermur [b] 0,031<br />
Gulv 1,816<br />
Loft 1,664<br />
Varmetab omkr.<br />
vinduer og døre<br />
0,176<br />
Ventilationstab 1,395<br />
I alt 10,780<br />
Tabel 14 Samlet oversigt over<br />
husets varmetab, efter udskiftning<br />
<strong>af</strong> glaspartier<br />
12. Delkonklusion<br />
Element Φ [kW]<br />
Glaspartier 2,874<br />
Yderdøre 0,648<br />
Tung ydermur 0,730<br />
Let ydermur [a] 0,007<br />
Let ydermur [b] 0,031<br />
Gulv 1,816<br />
Loft 0,697<br />
Varmetab omkr.<br />
vinduer og døre<br />
45<br />
0,176<br />
Ventilationstab 1,395<br />
I alt 8,374<br />
Tabel 15 Samlet oversigt over<br />
varmetabet efter efterisolering <strong>af</strong><br />
ydermure og loft.<br />
Element Φ [kW]<br />
Glaspartier 1,631<br />
Yderdøre 0,648<br />
Tung ydermur 0,730<br />
Let ydermur [a] 0,007<br />
Let ydermur [b] 0,031<br />
Gulv 1,816<br />
Loft 0,697<br />
Varmetab omkr.<br />
vinduer og døre<br />
0,176<br />
Ventilationstab 1,395<br />
I alt 7,131<br />
Tabel 16 Samlet oversigt over<br />
husets varmetab efter efterisolering<br />
og udskiftning <strong>af</strong> vinduer<br />
Af ovenstående ses tydeligt, at efterisolering <strong>af</strong> vægge og loft giver den største besparelse, ca.<br />
30,3 % svarende til 3,634kW. Dog vindes der også større besparelser ved at udskifte vinduer, og<br />
hermed vil de to kombineret give en samlet besparelse på ca. 40,6 %, svarende til 4,877kW. Det<br />
er vigtigt at huske på, at disse besparelser ikke kan omsættes til kroner og øre, da der er tale om<br />
det dimensionerende varmetab. De økonomiske besparelser vil blive gennemgået i næste <strong>af</strong>snit,<br />
og beregnes vha. programmet BV95.<br />
13. Økonomisk perspektiv<br />
Som det fremgår <strong>af</strong> beregningerne over referencehusets varmetab før og efter en gennemgribende<br />
indsats, kan der ved de valgte <strong>for</strong>bedringer opnås en nedsættelse <strong>af</strong> varmetabet på ca. 40 %.<br />
Dette er naturligvis ønskeligt, da det i sig selv medfører væsentlige besparelser, såvel økonomiske<br />
som miljømæssige. Men <strong>for</strong> at vurdere nettogevinsten ved en sådan <strong>for</strong>bedring <strong>af</strong> en bolig, er det
B147 P1 2003<br />
nødvendigt at gøre sig klart, hvilke omkostninger der må ofres, <strong>for</strong> at opnå det færdige resultat. I<br />
dette <strong>af</strong>snit redegøres <strong>for</strong> det økonomiske perspektiv i <strong>for</strong>bindelse med den konkrete indsats i referencehuset.<br />
Nettoregnskabet <strong>for</strong> investeringerne opgøres i tilbagebetalingstiden, dvs. længden <strong>af</strong> den periode<br />
det tager at indtjene det investerede beløb i <strong>for</strong>m <strong>af</strong> sparede varmeudgifter.<br />
46<br />
[ ]<br />
kr. [ år ]<br />
Investering kr.<br />
Tilbagebetalingsperiode [ år ] =<br />
Besparelse<br />
Besparelsen som følge <strong>af</strong> husets nedsatte varmebehov <strong>af</strong>hænger <strong>af</strong>, hvor i Danmark det ligger,<br />
og hvilke leverandører energien til opvarmning købes hos. De følgende beregninger er baseret på<br />
en placering i Aalborg, med priser <strong>fra</strong> den kommunale leverandør ”Forsyningsvirksomhederne”.<br />
Det skal nævnes, at prisniveauet <strong>for</strong> dette område hører til de laveste i Danmark (Steen-Thøde,<br />
2003). Således vil den beregnede tilbagebetalingstid reelt blive lavere <strong>for</strong> størstedelen <strong>af</strong> Danmarks<br />
befolkning. Til sammenligning er der desuden medtaget en beregning over besparelsen,<br />
såfremt referencehuset var opvarmet med el. Dette er ikke en sandsynlig løsning i et hus <strong>fra</strong><br />
1960’erne, men eksemplet tjener udelukkende til at perspektivere den mulige besparelse. Alle<br />
priser er inklusiv 25 % moms.<br />
13.1 Afgrænsning<br />
For at sikre så pålideligt et mål <strong>for</strong> tilbagebetalingsperioden som muligt, dækker omkostningerne<br />
i beregningerne kun over udgifterne til materialeindkøb, dvs. vinduer, hulmursisolering og faste<br />
isoleringsplader til loftet. Således ses bort <strong>fra</strong> udgifter til håndværkere under installation, samt<br />
det sekundære materiale<strong>for</strong>brug, f.eks. fugemasse til vinduer. Disse <strong>af</strong>grænsninger skyldes det<br />
meget usikre grundlag i indhentning <strong>af</strong> priser på håndværkere samt den ret ubetydelige, og svært<br />
<strong>for</strong>udsigelige, udgift til sekundære materialer. I dette <strong>af</strong>snit regnes desuden kun på ét <strong>af</strong> de fire<br />
isoleringsmaterialer rapporten behandler, nemlig Rockwool. Hvis priser <strong>for</strong> efterisolering med<br />
andre materialer ønskes, kan disse findes ud <strong>fra</strong> volumenpriserne I Tabel 5.<br />
13.2 Prisopgørelse <strong>for</strong> materialeindkøb<br />
Neden<strong>for</strong> følger en oversigt over de anvendte materialer og en samlet pris <strong>for</strong> indkøbet.
B147 P1 2003<br />
13.2.1 Beregning <strong>af</strong> hulmursvolumen<br />
Ved indkøb <strong>af</strong> hulmursisolering til indblæsning tillægges det samlede volumen 5 %, jf. <strong>af</strong>snit 11.2<br />
<strong>af</strong> <strong>for</strong> at sikre, at hele hulrummet udfyldes. Det samlede behov i referencehuset er således:<br />
nettomurareal hulrumsbredde 105 % 73,54 0,070 105 % 5,42<br />
13.2.2 Prisoversigt<br />
2 3<br />
⋅ ⋅ = m ⋅ m⋅ ≈ m (13.1)<br />
Materiale Producent Betegnelse Behov<br />
Hulmursisolering Rockwool Hulrumsfyld. Klasse 44 5,42 m 3<br />
Loftsisolering Rockwool<br />
Vinduer (120 cm x<br />
120 cm)<br />
Vinduer (120 cm x<br />
120 cm), oplukkelige<br />
Vinduer (120 cm x<br />
140 cm)<br />
Vinduer (120 cm x<br />
140 cm), oplukkelige<br />
Terrassedør (110<br />
cm x 210 cm)<br />
Velfac<br />
Velfac<br />
Velfac<br />
Velfac<br />
Velfac<br />
Flexi A-Batts, 125 mm.<br />
Klasse 39<br />
VELFAC 200-1-FR<br />
2 lags super lavenergi<br />
glas. U-værdi; 1,64<br />
VELFAC 200-1-TS<br />
2 lags super lavenergi<br />
glas. U-værdi; 1,64<br />
VELFAC 200-1-FR<br />
2 lags super lavenergi<br />
glas. U-værdi; 1,64<br />
VELFAC 200-1-TS<br />
2 lags super lavenergi<br />
glas. U-værdi; 1,64<br />
VELFAC 200-1-SHD<br />
2 lags super lavenergi<br />
glas. U-værdi; 1,64<br />
47<br />
122 m 2<br />
6 stk.<br />
8 stk.<br />
4 stk.<br />
1 stk.<br />
1 stk.<br />
Pris/<br />
enhed<br />
185 kr. /<br />
pose á 303<br />
liter<br />
51,60 kr. /<br />
m 2<br />
2.644 kr. /<br />
stk.<br />
2.931 kr. /<br />
stk.<br />
2.857 kr. /<br />
stk.<br />
3.141 kr. /<br />
stk.<br />
4.546 kr. /<br />
stk.<br />
Pris i alt Kilde<br />
3.330 kr. (18<br />
poser)<br />
6.295 kr.<br />
Samlet pris 68.052 kr.<br />
Tabel 17 Prisoversigt over isoleringsmaterialer og vinduer<br />
13.3 Redegørelse <strong>for</strong> beregning <strong>af</strong> varmebehov<br />
Brødrene<br />
Bendtzen,<br />
Aalborg<br />
Brødrene<br />
Bendtzen,<br />
Aalborg<br />
15.864 kr. velfac.dk<br />
23.448 kr. velfac.dk<br />
11.428 kr. velfac.dk<br />
3.141 kr. velfac.dk<br />
4.546 kr. velfac.dk<br />
Under beregnings<strong>af</strong>snittet blev de dimensionerende temperaturer anvendt til at fastsætte det dimensionerende<br />
varmetab, jf. DS 418. I dette <strong>af</strong>snit beregnes <strong>varmebehovet</strong> under <strong>for</strong>hold, som er<br />
bestemt ud <strong>fra</strong> middelværdier <strong>for</strong> klimaet i Danmark, og der medtages en række nye faktorer, som<br />
har indflydelse på referencehusets energibalance. På denne måde opnås et realistisk tal <strong>for</strong>, hvor<br />
meget en husejer kan <strong>for</strong>vente at spare pr. år som følge <strong>af</strong> <strong>for</strong>bedringer. Til dette <strong>for</strong>mål benyttes<br />
et computerprogram udgivet <strong>af</strong> Statens Bygge<strong>for</strong>skningsinstitut i 1995 kaldet BV95. Ud <strong>fra</strong> en<br />
række data kan dette program udregne et års<strong>for</strong>brug <strong>af</strong> energi til opvarmning.
