Konstruktion passivhus - Sweco
Konstruktion passivhus - Sweco
Konstruktion passivhus - Sweco
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Konstruktion</strong> <strong>passivhus</strong><br />
Fredrik Karlsson<br />
1
<strong>Konstruktion</strong> - Isolering<br />
2
Hur kan värme transporteras?<br />
Värmeenergi transporteras genom<br />
• Ledning<br />
• Strålning<br />
• Konvektion<br />
3
Naturen visar:<br />
Porösa material minskar värmeförluster<br />
Fåglar ökar luftmängden mellan fjädrarna och<br />
förbättrar så sin isolering<br />
4
Vad är U-värdet?<br />
U-värdet kallas också<br />
värmegenomgångskoefficient.<br />
Enhet är Watt/kvadratmeter och<br />
Kelvin [W/m²,K]. Värdet anger hur<br />
mycket värme som går genom<br />
konstruktionen per kvadratmeter<br />
och en grad temperaturskillnad<br />
mellan inne- och utetemperatur.<br />
5
Beräkning av U-värde<br />
1 dimensionell, homogen tvärsnitt<br />
Betong Isolering Puts<br />
d = materialtjocklek [m]<br />
= materialets ledningsförmåga [W/mK]<br />
Rsi/se = inre/yttre värmeövergångsmotstånd [m²K/W]<br />
R = värmemotstånd [m²K/W]<br />
U = värmegenomgångskoefficient [W/m²K]<br />
6
Ledningsförmåga för några material<br />
Material<br />
Material<br />
Aluminium 200 Puts 0,9-1,2<br />
Betong 1,7 Sandsten 2,4<br />
EPS 0,033-0,040 Stål 60<br />
Gipsskiva 0,22 Tegel 0,5-0,7<br />
Kalksandsten 0,95 Träd 0,14-0,16<br />
Mineralull 0,033-0,042 Trädspånskiva 0,14<br />
Källa: Tillämpad byggnadsfysik, Bengt-Åke Petersson<br />
7
Isoleringsmaterial<br />
EPS 0,035<br />
Mineral-/Stenull 0,035 - 0,05<br />
Foamglass/cellglas 0,050 - 0,075<br />
Kalciumsilikat 0,060<br />
Vakuumisolering 0,008<br />
Naturprodukter (träd, kork, hampa, ull,…) > 0,04<br />
Fuktigt material har sämre isolerförmåga!<br />
Använd helst tillverkarens data, men var kritiskt, ofta anges bästa möjliga materialvärde<br />
8
5 min arbetstid<br />
Övning: Beräkna U-värde för ett homogent väggtvärsnitt<br />
Puts<br />
Betong<br />
Mineralull<br />
Puts<br />
= 0,70 W/mK<br />
= 1,70 W/mK<br />
= 0,033 W/mK<br />
= 1,00 W/mK<br />
Rsi/se beroende av värmeströmriktning (se facklitteratur), här<br />
Rsi = 0,13 mK/W<br />
Rse = 0,04 mK/W<br />
Källa: Tutorium 1 Byggnadsfysik Ruhr-Universitet Bochum<br />
U = 0,13 W/m²K<br />
9
Beräkning av U-värde<br />
2 dimensionell, inhomogent tvärsnitt<br />
Träsk.<br />
Isolering<br />
Puts<br />
Träsk.<br />
Trä<br />
Puts<br />
Träsk.<br />
Isolering<br />
Trä<br />
Puts<br />
10
Rekommenderade U-värden för <strong>passivhus</strong> enligt internationell certifiering<br />
Tak 0,15-0,25 Tak 0,15<br />
Fönster 1,2<br />
Lågenergihus<br />
Passivhus<br />
Fönster 0,8<br />
Vägg 0,20-0,30<br />
Vägg 0,15<br />
(= 24cm isolering)<br />
Bottenplatta 0,30-0,35 Bottenplatta 0,15<br />
11
Beräkning av Transmissionsvärmeförluster<br />
QT = U*A*GT<br />
A = Omslutningsarea [m²]<br />
GT = Graddagar (Tid som radiatorn behövs) [Kh/år]<br />
Vilka möjligheter finns att minimera QT?<br />
Förbättra U-värdet<br />
Minimera omslutningsarea<br />
12
KOMPAKT?<br />
13
A / V = Omslutningsarea / volym<br />
- Ju lägre desto bättre!<br />
Minskar övriga kostnader för att<br />
uppnå <strong>passivhus</strong>standard.<br />
14
Betydelse större omslutningsarea vid samma boyta<br />
10% större än kvadrat<br />
2 cm extra isolering<br />
Värden gäller centraleuropa!<br />