B147 P1 2003<br />
13.4 Beregning <strong>af</strong> varmebehov<br />
BV95 består <strong>af</strong> et hovedskema og en række hjælpeskemaer, hvori husets <strong>for</strong>skellige data kan<br />
indtastes. Ud <strong>fra</strong> disse data beregner programmet et årligt varmebehov opgivet i GJ og MJ/m 2 . I<br />
det følgende vil der ikke blive redegjort i detaljer <strong>for</strong>, hvorledes programmet udfører beregningerne,<br />
men blot hvordan det er opbygget, samt de data, der anvendes. Sidst i <strong>af</strong>snittet bestemmes besparelsen<br />
ved at <strong>for</strong>bedre huset.<br />
13.4.1 Hovedskema<br />
Figur 25 Hovedskema i BV95 med data <strong>for</strong> referencehuset. Det skal bemærkes, at energirammen er ændret til 280<br />
MJ<br />
2<br />
m<br />
efter seneste programopdatering.<br />
Figur 25 viser <strong>varmebehovet</strong> i referencehuset før efterisolering. I det følgende vil beregningen<br />
<strong>for</strong> referencehuset uden efterisolering blive gennemgået; <strong>varmebehovet</strong> efter <strong>for</strong>bedringerne beregnes<br />
på nøjagtig samme måde, blot med andre data. Gældende <strong>for</strong> alle skemaerne er, at de mørke<br />
cifre er data, der er indtastet, mens de lyse er cifre, programmet har beregnet.<br />
Som det ses, er skemaet opdelt i rammer alt efter datatype. Øverste venstre ramme, Bygningsdata,<br />
indeholder de basale data <strong>for</strong> bygningen, såsom rumtemperatur og bebygget areal. Normal<br />
brugstid er det gennemsnitlige antal timer pr. uge, hvor bygningen er i normalt brug. De 168 timer/uge<br />
er en fastsat standardværdi. Øverste højre ramme, Tidskonstant, angiver <strong>for</strong>holdet mellem<br />
bygningens varmekapacitet og varmetab over det opvarmede etageareal. Bygningens varmekapacitet<br />
er varmeakkumuleringsevnen svarende til den varme, der bliver oplagret og <strong>af</strong>givet ved en<br />
48
B147 P1 2003<br />
døgnsvingning, og er her en skønnet værdi fastsat vha. en i programmet givet standardværdi.<br />
Rammen nedenunder, Internt varmetilskud, er varmetilskuddet <strong>fra</strong> personer, belysning og elapparatur,<br />
og er ligeledes en fastsat standardværdi. Rammen Ventilation angiver ventilationstabet<br />
ved naturlig ventilation, der her er fastsat til 0,3 l/s m 2 i brugstiden svarende til 0,5 h -1 .<br />
I de to sidste rammer, Varmetab og Energiramme, anvendes de nu indtastede data i hovedskemaet<br />
sammen med dataene <strong>fra</strong> hjælpeskemaerne til at beregne værdierne her<strong>for</strong>. Varmebehovet<br />
bestemmes ud <strong>fra</strong> de tre hjælpeskemaer; Ydervægge, Loft m.v. ; Vinduer & Yderdøre samt<br />
Varmebehov.<br />
13.4.2 Ydervægge, loft m.v.<br />
I nedenstående skema, Figur 26, beregnes transmissionstabet gennem ydervægge, loft og gulv.<br />
Figur 26 Hjælpeskema Ydervægge, loft m.v. i BV95, før efterisolering<br />
Som det ses, er terrændækkets transmissionskoefficient sat til 0, hvilket skyldes, at dette er inkluderet<br />
i gulvets U-værdi. Ligeledes er både tag og loft inkluderet under loft. At er transmissionsarealet,<br />
U er som bekendt transmissionskoefficienten, b er temperaturfaktoren og Ht er transmissionstabet.<br />
Den nævnte temperaturfaktor (b) tager hensyn til, at der på den udvendige side <strong>af</strong> en<br />
bygningsdel er en anden temperatur end udelufttemperaturen. Temperaturfaktoren er der<strong>for</strong> 0 <strong>for</strong><br />
bygningsdele, som vender mod udeluften; ydervæggene. Temperaturfaktoren <strong>for</strong> gulvet er en<br />
standardværdi.<br />
Transmissionsarealet <strong>for</strong> ydervæggene er det samlede areal <strong>fra</strong>trukket samtlige huller til vinduer<br />
og døre. U-værdien er beregnet som et gennemsnit <strong>af</strong> de tunge og lette ydervægges U-værdi, vægtet<br />
efter areal.<br />
13.4.3 Vinduer og Yderdøre<br />
I nedenstående skema (Figur 27) beregnes transmissionstabet gennem vinduer og yderdøre.<br />
49
B147 P1 2003<br />
Figur 27 Hjælpeskema Vinduer og Yderdøre i BV95, før <strong>for</strong>bedring<br />
Som det ses, angives vinduernes og dørenes orientering samt hældning under hhv. Retn. og<br />
Hældn. Fs er skyggefaktoren, Fa er arealfaktoren, Fg er glasfaktoren og F er reduktionsfaktoren<br />
givet som produktet <strong>af</strong> de tre første faktorer. Skyggefaktoren angiver den reduktion <strong>af</strong> solstrålingen,<br />
som <strong>for</strong>årsages <strong>af</strong> skygger; arealfaktoren angiver, hvor stor en andel ruderne udgør <strong>af</strong> det<br />
samlede vinduesareal og glasfaktoren angiver solvarmetransmissionen gennem den pågældende<br />
rude i <strong>for</strong>hold til solvarmetransmissionen gennem en referencerude (SBI 190, 1997, side 23). Qs er<br />
det endeligt korrigerede varmetab.<br />
13.4.4 Varmebehov<br />
I nedenstående skema (Figur 28) beregnes <strong>varmebehovet</strong> i fyringssæsonen (september-maj).<br />
Figur 28 Hjælpeskema Varmebehov i BV95<br />
De givne værdier er fastsat på <strong>for</strong>hånd ud <strong>fra</strong> et eksternt hjælpeskema, Solindfald. QI er varme-<br />
tabet, Qs er solindfaldet, Qi er det interne varmetilskud, Qg er varmetilskuddet og Qh er det endeli-<br />
ge varmebehov, der også fremgår <strong>af</strong> hovedskemaet.<br />
50
B147 P1 2003<br />
13.4.5 Besparelse<br />
Ved at indtaste data <strong>for</strong> referencehuset efter <strong>for</strong>bedring, er <strong>varmebehovet</strong>, vha. BV95, beregnet til<br />
314,213 MJ/m 2 . Besparelsen bliver således:<br />
Før efterisolering [MJ/m 2 ] Efter efterisolering [MJ/m 2 ] Årlig besparelse [MJ/m 2 ]<br />
730,747 314,213 416,534<br />
13.5 Beregning <strong>af</strong> tilbagebetalingstid<br />
Ud <strong>fra</strong> besparelsen i MJ/m 2 pr. år, vil tilbagebetalingstiden <strong>for</strong> <strong>for</strong>bedring <strong>af</strong> referencehuset i det<br />
følgende blive beregnet ud <strong>fra</strong> to <strong>for</strong>skellige <strong>for</strong>udsætninger – at der opvarmes med fjernvarme og<br />
at opvarmningen sker med el. Begge tilfælde tager udgangspunkt i, at referencehuset er beliggende<br />
i Aalborg kommune.<br />
13.5.1 Tilbagebetalingstid – fjernvarme<br />
Da fjernvarme<strong>for</strong>bruget opgøres i m 3 , findes nu først energibesparelsen i kWh/m 2 pr. år:<br />
MJ 416,534 2<br />
mår kWh<br />
Energi<strong>for</strong>brug = = 115,704 2<br />
mår<br />
3, 6<br />
Nu findes fjernvarme<strong>for</strong>bruget i m 3 . Hertil anvendes en omregningsfaktor på 44 (Energistyrelsen,<br />
2003), hvilket vil sige, at 1 m 3 = 44 kWh:<br />
51<br />
MJ<br />
kWh<br />
115,704<br />
kWh<br />
2<br />
3<br />
mår<br />
m fjernvarme<br />
Fjernvarme<strong>for</strong>brug = = 2,630 2<br />
kWh<br />
mår<br />
44 3<br />
m<br />
For at få husets samlede energi<strong>for</strong>brug, multipliceres ovenstående med det opvarmede bebyggelsesareal:<br />
3 3<br />
m fjernvarme 2<br />
m fjernvarme<br />
2 m<br />
mår<br />
år<br />
Energi<strong>for</strong>brug = 2,630 ⋅ 122 = 320,860<br />
Idet <strong>for</strong>brugs<strong>af</strong>giften pr. m 3 fjernvarme er 12,81 kr., bliver besparelsen:<br />
3<br />
m fjernvarme kr. kr.<br />
år 3<br />
m fjernvarme<br />
år<br />
Besparelse = 320,860 ⋅ 12,81 = 4110, 22<br />
Tilbagebetalingstiden bliver da:<br />
68052 .<br />
Tilbagebetalingstid 16,56<br />
4110,22 kr<br />
kr<br />
= = år<br />
13.5.2 Tilbagebetalingstid – el<br />
Når referencehusets energi<strong>for</strong>brug i kWh pr. m 2 er fundet, er det <strong>for</strong>holdsvist simpelt at beregne<br />
tilbagebetalingstiden ved elopvarmning, da elprisen opgives i kr./kWh. Med en elpris på 1,397<br />
kr./kWh (aalborg.dk, 2003) fås en årlig besparelse på:<br />
.<br />
år
B147 P1 2003<br />
Besparelse = 115,704 ⋅122m ⋅ 1,397 = 19719,90<br />
kWh 2 kr. kr.<br />
2<br />
mår<br />
kWh år<br />
Tilbagebetalingstiden bliver da:<br />
68052 .<br />
Tilbagebetalingstid 3, 45<br />
19719,90 kr<br />
kr<br />
= = år<br />
13.6 Delkonklusion<br />
Som det ses, opnås efter <strong>for</strong>bedringerne en årlig besparelse på 416,534 MJ/m 2 , svarende til 57 %<br />
<strong>af</strong> det oprindelige energi<strong>for</strong>brug på 730,747 MJ/m 2 pr. år. Desuden fremgår det, at el er en dyr<br />
energi<strong>for</strong>m til opvarmning, idet tilbagebetalingstiden er meget lavere, end hvis fjernvarme var den<br />
anvendte energi<strong>for</strong>m. Det kan der<strong>for</strong> næsten anses som en nødvendighed at <strong>for</strong>bedre referencehuset,<br />
hvis der anvendes el til opvarmning, da ejeren efter ca. 3½ år opnår en årlig skattefri gevinst<br />
på næsten 20.000 kr. Derimod er det vanskeligt subjektivt at vurdere rimeligheden i tilbagebetalingstiden,<br />
hvis der anvendes fjernvarme til opvarmning. Ganske vist er en tilbagebetalingstid på<br />
ca. 16½ år <strong>for</strong>holdsvis lang tid, men samtidig må huset <strong>for</strong>modes at stige betragteligt i værdi.<br />
Det skal bemærkes, at tilbagebetalingstiden i realiteten vil være noget højere som følge <strong>af</strong>, at<br />
udgifter til arbejdsløn og sekundære materialer ikke er medtaget. Endeligt kan det konkluderes, at<br />
referencehuset med de valgte <strong>for</strong>bedringer ikke kan overholde energirammen <strong>for</strong> etplans nybygge-<br />
MJ<br />
ri, som er 280 2<br />
mår .<br />
14. MEKA–vurdering<br />
En MEKA-vurdering er en <strong>for</strong>simplet udgave <strong>af</strong> en livscyklusvurdering (LCA – Life Cycle Assessment).<br />
Livscyklusvurdering er en miljøvurdering, der følger et produkts miljøpåvirkninger <strong>fra</strong><br />
vugge til grav. Der opgøres ressource<strong>for</strong>brug og emissioner til miljøet. Forsimplingen i MEKA’en<br />
skyldes, at der ikke tages højde <strong>for</strong> emissioner, men kun hvad der tilføres et produkt. I en MEKAvurdering<br />
opstilles data <strong>for</strong> Materialer, Energi, Kemikalier og Andet i et MEKA-skema, <strong>for</strong> senere<br />
at kunne sammenligne disse matricer. For at følge et materiales livscyklus vil der blive lagt vægt<br />
på følgende: Materiale-, produktions-, brugs- og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen. Der kan også angives en<br />
transportfase, men denne ses der i det følgende bort <strong>fra</strong>.<br />
52<br />
.<br />
år
B147 P1 2003<br />
Materialer: Definerer hvad og hvor meget der skal bruges <strong>af</strong> materialer i hver enkelt fase.<br />
Ved materialer er det delt op i mængder og ressourcer. Mængden måles i kg, og<br />
ressourcer måles i mPR (milliPersonReserver). 1 PR = 1000 mPR svarer til den<br />
mængde <strong>af</strong> en given ressource, som er tilgængelig pr. person i verden.<br />
Energi: Definerer hvor meget energi det kræver at udføre den enkelte fase. Energien<br />
måles i MJ.<br />
Kemikalier: Definerer hvilke kemikalier der anvendes. Kemikalier måles i kg.<br />
Andet: Angiver specielle <strong>for</strong>hold, der gør sig gældende i en fase, f.eks. arbejdsmiljø og<br />
støj.<br />
Der vil således blive lagt vægt på, hvor meget energi materiale- og produktionsfasen <strong>for</strong> et produkt<br />
kræver, samt hvor meget energi der kan spares i brugs- og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen. Grunden til at<br />
fokus er lagt på energi og ikke materialer, kemikalier og andet er, at det netop er energibesparelsen,<br />
der er rapportens hovedtema. Undersøgelsen gennemføres efter metoden beskrevet i (Miljøstyrelsen,<br />
2001).<br />
14.1 Produkternes ydelse<br />
Ved fremstilling <strong>af</strong> en MEKA-vurdering anvendes følgende begreber til indledende undersøgelser:<br />
Sammenligningsgrundlag: Når man sammenligner to produkter, er det vigtig, at<br />
deres ydelser er ens. En miljøvurdering vil altid indebære<br />
en sammenligning, og det er der<strong>for</strong> vigtigt at sammenligningsgrundlaget<br />
er ordentligt defineret.<br />
Pligt- og positionerende egenskaber: Pligtegenskaber er de egenskaber, som er generelle <strong>for</strong><br />
produkterne, mens de positionerende er de egenskaber,<br />
der kan gøre produktet attraktivt i <strong>for</strong>hold til andre produkter.<br />
Den funktionelle enhed: Den funktionelle enhed er en entydig og kvantificerbar<br />
definition, ud <strong>fra</strong> kvalitet, kvantitet og levetid.<br />
14.2 MEKA – vurdering <strong>af</strong> isoleringsmaterialer<br />
Denne MEKA-vurdering har til <strong>for</strong>mål at give en overordnet vurdering <strong>af</strong> miljøeffekterne <strong>for</strong><br />
<strong>for</strong>skellige isoleringsprodukter. Der vil blive vurderet på de sparede miljøeffekter ved isolering i<br />
53
B147 P1 2003<br />
<strong>for</strong>hold til den miljøbelastning, der <strong>for</strong>ekommer ved produktionen <strong>af</strong> isoleringsmaterialerne. Desuden<br />
vil der blive undersøgt, om der <strong>for</strong>eligger miljømæssig <strong>for</strong>skel på materialerne.<br />
Som beskrevet i <strong>af</strong>snit 6 er der udvalgt fire <strong>for</strong>skellige isoleringsprodukter: Rockwool, Glasuld,<br />
EPS og Papiruld. Da disse fire produkter tilnærmelsesvis har samme isoleringsevne, antages, at<br />
der kan spares den samme mængde energi ved anvendelse.<br />
Motivationen <strong>for</strong> denne MEKA-vurdering er desuden, at producenterne <strong>af</strong> de fire isoleringsprodukter<br />
markedsfører sig med, at deres produkter er meget miljøvenlige. Der<strong>for</strong> er det interessant at<br />
undersøge, hvorvidt påstandene er korrekte, og hvor meget et produkt belaster miljøet i <strong>for</strong>hold til<br />
et andet.<br />
14.2.1 Produkternes ydelse<br />
Sammenligningsgrundlag<br />
For at kunne bruge de MEKA-skemaer, der opstilles, er det vigtigt at undersøge, om specielle<br />
<strong>for</strong>hold gør sig gældende <strong>for</strong> produkterne. Dette gøres <strong>for</strong> at sikre, at produkterne er sammenligne-<br />
lige. Det kan konstateres, at varmeisoleringsevnen ikke spiller den store rolle, da λ-værdien <strong>for</strong><br />
alle materialerne er tilnærmelsesvis den samme, jf. Tabel 5, og der skal bruges den samme mængde<br />
<strong>af</strong> hvert produkt. Ydelsen er dermed umiddelbar sammenlignelig. Der er dog enkelte egenskaber<br />
<strong>for</strong> produkterne, som ikke er sammenlignelige. Disse er de positionerende egenskaber, der jo<br />
som nævnt kan gøre et produkt mere attraktivt frem <strong>for</strong> et andet.<br />
Pligt- og positionerende egenskaber<br />
Alle produkterne besidder samme pligtegenskaber. De skal indgå som isolatorer i bygninger, og<br />
kunne indgå i en bygnings samlede konstruktion således, at kravene i BR95 og BR-S98<br />
overholdes. I Tabel 18 følger en oversigt over pligtegenskaber og eksempler på positionerende<br />
egenskaber <strong>for</strong> produkterne. De specifikke positionerende egenskaber følger under hvert MEKAskema.<br />
Pligtegenskaber Positionerende egenskaber<br />
Efterisolere hulmuren i referencehuset i henhold til BR- Ubrandbar<br />
95 og BR-S 98. Umiddelbart miljøvenlig (genbrugsmateriale)<br />
Kunne indgå i husets samlede konstruktion Lav vægt<br />
Skal holde husets resterende levetid, der sættes til 50 år Fugtbestandig<br />
Nemt at håndtere<br />
Tabel 18 Oversigt over produkternes pligtegenskaber, samt de positionerende egenskaber <strong>for</strong> samtlige produkter<br />
54
B147 P1 2003<br />
Den funktionelle enhed<br />