20% större än kvadrat<br />
4 cm extra isolering<br />
15
Vanliga konstruktioner för <strong>passivhus</strong><br />
lätt<br />
konstruktion<br />
med trä och<br />
isolering<br />
tung<br />
konstruktion<br />
med<br />
kalksandsten<br />
och isolering<br />
medeltung<br />
konstruktion<br />
med betong,<br />
trädplattor och<br />
isolering<br />
tung<br />
konstruktion<br />
i ett skikt<br />
tung<br />
konstruktion<br />
sandwichelement<br />
16
Ex på trävägg<br />
Vägg i Passivhus Granbäck<br />
1 Träpanel.<br />
2 PAROC XMV 080, Vindtät.<br />
3 Korslagd regelstomme med 45 mm isolering,<br />
PAROC UNS 37z, Vägg-/Bjälklagsskiva Trä.<br />
4 Bärande stomme med mellanliggande<br />
isolering 170 mm,PAROC UNS 37z, Vägg-/<br />
Bjälklagsskiva Trä.<br />
5 Fristående isolerskikt 170 mm (utan reglar)<br />
PAROC UNS 37z, Vägg-/Bjälklagsskiva Trä.<br />
6 PAROC XMW 001, Plastfolie.<br />
7 Installationsskikt med 70 mm isolering,<br />
PAROC UNS 37z, Vägg-/Bjälklagsskiva Trä.<br />
8 Gipsskiva.<br />
U-värde: 0,09 W/m2<br />
18
På www.passiv.de finns det certifierade konstruktioner för <strong>passivhus</strong> med U-värde ≤ 0,15<br />
W/m²K<br />
19
Köldbryggeminimerade produkter för<br />
takkonstruktionen<br />
20
Isoleringstjocklek ≈ 1 ölback<br />
21
Typiska U-värden<br />
22
Fukttransport<br />
23
Hur sker fukttransport?<br />
Fukt transporteras genom<br />
• Diffusion<br />
• Kapilarsugning<br />
• Ledning<br />
24
Luftens vattenhalt<br />
Varm luft kan ta upp mer vattenånga än kall<br />
Vatten<br />
Luftens vattenhalt [g/m³]<br />
Mättnadsångkurva,<br />
daggpunkt<br />
Vattenånga<br />
Lufttemperatur [ºC]<br />
När luften är mättad, kondenserar<br />
tillkommande vattenånga.<br />
25
Temperaturförlopp i en vägg<br />
Temperaturförloppet i ett homogent materialskikt är<br />
ungefär lineär.<br />
Kondens<br />
Om temperaturen i materialet sjunker under luftens<br />
daggpunkt, blir det kondens.<br />
Källa: Föreläsning fukt Byggnadsfysik Ruhr-Universitet Bochum<br />
26
Temperaturförlopp i en vägg<br />
Tx = Ti – Rx/Rtot(Ti-Te)<br />
Punkt x<br />
Tx = Temperatur punkt x<br />
Ti = Temperatur inne<br />
Rx = Motstånd alla skikt från<br />
insidan till punkt x<br />
Rtot = Motstånd hela konstruktion<br />
Källa: Föreläsning fukt Byggnadsfysik<br />
Ruhr-Universitet Bochum<br />
27
Fuktproblem<br />
Mögelrisk vid<br />
T≤12,6ºC!<br />
360 g vatten / dag/ m<br />
Jämförelse: Ångdiffusion<br />
ger 1 g vatten / dag /m²<br />
1 mm fog<br />
28
Isolera råsponten för att minska fuktrisk<br />
29
Fönster<br />
30
U-värdeberäkning för fönster<br />
UW = U-värde fönster (window)<br />
UF = U-värde karm (frame)<br />
UG = U-värde glas<br />
(psi-värde) = koefficient för lineär köldbrygga [W/mK]<br />
är ingen konstant men beroende på situation för<br />
inbyggnad av glas i karmen och karmen i<br />
fönsteröppning Internationell Passivhuskriterium<br />
Uw ≤ 0,85 W/m²K; UG ≤ 0,8 W/m²K<br />
Svensk krav: Uw ≤ 0,9 W/m²K<br />
31
Indata för beräkning av Areor<br />
window<br />
glas<br />
frame window glas<br />
glas<br />
Inbygg<br />
frame<br />
33
5 min arbetstid<br />
Övning: Beräkna Uw<br />
UG = 0,6 W/m²K<br />
UF = 1,2 W/m²K<br />
spacer = 0,08 W/mK<br />
Fönsteröppning bredd 2m, högt 1m<br />
Karmbredd 0,10 m<br />
34
AW = 2m*1m = 2m²<br />
AG = (2m-2*0,1m)*(1m-2*0,1m)=1,44m²<br />
AF = 2m²-1,44m² = 0,56m²<br />