Den funktionelle enhed defineres til at være efterisolering <strong>af</strong> referencehusets hulmure. Der er i<br />
alt 5,42 m 3 hulrum, jf. <strong>af</strong>snit 13.2.1, som skal isoleres. Dvs. der skal bruges denne mængde <strong>af</strong><br />
hvert isoleringsprodukt, hvilket udtrykker sig som kvantiteten. Der defineres også, at disse produkter<br />
skal have en varighed svarende til referencehusets resterende levetid. Et estimeret bud herpå<br />
er 50 år, hvilket er varigheden. Kvaliteten <strong>for</strong> produkterne defineres ved, at de skal overholde<br />
kravene i BR-S98.<br />
14.3 Afgrænsning<br />
MEKA-vurderingen vil beskæftige sig med materiale-, produktions-, brugs- og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen.<br />
Der vil, som oven<strong>for</strong> nævnt, blive set bort <strong>fra</strong> transportfasen, da denne er <strong>for</strong>bundet med stor<br />
usikkerhed. Generelt ses der i MEKA-vurderinger ofte bort <strong>fra</strong> transportfasen. Desuden har denne<br />
fase en <strong>for</strong>holdsvis lille andel i det samlede energi<strong>for</strong>brug (Schmidt, 2003).<br />
Ved bortsk<strong>af</strong>felsesfasen kan der udnyttes energi ved <strong>for</strong>brænding <strong>af</strong> materialerne. Der regnes<br />
med, at 85 % <strong>af</strong> energien der frigives ved <strong>for</strong>brænding, kan udnyttes. Desuden regnes der med, at<br />
alt materiale bliver <strong>for</strong>brændt.<br />
14.4 Ekspanderet polystyren (EPS)<br />
EPS består <strong>af</strong> 98 % luft og 2 % polystyren (1) . Det har en densitet på ca. 20 kg/m 3 (2) . Der skal således<br />
bruges 108,4 kg EPS <strong>for</strong> at efterisolere husets hulmure. Til <strong>for</strong>skel <strong>fra</strong> mineraluld kan EPS<br />
brændes ved bortsk<strong>af</strong>felse. Der kan på denne måde frigives energi, som kan modregnes den energi,<br />
produktionen kræver. I Tabel 19 følger MEKA-skemaet <strong>for</strong> EPS.<br />
Materialer<br />
Mængder<br />
Materialefase Produktionsfase Brugsfase Bortsk<strong>af</strong>felsesfase<br />
Polystyren 108,4 kg<br />
Pentan: 3,5 kg (1)<br />
Ressourcer Råolie: 2,168 mPR (3)<br />
Naturgas: 2,168 mPR<br />
Energi: 9.765 MJ (3)<br />
Kemikalier<br />
Andet<br />
Tabel 19 MEKA-skema <strong>for</strong> EPS<br />
1 : (Plastindustrien, 2000)<br />
Råolie: 65,04 kg (3)<br />
Naturgas: 43,36 kg<br />
Råolie: 1,3 mPR (3)<br />
Naturgas: 0,87 mPR<br />
8.563,60 MJ (3)<br />
55<br />
Naturgas:<br />
- 3222,5 kg (3)<br />
Naturgas:<br />
-193,5 mPR (3)<br />
Forbrænding<br />
(brændværdi:<br />
48 MJ/kg) (3)<br />
Sum<br />
-187<br />
mPR<br />
-157.900 MJ -4.422,72 MJ -143.994<br />
MJ
B147 P1 2003<br />
2 : (Jespersen, 2002)<br />
3 : (Miljøstyrelsen, 2001)<br />
Positionerende egenskaber <strong>for</strong> EPS: Lav vægt, stor trykstyrke, høj stødabsorberingsevne, syrefasthed,<br />
stort temperaturanvendelsesområde (-178°C til +<br />
80°C) (Plastindustrien, 2000).<br />
14.5 Glasuld (Isover)<br />
Glasuld har en densitet på ca. 16 kg/m 3 . Der skal der<strong>for</strong> bruges 86,72 kg glasuld <strong>for</strong> at efterisolere<br />
referencehusets hulmure. I Tabel 20 følger MEKA-skemaet <strong>for</strong> glasuld.<br />
Materialer<br />
Mængder:<br />
Materialefase Produktionsfase Brugsfase Bortsk<strong>af</strong>felses<br />
fase<br />
Sand: 14,92 kg (1)<br />
Vand: 238,48 L<br />
Kalk: 1,21 kg<br />
Soda: 15,52 kg<br />
Hjælpestoffer: 11,53 kg<br />
Genbrugsglas: 52,20 kg<br />
(1)<br />
Naturgas: 35,40 kg (2)<br />
Naturgas: Deponeres<br />
-3.222,5 kg<br />
(2)<br />
Ressourcer: 0 mPR *) Naturgas: 2,124 mPR (2) Naturgas:<br />
-193,5 mPR<br />
(2)<br />
56<br />
Sum<br />
-191,38<br />
mPR<br />
Energi: 702,43 MJ 1.734,4 MJ -157.900 MJ 0 MJ -155.463<br />
MJ<br />
Kemikalier Phenol: 2,52 kg (1)<br />
Formalin 43%:5,98 kg<br />
Urea: 2,69 kg<br />
Hjælpestoffer: 0,78 kg<br />
Andet<br />
Tabel 20 MEKA-skema <strong>for</strong> glasuld<br />
* : Materialerne er defineret som værende rigelige ressourcer<br />
1 : (Isover, 2002)<br />
2 : (Miljøstyrelsen 2001)<br />
Positionerende egenskaber <strong>for</strong> Isover: Lav vægt, komprimeret under transport.<br />
14.6 Stenuld (Rockwool)<br />
Stenuld har en densitet på 30 kg/m 3 , hvor<strong>for</strong> der skal bruges 162,6 kg stenuld <strong>for</strong> at efterisolere<br />
referencehusets hulmur. I Tabel 21 følger MEKA-skemaet <strong>for</strong> stenuld.
Materialer<br />
B147 P1 2003<br />
Mængder:<br />
Materialefase Produktionsfase Brugsfase Bortsk<strong>af</strong>felsesfase<br />
Natursten 97,56 kg (2)<br />
Naturgas:<br />
Restuld og andre spildprodukter<br />
60,16 kg<br />
Cement 2,44 kg<br />
Jern 2,44 kg<br />
(1)<br />
Naturgas:<br />
37,5 kg<br />
(1)<br />
Rockwool<br />
- 3.222,5 klassificeres<br />
kg<br />
som ufarligt<br />
<strong>af</strong>fald og deponeres.<br />
(2)<br />
Ressourcer: Jern 0,39mPR (1) Naturgas: Naturgas:<br />
2,25 mPR -193,5 mPR<br />
Energi: 131,06 MJ 1.837,38 MJ -157.900<br />
MJ<br />
Kemikalier 2 % bindemiddel<br />
fremstillet <strong>af</strong>:<br />
fenol, <strong>for</strong>maldehyd,<br />
ammoniak,<br />
urea og kalk (2)<br />
Andet<br />
Tabel 21 MEKA-skema <strong>for</strong> stenuld<br />
Kilder:<br />
1 : (Miljøstyrelsen 2001)<br />
2 : (Rockwool, 2003)<br />
3 : (Jespersen, 2002)<br />
Positionerende egenskaber <strong>for</strong> Rockwool: Ubrandbar, god lydisolering, fugt<strong>af</strong>visende.<br />
14.7 Papiruld<br />
Materialer<br />
Mængder<br />
Materialefase Produktionsfase Brugsfase Bortsk<strong>af</strong>felsesfase<br />
Genbrugs papir:<br />
161,25 kg (3)<br />
Naturgas:<br />
11,17 kg (2)<br />
Naturgas:<br />
-3.222,5 kg (2)<br />
Ressourcer Naturgas:<br />
0,67 mPR<br />
57<br />
Naturgas:<br />
-193,5 mPR<br />
Forbrænding<br />
(brændværdi: 20<br />
MJ/kg) (2)<br />
Sum<br />
-191 mPR<br />
-155.932<br />
MJ<br />
Sum<br />
-193 mPR<br />
Energi: data ikke tilgængelig<br />
*)<br />
547,4 MJ (1)<br />
-157.900 MJ -2.741,25 MJ -160.094<br />
MJ<br />
Kemikalier Borsalte 11,38 kg<br />
Aluminiumhydroxid<br />
17.07 kg (3)<br />
Andet<br />
Tabel 22 MEKA-skema <strong>for</strong> Papiruld *) Det kræver ikke energi at producere genbrugspapir, til gengæld kræver produktionen<br />
<strong>af</strong> borsalte og aluminiumhydroxid energi, men disse data er ikke tilgængelig.<br />
Kilder:<br />
1<br />
: (papiruld.dk, 2003b)<br />
2<br />
: (Miljøstyrelsen 2001)<br />
3 : (mbs-byg.dk, 2003)
B147 P1 2003<br />
Positionerende egenskaber <strong>for</strong> Papiruld: Stort set udelukkende genbrugsmateriale, dampspærre<br />
er ikke nødvendig, ingen gener ved berøring.<br />
14.8 Delkonklusion<br />
Ud <strong>fra</strong> de fire MEKA-skemaer er det muligt at lave en miljømæssig sammenligning <strong>af</strong> isoleringsprodukterne.<br />
Der vurderes på materialer, energi og kemikalier. Resultaterne <strong>fra</strong> denne undersøgelse<br />
skal tages med visse <strong>for</strong>behold, da vurderingen som sagt kun er overordnet, og der er flere<br />
faktorer, som spiller ind, som MEKA’en ikke tager højde <strong>for</strong>. MEKA-skemaerne giver dog et<br />
<strong>for</strong>holdsvist godt billede <strong>af</strong> miljøbelastningerne ved de <strong>for</strong>skellige isoleringsprodukter.<br />
Der ses først på materialeressourcerne, dvs. de ikke <strong>for</strong>nybare ressourcer; summen <strong>af</strong> disse er<br />
negative <strong>for</strong> alle produkter. Dette betyder, at der i brugsfasen og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen spares flere<br />
ressourcer end det kræver at fremsk<strong>af</strong>fe materialer og producere produkterne. Hovedparten <strong>af</strong> materialeressourcerne<br />
er naturgas.<br />
Det ses, at værdierne er lavest <strong>for</strong> glasuld og Papiruld, og der<strong>for</strong> må disse produkter betragtes<br />
som de mest miljøvenlige på materialeområdet. Det ses der<strong>for</strong> også, at EPS må være det mindst<br />
miljøvenlige produkt på området, da dette har den højeste værdi. Eftersom materialeressourcerne<br />
er naturgas, kan besparelsen på området betragtes som en besparelse i energiressourcer.<br />
Ved energimængderne er samtlige værdier også negative. De negative værdier betyder, at der<br />
kan spares og genvindes mere energi i brugsfasen og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen end det kræver at<br />
udvinde materialer og producere produktet. Det ses, at værdien er højest <strong>for</strong> EPS, og der<strong>for</strong> må<br />
dette betragtes som det mindst miljøvenlige på energiområdet. Til gengæld ses det, at Papiruld har<br />
den største energi<strong>for</strong>tjeneste <strong>af</strong> produkterne, og må der<strong>for</strong> være det mest miljøvenlige produkt på<br />
energiområdet.<br />
For at illustrere dette, kan det ses i Tabel 23 hvor mange gange energien kan spares i brugs-, og<br />
bortsk<strong>af</strong>felsesfasen i <strong>for</strong>hold til den energi det kræver at udvinde materialer, og producere<br />
produktet.<br />
EPS Glasuld Stenuld Papiruld<br />
Antal gange energien spares. 8,8 64,8 80,2 293,5<br />
Tabel 23 Sammenligning <strong>af</strong> energibesparelse <strong>for</strong> produkterne<br />
Det har kun været muligt at finde oplysninger om anvendelsen <strong>af</strong> kemikalier i glasuld, stenuld<br />
og Papiruld. Ved opslag i miljøstyrelsens liste over farlige stoffer (mst.dk, 2003) ses det, at samtlige<br />
anvendte kemikalier i produkterne er giftige og sundhedsskadelige i større eller mindre grad.<br />
Det er ikke muligt at få specifikke oplysninger om de anvendte kemikalier, da producenterne ikke<br />
har angivet præcis hvilken <strong>for</strong>bindelse <strong>af</strong> kemikaliet, der anvendes i produktet. Desuden er det<br />
58
B147 P1 2003<br />
ikke muligt at sammenligne produkterne på dette punkt, da der som nævnt ikke <strong>for</strong>efindes data <strong>for</strong><br />
alle produkter.<br />
Hvis der udelukkende ses på MEKA-skemaerne, står det <strong>for</strong>holdsvist klart, at Papiruld er det<br />
mest miljøvenlige produkt, mens EPS er det mindst miljøvenlige. De to mineraluldsprodukter<br />
ligger miljømæssigt mellem Papiruld og EPS. Hvis produkterne betragtes ud <strong>fra</strong> anvendelse, står<br />
det klart, at Papiruld har visse begrænsninger i anvendelsen, som de andre produkter ikke har.<br />
Papiruld er det produkt, der har den korteste levetid (50 år), hvor de andre har en næsten dobbelt<br />
så stor levetid (knap 100 år). Denne begrænsning udgør ikke det store problem i dette tilfælde, Da<br />
den <strong>for</strong>ventede restlevetid <strong>for</strong> referencehuset sættes til 50 år. Papirulds levetid bliver desuden<br />
yderligere <strong>for</strong>kortet med ca. 10 år, hvis det skal anvendes i snedkerpartier. (Statens Bygge<strong>for</strong>skningsinstitut,<br />
2001).<br />
15. Konklusion<br />
Rapportens <strong>for</strong>mål var at undersøge, hvorledes varmetabet i et enfamiliehus kunne reduceres og<br />
hvor store besparelser, der herved kunne opnås. For at kunne give et realistisk billede her<strong>af</strong>, blev<br />
der i rapporten opstillet et enfamilies-referencehus, hvorpå beregning <strong>af</strong> varmetab og energiramme<br />
var baseret. For at reducere husets varmetab, blev der i rapporten opstillet en række muligheder<br />
<strong>for</strong> <strong>for</strong>bedringer. Disse blev <strong>af</strong>grænset til at omfatte efterisolering <strong>af</strong> loft og vægge samt udskiftning<br />
<strong>af</strong> glaspartier.<br />
For at opfylde rapportens initierende problem, blev både husets dimensionerende varmetab samt<br />
varmebehov beregnet. Til at beregne førstnævnte benyttedes de i DS 418 opstillede metoder,<br />
mens <strong>varmebehovet</strong> blev bestemt vha. computerprogrammet BV95. Programmet tager, modsat<br />
DS 418, højde <strong>for</strong> husets orientering, mængden <strong>af</strong> tilført gratisvarme og dets brug.<br />
Først blev husets dimensionerende varmetab beregnet efter metoderne i DS 418 før <strong>for</strong>bedringerne<br />
og dernæst efter <strong>for</strong> at kunne dokumentere disses størrelse. Her blev resultatet, at der<br />
kunne opnås en besparelse på 30,3 % ved <strong>af</strong> <strong>for</strong>øge isoleringstykkelsen på loftet <strong>fra</strong> 80 mm til 205<br />
mm og hulmursisolere det 70 mm brede hulrum i væggene. Samtidig kunne der ved udskiftning <strong>af</strong><br />
de gamle glaspartier bestående <strong>af</strong> 2-lags termoruder til 2-lags lavenergiruder opnås en besparelse<br />
på ca. 10,3 %. Dvs. at <strong>for</strong>bedringerne inden<strong>for</strong> begge områder medførte en reducering <strong>af</strong> referencehusets<br />
dimensionerede varmebehov på 40,6 %.<br />
Ved beregning <strong>af</strong> referencehusets varmebehov benyttedes som nævnt programmet BV95, og her<br />
blev resultatet før <strong>for</strong>bedringerne 730,747MJ/m 2 pr. år, og 314,213 MJ/m 2 pr. år efter <strong>for</strong>bedringerne,<br />
dvs. at der kunne opnås en årlig besparelse på 416,534 MJ/m 2 , svarende til 57 %. Denne<br />
59
B147 P1 2003<br />
besparelse må regnes som den faktuelle, da metoden til beregningen <strong>af</strong> denne som sagt tager hensyn<br />
til en række faktorer, som ikke fremgår i DS-418. På trods <strong>af</strong> disse store reduceringer i <strong>varmebehovet</strong>,<br />
er det altså ikke muligt med de udvalgte metoder at opfylde nutidens krav til energirammen,<br />
som er max 280 MJ/m 2 pr. år.<br />
Hvis der regnes på tilbagebetalingstiden <strong>for</strong> investeringen i <strong>for</strong>bedringer <strong>af</strong> huset, er der stor <strong>for</strong>skel<br />
i denne på, hvordan huset er opvarmet. Anvendes el til opvarmning, er tilbagebetalingstiden<br />
ca. 3½ år, med en årlig skattefri gevinst på ca. 20.000 kr. Opvarmes huset med fjernvarme er tilbagebetalingstiden<br />
ca. 16½ år. Der skal dog bemærkes, at opvarmning med el ikke længere er så<br />
udbredt, og der<strong>for</strong> udgør huse, der anvender fjernvarme, den største samlede potentielle besparelse.<br />
Tilbagebetalingstiden vil i realiteten være højere i begge tilfælde, idet der ikke er indregnet<br />
udgifter til håndværkerløn og sekundære materialer.<br />
Rapporten har beskæftiget sig med fire <strong>for</strong>skellige isoleringsmaterialer, og da disse stort set har<br />
de samme isoleringsegenskaber, er der blevet udfærdiget en MEKA–vurdering på disse, <strong>for</strong> at<br />
finde ud <strong>af</strong>, hvilket produkt der er det mest miljøvenlige.<br />
Ud <strong>fra</strong> denne vurdering, ses det tydeligt, at papiruld er det mest miljøvenlige produkt, da der i<br />
brugs- og bortsk<strong>af</strong>felsesfasen spares næsten 294 gange så meget energi, som det kræver at producere<br />
materialet. I modsætning til dette, spares der kun ca. 9 gange så meget energi ved EPS, og<br />
dette er der<strong>for</strong> det mindst miljøvenlige produkt.<br />
Rapporten besvarer således det initierende problem, både hvad det praktiske og det teoretiske<br />
angår. Der er fremlagt og beskrevet en konkret praktisk løsning, som sikrer et væsentligt nedsat<br />
varmetab i referencehuset. De mest gængse byggematerialer til efterisolering er præsenteret, og<br />
deres egenskaber er beskrevet. Efterfølgende er den relevante varmeteori gennemgået, og senere<br />
anvendt til at bestemme den energimæssige gevinst ved de valgte <strong>for</strong>bedringer. Ud <strong>fra</strong> disse tal<br />