lF = 2x(2m+1m-4*0,1m)=5,2m<br />
UW = (0,6*1,44+1,2*0,56+0,08*5,2)/2<br />
=0,976 W/m²K<br />
35
Absorption<br />
Reflexion<br />
Transmission<br />
solfaktor g = transmission + 0,5*absorption<br />
Engelska: total solar transmittance (TST)/Solar Heat Gain Coefficient (SHGC used in US);<br />
Tyska: Gesamtenergiedurchlassgrad (g)<br />
Kompendium ”Sommerlicher Wärmeschutz”, Vorlesung Bauphysik II, Ruhr-Universität Bochum<br />
36
Bidrag från solen, QS<br />
r: Reduktionsfaktor tar hänsyn till karmen, skuggning,<br />
nedsmutsning och solinstrålningsvinkel<br />
g: Solenergitransmission vid 90ºvinkel instrålning<br />
genom glasskivan<br />
G: Solinstrålning under uppvärmningssäsong<br />
g (solenergitransmission) ≠ LT (ljusgenomsläpp)<br />
Internationell Passivhuskriterium: g > 0,5<br />
37
Vad är operativa<br />
temperaturen?<br />
Temperaturen som beskriver<br />
den samlade inverkan av<br />
luftens och omgivande<br />
ytornas temperatur<br />
Topt<br />
= (Tluft+Tytor)/2<br />
38
Strålning från ytor påverkar<br />
vår komfortkänsla. Om<br />
temperaturdifferensen<br />
mellan två eller fler ytor är<br />
> 3K, känner vi diskomfort.<br />
39
Varför blir det kondens på utsidan av fönstret på<br />
morgonen?<br />
40
Placering av fönster i väggen<br />
Rekommenderad<br />
inbyggnad<br />
Ofördelaktig<br />
inbyggnad<br />
Hitta optimala läget med hjälp av en köldbryggeberäkning.<br />
Tänk också på skuggning och lägre bidrag från solen.<br />
Ofördelaktig inbyggnad kan nästan fördubbla husets<br />
energianvändning.<br />
41
Exempel: Inbyggnad fönster<br />
Karmen framför murverk i<br />
isoleringsskikt<br />
Punkmässig infästning med<br />
metallvinklar<br />
Tape för lufttäthet<br />
Kraftfördelning via trälist<br />
42
Fönsterhöjder för att undvika kallras<br />
43
Solavskärmning<br />
Utvändiga persienner<br />
Mellanliggande persienner<br />
Invändiga persienner<br />
Med utvändiga persienner tränger mindre värme in i huset än med invändiga persienner<br />
Kompendium ”Sommerlicher Wärmeschutz”, Vorlesung Bauphysik II, Ruhr-Universität Bochum<br />
45
Köldbryggor<br />
46
Geometrin och kompakthet<br />
påverkar även köldbryggor<br />
Vad är en köldbrygga?<br />
En del av byggnaden, där<br />
värmetransport är större än i<br />
omgivande konstruktionen<br />
47
Vilka köldbryggor finns?<br />
materiel<br />
tjocklek<br />
Varje hörn<br />
och varje<br />
genomföring<br />
är en<br />
köldbrygga!<br />
geometriska<br />
Bildkällor: kompendiet ”Wärmebrücken” W.Willems<br />
48
Temperaturförlopp i köldbrygga<br />
49
Köldbrygga vid sanering/fuktproblem<br />
Ändring av yttemperatur<br />
Innan sanering konventionell sanering <strong>passivhus</strong> sanering<br />
Temperaturförlopp i hörn med skåp framför väggen<br />
50
Obruten isoleringsskikt runt hela huset<br />
Omkring ett <strong>passivhus</strong> måste man kunna rita<br />
isoleringsskiktet runt hela huset utan att lyfta på<br />
pennan.<br />
Källa: ”<strong>Konstruktion</strong>shandbuch für Passivhäuser”, Passivhausinstitut<br />
51
5 min arbetstid<br />
Typiska punkter för köldbryggor<br />
52
Köldbryggebrytande skikt på och under yttervägg<br />
53
Ny köldbryggebrytande fundament vid sanering<br />
54
Isolering under/bredvid bottenplatta<br />
Ledningförmåga<br />
Under bottenplatta Yttervägg Fasade<br />
55
Yttervägg på källarbjälklag (ouppvärmd källare)<br />