har det været muligt at beregne den økonomiske gevinst på sigt, og MEKA metoden har gjort det<br />
muligt at danne sig et indtryk <strong>af</strong> de miljømæssige følger <strong>af</strong> referencehusets <strong>for</strong>bedringer.<br />
60
B147 P1 2003<br />
16. Kilde<strong>for</strong>tegnelse<br />
• Aalborg.dk, 2003: Elpriser <strong>for</strong> kunder ved AKE-Net og AKE <strong>for</strong>syning A/S<br />
o http://www.aalborg.dk/serviceomraader/energi+og+miljoe/el/elpriser+boligkunder.htm<br />
• Arkitekternes Typehuskontor<br />
o Kopiark udleveret <strong>af</strong> MST, 2003<br />
• Bjørn, 2003: Varmetab II 1. gang<br />
o Erik Bjørn<br />
o http://www.civil.auc.dk/~i6erik/lectures/VE/VE%20nr%201%20kort.pdf<br />
• boligtorvet.dk, 2003: 60’er villaen<br />
o Byggecentrum, 1. juli 2003<br />
o http://www.boligtorvet.dk/Boligtorvet/web.nsf/HidIDLookup/X86B2316C840C661FC1256B12003<br />
36ED5#<br />
• BR-66: Bygningsreglement <strong>for</strong> købstæderne og landet 1966<br />
o Boligministeriet, den 1. August 1966<br />
• BR-95: Bygningsreglement 1995<br />
o Udgiver: Byggecentrum<br />
o ISBN nr: 87-91211-26-3<br />
• BR-S98: Bygningsreglement <strong>for</strong> småhuse 1998<br />
o Udgiver: Byggecentrum 1998<br />
o ISBN nr: 87-91211-27-1<br />
• Byggecentrum, 1984: Varme, fugt, brand, lyd – total efterisolering<br />
o Byggecentrum<br />
• Byggecentrum, 2003: 70’er villaen<br />
o Byggecentrum, 1. juli 2003<br />
o http://www.boligtorvet.dk/Boligtorvet/web.nsf/HidIDLookup/XFB63A6BD45A20AB1C1256B120<br />
0325266<br />
• Den Store Danske Encyklopædi.<br />
o Danmarks National leksikon A/S 1999<br />
o Gyldendal<br />
• DS 418, 2002: Beregning <strong>af</strong> bygningers varmetab<br />
o Dansk standard, 6. udgave - 2002<br />
• DST, 2002: Nyt <strong>fra</strong> Danmarks statistik nr. 472<br />
o 26. november 2002, Energi<strong>for</strong>brug 2001<br />
o ISSN 1601-1015<br />
• DST 2003:<br />
o Danmarks statistik<br />
o http://www.Statistikbanken.dk. Tabel BOL2<br />
61
B147 P1 2003<br />
• EFS, 2000: Bygge/Bolig- en erhvervsanalyse<br />
o Erhversfremmestyrelsen, februar 2000<br />
o www.efs.dk/publikationer/rapporter/byggebolig/kap03001.html<br />
• Energistyrelsen, 2003: Der er stadig styr på energien<br />
o http://eis.teknologisk.dk/statistik.php3?oldpath=index.php3%3F%3C%23%3EHovedside%3C%23<br />
%23%3E<br />
• ens.dk, 2002: Kort energihistorie<br />
o Energistyrelsen, 19. juni 2002<br />
o www.ens.dk/sw1756.asp<br />
• ens.dk, 2003: Kyotoprotokollen<br />
o Energistyrelsen<br />
o http://www.ens.dk/sw959.asp<br />
• Glasuld, 1993: Glasuld gør det lettere at isolere<br />
o Glasuld<br />
• Haue, 1993: Det moderne Danmark 1840-1992<br />
o Harry Haue, Jørgen Olsen og Jørn Aarup Kristensen<br />
o Munksgaard<br />
• Isover.dk, 2003a: Så meget sparer du<br />
o http://192.38.241.187/default.asp?id=10<br />
• Isover 2002: Miljø og energiredegørelse 2002<br />
o Saint-Gobain Isover A/S<br />
• Isover.dk, 2003b: Isover og miljøet<br />
o http://www.isover.dk/default.asp?id=12<br />
o Jespersen, 2002: Hold på varmen<br />
o Lone Sk<strong>af</strong>te Jespersen og Niels Johnsen<br />
o Gyldendal, ISBN 87-00-47872-5<br />
• kpkvinduer.dk, 2003: U-værdi<br />
o http://www.kpk-vinduer.dk/faq10.html<br />
• Lovtidende, 1981:<br />
o Lovtidende 10. juni 1981<br />
• mbs-byg.dk, 2003 Isoleringen med de gode egenskaber<br />
o Papiruld<br />
o http://www.mbs-byg.dk/papiruld2.html<br />
• Miljøstyren, 2001: Miljønyt nr. 58 Håndbog i miljøvurdering <strong>af</strong> produkter<br />
o http://www.mst.dk/udgiv/Publikationer/2001/87-7944-349-4/pdf/87-7944-350-8.PDF<br />
• mst.dk, 2003: Liste over farlige stoffer<br />
o http://www.mst.dk/liste/SgListe.htm<br />
• nilsenvinduer.dk: Energibesparende glas<br />
o http://nilsenvinduer.dk/?pid=8&subpid=11<br />
• Nygaard, 2003<br />
62
B147 P1 2003<br />
o Erik Nygaard, arkitekt M.A.A:<br />
o http://www.boligguiden.dk/cp013.jsp?pageMode=PCH001&contentId=C0450<br />
• papiruld.dk, 2003a: Vejledende prisliste<br />
o http://www.papiruld.dk/gds_vejl.asp<br />
• papiruld.dk, 2003b: Hvad er Papiruld<br />
o http://www.papiruld.dk/prod_papiruld.asp<br />
• Plastindustrien i DK, 2000: Miljøvurdering <strong>af</strong> EPS-isoleringsplade<br />
o Sektionen <strong>for</strong> EPS-produkter<br />
• Rockwool, 1998: Brandsikker isolering<br />
o Rockwool A/S<br />
• Rockwool, 2002. Den lille lune -<strong>for</strong> byggefagfolk<br />
o Rockwool A/S, 12. udgave – april 2002<br />
• Rockwool.dk, 2003a Spar CO2 til <strong>for</strong>del <strong>for</strong> miljøet<br />
o http://www.rockwool.dk/RW_isoler/besparelser/besparelseico2.asp?tl=Besparelse%2Bi%2BCO2<br />
• Rockwool.dk, 2003b: Hvad er en kuldebro?<br />
o http://www.rockwool.dk/RW_isoler/FAQ/fjorten.asp<br />
• Rockwool 2003: Miljørigtig projektering og isolering<br />
o Rockwool A/S<br />
• SBI 106, 1977. SBI-rapport 106. Energibesparende <strong>for</strong>anstaltninger i større bygninger.<br />
o Statens Bygge<strong>for</strong>skningsinstitut 1977. s. 15-18<br />
• SBI 128, 2000. SBI-meddelelse 128, Alternativ isolering i bygninger<br />
o Statens Bygge<strong>for</strong>skningsinstitut<br />
o http://www.by-og-byg.dk/download/med128.pdf<br />
• SBI 129, 2000 SBI-meddelelse 129, Beregning <strong>af</strong> bruttoenergi<strong>for</strong>brug<br />
o Statens bygge<strong>for</strong>skningsinstitut<br />
o ISBN 87-563-1050-1<br />
• SBI 190, 1997. SBI-anvisning 190<br />
o Statens bygge<strong>for</strong>skningsinstitut 1997,<br />
o ISBN 87-563-0934-1<br />
• Schmidt, Jannick<br />
o Vejledning<br />
• Statens Bygge<strong>for</strong>skningsinstitut, 2001<br />
o Miljøvurderinger <strong>af</strong> isoleringsmetoder<br />
o http://www.sbi.dk/udgivelser/publikationer/dokumentation/by_og_byg_dokumentation_012/index.h<br />
tm<br />
• Steen-Thøde, 2003<br />
o Forelæsningsdias <strong>fra</strong> PE-kursus, september 2003, Aalborg Universitet<br />
o Samt vejledning<br />
• SNS, 2001, Forbedringer <strong>af</strong> etageadskillelser og vægge<br />
o Miljø- og energiministeriet, Skov- og Naturstyrelsen<br />
63
B147 P1 2003<br />
o http://www.sns.dk/byer-byg/infoblade-bygbevar/9/231191-9/teksten.htm<br />
• Teknologisk Institut, 1999: Alternativ isolering i Tyskland<br />
o http://www.sbi.dk/<strong>for</strong>skning/alternativ_isolering/resumeer/tyskland.htm<br />
• UNEP, 2003<br />
o United Nations Enviromental Program<br />
o http://geocompendium.grid.unep.ch/data_sets/atmosphere/data/glob_emissions_co2_total_<br />
o cdiac.htm<br />
• Velfac.dk, 2003a<br />
o http://www.velfac.dk/fac-dk/about.nsf/GS/<br />
45FE78AE50B5BAB1C12569EE003DE691?OpenDocument<br />
• Velfac.dk, 2003b<br />
o http://www.velfac.dk/fac-dk/about.nsf/GS/<br />
3501EF8FCB4934E1C12569EE003D28AC?OpenDocument<br />
• Vestergaard, 2001. Energimærkning <strong>af</strong> vinduer og ruder<br />
o Energimærkning vinduer og ruder<br />
o Diplomingeniør Peter Vestergaard<br />
o http://www.energimarkning.dk/kursusmappe%20med%20logo%202001.pdf<br />
Internetsiderne er tilgået medio december 2003<br />
64
B147 P1 2003<br />
17. Kildekritik<br />
Der er blevet anvendt <strong>for</strong>skellige typer kilder i <strong>for</strong>bindelse med indsamling <strong>af</strong> de nødvendige<br />
in<strong>for</strong>mationer. I <strong>for</strong>bindelse med vores brug <strong>af</strong> de <strong>for</strong>skellige kildetyper, har det været os nødvendigt<br />
at gøre følgende overvejelser:<br />
17.1 Fagtekniske udgivelser<br />
Med fagtekniske udgivelser menes:<br />
Byggelov → Bygningsreglement → Normer (Dansk Standard) → SBI-anvisninger<br />
Ovenstående skematiske fremstilling skal læses hierarkisk, dvs. at udgivelserne på alle niveauerne i<br />
bund og grund er baseret på byggeloven, som er grundstenen <strong>for</strong> dansk byggeri. Kilderne må der<strong>for</strong><br />
betragtes som pålidelige, da de ikke ville være gældende, såfremt de strider imod denne.<br />
17.2 Internet<br />
Ved brug <strong>af</strong> kilder <strong>fra</strong> Internettet er det nødvendigt at <strong>for</strong>holde sig meget skeptisk til <strong>for</strong>fatternes<br />
baggrund og hensigt. Da der ikke er nogen restriktioner <strong>for</strong>, hvad der må publiceres, er der ingen<br />
garanti <strong>for</strong> in<strong>for</strong>mationernes rigtighed. I denne <strong>for</strong>bindelse er en vigtig parameter, at vurdere hvorvidt<br />
internetsidens hensigt er kommerciel eller objektivt oplysende. Men selv mht. de objektive sider er<br />
det vigtigt at <strong>for</strong>holde sig til <strong>for</strong>fatternes faglige baggrund <strong>for</strong> oplysningernes pålidelighed. Som<br />
eksempel på en kommerciel side, der er brugt til dette projekt, kan nævnes rockwool.dk, da det må<br />
<strong>for</strong>modes, at firmaets hensigt med siden er at øge salget <strong>af</strong> deres produkter. Modsat kan nævnes<br />
Energistyrelsens hjemmeside, der må anses <strong>for</strong> at være objektivt oplysende, da det er en offentligt<br />
finansieret styrelse, og er således ikke er <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> salg.<br />
17.3 Lærebøger<br />
Som udgangspunkt må denne kategori betragtes som pålidelig, under det <strong>for</strong>behold at <strong>for</strong>fatterens<br />
faglige baggrund vurderes som tilstrækkelig. Dog skal der altid <strong>for</strong>etages en undersøgelse <strong>af</strong><br />
lærebogens målgruppe <strong>for</strong> at vurdere det fagtekniske niveau.<br />
65
B147 P1 2003<br />
17.4 Vejledere<br />
Under udarbejdelsen <strong>af</strong> rapporten har gruppen gjort brug <strong>af</strong> de to <strong>af</strong> universitet tildelte vejledere. Da<br />
disse personer er ansat under <strong>for</strong>skningsprægede <strong>for</strong>hold, må deres fagtekniske kompetence anses <strong>for</strong><br />
værende høj. Endvidere har de, så vidt der vides, ingen eksternt betingede interesser, hverken <strong>af</strong><br />
økonomisk eller anden art. Således må deres vejledning betragtes som fuldt objektiv.<br />
66
B147 P1 2003<br />
Appendiks<br />
Appendiks A Eksempler på varmeledningsevne<br />
Materiale Varmeledningsevne λ (W/mK) U-værdi <strong>for</strong> d=0,3m (W/m 2 K)<br />
Kobber 380 114<br />
Stål 55 16,5<br />
Natursten 1,5-3,5 0,45-1,05<br />
Beton 0,8-1,7 0,15-0,51<br />
Træ 0,1-0,23 0,03-0,069<br />
Isoleringsmaterialer 0,03-0,10 0,009-0,030<br />
Luft, stillestående 0,024 0,0072<br />
Tabel 24 Eksempler på varmeledningsevne og tilsvarende transmissionskoefficient (U-værdi) <strong>for</strong> materialer med dybden<br />
30 cm (referencehusets vægtykkelse), (Steen-Thøde 2003).<br />
Appendiks B Forsøg<br />
B.1 Formål<br />
Formålet med <strong>for</strong>søgsrækken er at undersøge isoleringsevnen<br />
hos tre <strong>for</strong>skellige materialer med henblik på<br />
sammenligning. Hertil anvendes; glasuld, Papiruld og<br />
polystyren (flamingo). Derudover sammenlignes disse<br />
med et tilfælde uden isolering.<br />
67<br />
Figur 29 Foto <strong>af</strong> <strong>for</strong>søgsopstillingen
B147 P1 2003<br />
B.2 Apparatur<br />
Forsøget er bygget op omkring en lukket kasse <strong>af</strong> krydsfiner med længden og bredden 46 cm og<br />
højden 44,7 cm. I midten <strong>af</strong> kassen findes en mindre, lukket, kasse med længde og bredde 26 cm og<br />
højde 24,5 cm. Alle mål<br />
er udvendige. Tykkelsen<br />
<strong>af</strong> kassen er 5mm.<br />
Inden i den mindste<br />
kasse er placeret en 25<br />
Watt pære, der fungerer<br />
som varmekilde. Pæren<br />
er tilsluttet et Wattmeter<br />
og en Philips Variotrans<strong>for</strong>mator,<br />
type<br />
2422 529 00002. Varmestrømmen<br />
måles vha.<br />
3 Pasco termometre,<br />
model CI-6505B, der er Figur 30 Tegning <strong>af</strong> <strong>for</strong>søgsopstillingen<br />
tilsluttet en computer<br />
via et Pasco 500 datalogger interface. Termometrene er anbragt på hhv. indersiden <strong>af</strong> den inderste<br />
kasse, på ydersiden <strong>af</strong> den yderste kasse og frit i rummet, se Figur 29 og Figur 30.<br />
B.3 Fremgangsmåde:<br />
De <strong>for</strong>skellige isoleringsmaterialer placeres i hulrummet<br />
mellem kasserne, således at den mindste kasse befinder sig<br />
præcist i midten, se Figur 31. Den inderste kasse lukkes tæt<br />
med låg, og den store kasse fyldes helt op med isolering, og<br />
låget lukkes tæt til med tape, se Figur 32. Åbningerne, hvor<br />
ledningen til pæren og termometeret udgår, <strong>for</strong>segles ligeledes<br />
med tape. Pæren tændes, og computeren sættes til at<br />
logge data. Pærens effekt var konstant under hele <strong>for</strong>søget, Figur 31 Der isoleres mellem de to kasser<br />
68
B147 P1 2003<br />
21 W. Temperaturen begynder nu at stige inde i kassen. Stigningen kan følges gr<strong>af</strong>isk på computeren.<br />
Når kurven begynder at flade ud, er det tegn på, at den indvendige kasse er ved at nå ligevægtstemperaturen,<br />
dvs. den temperatur, hvor størrelsen <strong>af</strong> varmestrømmen<br />
gennem kassen er lig den tilførte <strong>fra</strong> pæren.<br />
Når denne tilstand opnås, stoppes <strong>for</strong>søget. Jo højere ligevægtstemperaturen<br />
er, desto bedre isolerer det pågældende<br />
isoleringsmateriale.<br />
B.4 Resultater<br />
Fra Science Workshop fik vi overført de målte data til Figur 32 Kassen lukkes og <strong>for</strong>segles med tape<br />
Microsoft Excel og kunne således plotte de fire ønskede<br />
gr<strong>af</strong>er. I det nedenstående beskrives gr<strong>af</strong>ernes <strong>for</strong>løb enkeltvis. Gældende <strong>for</strong> dem alle er, at x-aksen<br />
er tiden givet i sekunder [s], og y-aksen er temperatur<strong>for</strong>skellen i Kelvin [K] over det givne materiale.<br />
Figur 33 Uden isolering. Som det ses, flader kurven ud efter ca. 4000 s, hvormed systemet har opnået sin ligevægtstemperatur.<br />
Endvidere ses, at dette blot sker ved en temperatur<strong>for</strong>skel på ca. 15 K.<br />
69
B147 P1 2003<br />
Figur 34 Isolering med Glasuld. Som det ses, opstår en pludselig ligevægtstemperatur efter ca. 16.000 s, hvor gr<strong>af</strong>en<br />
går <strong>fra</strong> støt stigende til at flade ud. Dette sker ved en temperatur<strong>for</strong>skel på ca. 74 K.<br />
Figur 35 Isolering med polystyren. Som det ses, flader kurven tilnærmelsesvis ud efter ca. 55.000 s, ved en temperatur<strong>for</strong>skel<br />
på 72 K.<br />
70
B147 P1 2003<br />
Figur 36 Isolering med Papiruld. Som det umiddelbart ses, opnås stationær tilstand efter ca. 48.000 s, ved en temperatur<strong>for</strong>skel<br />
på ca. 74 K.<br />
B.5 Fejlkilder<br />
Upræcis temperaturmåling: De anvendte temperaturfølere var ikke præcise. Selvom de var placeret<br />
i samme rum blot 30 cm <strong>fra</strong> hinanden, kunne der registreres en temperatur<strong>for</strong>skel på næsten 2 K. Dette<br />
kompenseredes der dog <strong>for</strong>, da følernes placering var den samme under alle fire del<strong>for</strong>søg.<br />
Et andet problem ved temperaturfølerne var, at selvom de ifølge producenten skulle kunne måle op<br />
til 105˚C, ser det ud til, at øverste målte temperatur var 97,122˚C. Dette ses på gr<strong>af</strong>erne <strong>for</strong> glasuld<br />
(Figur 34) og Papiruld (Figur 36), hvor kurven knækker ved netop denne temperatur. Endvidere ses<br />
det tydeligt i Figur 37, hvor de to gr<strong>af</strong>er er plottet sammen.<br />
Kassens kuldebroer: Flere steder sluttede kassen ikke helt tæt grundet måden, hvorpå den er konstrueret.<br />
Den er bygget <strong>af</strong> krydsfinerplader og samlet med små søm, der har en tendens til at flække<br />
de tynde træplader. Sammenslutningen omkring ledningerne til temperaturfølere og varmelegemet<br />
var heller ikke tæt. Tilsammen skabte disse faktorer en del kuldebroer.<br />
Isoleringstæthed: I <strong>for</strong>søget med polystyren var det tilgængelige materiale ikke løsfyld, men faste<br />
plader. Der<strong>for</strong> sluttede materialet ikke helt tæt op til kassens indvendige sider. Dette skyldes den må-<br />
71
B147 P1 2003<br />
de, hvorpå materialet var udskåret, hvilket skete efter bedste evner med en glødetråd. Samtidig er<br />
polystyren et stift materiale, og er der<strong>for</strong> svært at tilpasse med præcision.<br />
Kassen er ikke 100 % symmetrisk: Grundet den store kasses ud<strong>for</strong>mning, er det umuligt at opnå<br />
samme isoleringstykkelse hele vejen rundt om den lille kasse. Dermed bliver varmetabet over de seks<br />
sider ikke identisk. Det ideelle tilfælde vil være en perfekt kugle.<br />
Figur 37 Gr<strong>af</strong>en illustrerer problemet med upræcise temperaturmålinger. Begge gr<strong>af</strong>er flader ud ved 97,122 C<br />
<br />
72
B147 P1 2003<br />
B.6 Vurdering<br />
For at få en <strong>for</strong>nemmelse <strong>af</strong>, hvor godt de <strong>for</strong>skellige materialer isolerer, sammenlignes disse i flg.<br />
gr<strong>af</strong>:<br />
∆t (K)<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Gr<strong>af</strong>sammenligning<br />
0<br />
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000<br />
Tid (s)<br />
Figur 38 Samtlige <strong>for</strong>søgsresultater plottet sammen<br />
73<br />
Polystyren<br />
Papiruld<br />
Glasuld<br />
Uden isolering<br />
Som det ses, går der ikke længe, før der i del<strong>for</strong>søget uden isolering opnås stationær tilstand. Luften<br />
mellem de to kasser samt de tynde krydsfinerplader isolerer altså meget ringe. Derimod ses, at isolering<br />
generelt <strong>for</strong>mindsker varmetabet og der<strong>for</strong> er længere tid om at skabe en stationær tilstand.<br />
Anskues de tre tilfælde med isolering, ses umiddelbart, at de alle opnår stationær tilstand omkring<br />
en temperatur<strong>for</strong>skel på 70-75 K. Dog er der <strong>for</strong>skel på gr<strong>af</strong>ernes <strong>for</strong>løb. I tilfældet med polystyren<br />
ses, at der langsomt skabes stationær tilstand, hvorimod gr<strong>af</strong>erne <strong>for</strong> glasuld og Papiruld pludselig<br />
knækker over i en stationær tilstand. Som beskrevet i fejlkilder <strong>for</strong>ekommer dette knæk ved en temperatur<br />
i den indre kasse på 97,122˚C i begge tilfælde. Dette indikerer fejl ved temperaturfølerne, der<br />
ifølge manualen skulle kunne registrere en temperatur på 105˚C. Beskues de to gr<strong>af</strong>ers hældning, ser<br />
det ud til, at disse, hvis ikke denne temperaturbegrænsning havde eksisteret, ville opnå stationær tilstand<br />
ved en højere temperatur<strong>for</strong>skel. Endvidere ses, at gr<strong>af</strong>en <strong>for</strong> glasuld har den største hældning<br />
lige før knækket finder sted, hvor<strong>for</strong> dette materiale må isolere bedst.<br />
Resultatet kan sammenholdes med Tabel 5 på side 25. Da varmeledningsevnen <strong>for</strong> de <strong>for</strong>skellige<br />
materialer er stort set ens, må væsentlige <strong>for</strong>skelle i <strong>for</strong>søgsresultaterne tilskrives de <strong>for</strong>skellige fejl-
B147 P1 2003<br />
kilder. Herunder særligt <strong>for</strong>skellighed i isoleringstætheden, hvilket er tydeligt <strong>for</strong> polystyren, som<br />
opnår et væsentligt dårligere <strong>for</strong>søgsresultat end glasuld og Papiruld.<br />
B.7 Konklusion<br />
Ud <strong>fra</strong> <strong>for</strong>søgsresultaterne alene kan der konkluderes, at glasuld isolerer bedst, og at der sker en<br />
markant reducering <strong>af</strong> varmetabet ved at anvende isolering. Dog er der til førstnævnte påstand knyttet<br />
en vis usikkerhed grundet fejlkildernes indvirken, hvilket ligger til grund <strong>for</strong>, at de enkelte materialers<br />
isolans ikke er beregnet.<br />
Appendiks C Formel <strong>for</strong> varmestrøm gennem ét materialelag<br />
I teori<strong>af</strong>snittet er givet Fouriers lov om varmeledning. Her gælder:<br />
dt<br />
Φ=− λ A<br />
(C.1)<br />
dx<br />
λ og A er som bekendt konstanter. Hvis det <strong>for</strong>udsættes, at <strong>for</strong>holdene er stationære, så er varmeta-<br />
bet (Φ) gennem hele laget konstant, hvilket betyder, at temperaturgradienten (dt/dx) ligeledes er kon-<br />
stant. Der<strong>for</strong> må temperaturen <strong>for</strong>løbe retliniet gennem laget som vist på Figur 39<br />
Hvis temperaturen udtrykkes ved ligningen:<br />
t(x) = ax +b<br />
Ses det, at:<br />
dt<br />
dx<br />
= a<br />
(C.2)<br />
Ved hjælp <strong>af</strong> de to overfladetemperaturer t(x=0) = t1 og t(x=s) = t2 fås:<br />
t = a⋅ 0 + b<br />
1<br />
t2−t1 og a =<br />
t = b<br />
1<br />
t b<br />
( )<br />
s−0<br />
1 = og ( t2−t1) a = s−0<br />
74<br />
Figur 39 Temperaturfald gennem<br />
et homogent materiale,<br />
efter (Steen-Thøde, 2003)
B147 P1 2003<br />
Disse indsættes nu i Formel (C.1). Bemærk, at da t2-t1 er negativ, ændres <strong>for</strong>tegnet.<br />
Φ=<br />
⇓<br />
( t2−t1) λ s<br />
A<br />
λ A λ A<br />
−<br />
Φ=− = (C.3)<br />
dt ( t1 t2)<br />
dx s<br />
Denne kan igen omskrives, da vi får givet udtrukket <strong>for</strong> isolans:<br />
Dermed kan Formel (C.3) skrives som:<br />
s R = λ<br />
(C.4)<br />
A Φ= ( t − t )<br />
(C.5)<br />
R<br />
1 2<br />
Appendiks D Formel <strong>for</strong> varmestrøm gennem flere lag<br />
Fra rapporten <strong>af</strong>snit 9.4.2 er givet <strong>for</strong>mlerne <strong>for</strong> udregning <strong>af</strong> varmestrømmen gennem de enkelte<br />
lag:<br />
Disse omskrives nu med henblik på at udlede den generelle <strong>for</strong>mel <strong>for</strong><br />
varmestrøm over flere materialer.<br />
Over R1:<br />
Over R2<br />
Over R3<br />
Φ= ( t −t ) A⇔t − t = R ⇔ t = R + t<br />
1<br />
Φ Φ<br />
R11 2 1 2 1 A 1 1 A 2<br />
Φ= ( t −t ) A⇔t − t = R ⇔ t = R + t<br />
1<br />
Φ Φ<br />
R22 3 2 3 2 A 2 2 A 3<br />
Φ= ( t −t ) A⇔t − t = R ⇔ t = R + t<br />
1<br />
Φ Φ<br />
R33 4 3 4 3 A 3 3 A 4<br />
Der ses nu på sidste del <strong>af</strong> ovenstående udledninger, hvor <strong>for</strong>mlen <strong>for</strong> t2 sættes ind i R2, så:<br />
75<br />
Figur 40 Varmestrøm gennem<br />
et inhomogent materiale. Efter<br />
(Steen-Thøde, 2003)
B147 P1 2003<br />
t = R + R + t<br />
(D.1)<br />
Φ Φ<br />
1 1 A 2 A 3<br />
I <strong>for</strong>mlen <strong>for</strong> R3 indgår t3, hvilket nu indsættes i Formel (D.1):<br />
t<br />
<br />
= R + R + R + t<br />
t − t<br />
<br />
= R + R + R<br />
t − t = ( R + R Φ + R )<br />
Φ Φ Φ<br />
1 1 A 2 A 3 A 4<br />
Φ Φ Φ<br />
1 4 1 A 2 A 3 A<br />
1 4 1 2 3<br />
<br />
( t1−t4) A<br />
Φ=<br />
( R + R + R )<br />
<br />
1 2 3<br />
Fra <strong>af</strong>snit 9.7 er transmissionskoefficienten givet ved:<br />
Ri<br />
Ru<br />
Kilde: (DS 418, 2002, s.21)<br />
76<br />
A<br />
( t1−t4) A<br />
Φ=<br />
∑ R<br />
(D.2)<br />
1 U Ri+ R+ Ru<br />
= ∑<br />
Indvendig overgangsisolans, ofte 0,13 2<br />
mK<br />
W<br />
Udvendige overgangsisolans, ofte 0,04 2<br />
mK<br />
W<br />
(D.3)
B147 P1 2003<br />
Figur 41 Varmestrøm i et inhomogent materiale med overgangsisolans medtaget<br />
Denne sættes i relation til Formel (D.2). Først beskrives Figur 41 ud <strong>fra</strong> Formel (D.2), og det ses her,<br />
at:<br />
Φ= ∑<br />
( ti tu)<br />
Ri R Ru A<br />
−<br />
+ +<br />
Formel (D.3) og Formel (D.4) sammenskrives, og der fås:<br />
77<br />
(D.4)<br />
Φ= ( t − t ) UA<br />
(D.5)<br />
i u