Ouppvärmd<br />
källare<br />
56
Anslutning vägg/fundament eller källare<br />
Isoleringssten<br />
57<br />
Köldbryggakoefficient i W/(mK)<br />
Ledningsförmåga isoleringssten i W/(mK)
Köldbrygga infästning<br />
Aluminium<br />
Värmeförluster via randinfästning kan vara upp till 40%<br />
av hela ytterväggens värmeförluster<br />
58
Köldbrygga infästning<br />
Värmeförluster via randinfästning kan vara upp till 40%<br />
av hela ytterväggens värmeförluster<br />
59
Inhomogena byggdelar<br />
= 0,013 W/mK<br />
U = 0,128 W/m²K<br />
+20%, relevant!<br />
Försumbar<br />
köldbrygga vid<br />
vanlig<br />
regleravstand<br />
= 0,005 W/mK<br />
U = 0,117 W/m²K<br />
+9%, beakta<br />
köldbrygga!<br />
60
Köldbryggorna kan vara<br />
punktformig eller linjär<br />
En köldbrygga ger större<br />
energiförluster och högre skaderisk<br />
Källa: bok ”Vandrande fukt Strålande värme”, Carl-Erik Hagentoft<br />
61
Ψ (psi) = värmegenomgångskoefficient för en<br />
linjära köldbrygga (W/mK) t.ex. en anslutning<br />
av två ytterväggar<br />
< 0,01 W/mK (internationellt krav)<br />
Χ (chi) = värmegenomgångskoefficient för en<br />
punktformiga köldbrygga (W/mK)<br />
< 0,02 W/K (internationellt krav)<br />
62
När gäller en konstruktion<br />
som köldbryggefri?<br />
En konstruktion gäller som<br />
köldbryggefri enlig internationell<br />
definition om samtliga byggdelar har<br />
Ψ < 0,01 W/m,K<br />
X < 0,02 W/K<br />
63
Köldbryggorberäkningsprogram<br />
HEAT<br />
Också tredimensionell<br />
Therm<br />
http://windows.lbl.gov/software/therm/therm.html<br />
Freeware<br />
Matlab<br />
…<br />
64
65<br />
Källor: http://anderzzon82.blogspot.com/
Köldbryggor – kom ihåg<br />
Undvik helst köldbryggor<br />
Om ett skikt blir brutet, så använd<br />
material med låg ledningsförmåga<br />
Slut isolering alltid utan hål eller sprickor<br />
Undvik extra hörn eller bygg vinkel<br />
maximal 90º<br />
66
TÄTHET<br />
67
När är en byggnad tät?<br />
En byggnad kan aldrig vara 100% tät.<br />
Passivhus efter internationell certifiering<br />
ska ha mindre än 0,6 oms/h<br />
Passivhus efter svensk definition ska ha<br />
mindre än 0,3 l/(s,m²)<br />
68
I ett <strong>passivhus</strong><br />
måste man<br />
kunna rita<br />
täthetsskiktet<br />
utan att lyfta<br />
pennan.<br />
Hög täthet nås om:<br />
Alla detaljer är enkla att bygga<br />
Stora obrutna ytor används<br />
Tekniker inte blandas<br />
Genomförningar genom täthetssikt undviks förutom absolut<br />
nödvändiga<br />
69
Byggnadens lufttäthet<br />
Kan man räkna ut byggnadens<br />
lufttäthet?<br />
Nej, det finns inte något datorprogram<br />
eller liknade som kan räkna ut<br />
lufttätheten hos olika byggnader.<br />
Dvs. man måste ut och mäta i<br />
verkligheten.<br />
70
Tänk igenom vilka<br />
arbetssteg som måste<br />
göras först<br />
71
Anslutning folie / puts<br />
72
Anslutning folie / puts<br />
73
Obruten ångspärr<br />
74
Blockskarvar, skarvar i anslutning tak/vägg<br />
75
När ska<br />
luftläckage<br />
testas?<br />
Under byggskedet<br />
eller när huset är<br />
färdigt?<br />
Både och eftersom<br />
i byggskedet kan<br />
luftläckning åtgärds<br />
men slutvärdet<br />
behövs också för<br />
beräkningar<br />
76
Byggnadens lufttäthet<br />
EN 13829<br />
Standarden går ut på att man provtrycker<br />
byggnaden med hjälp av en fläkt som<br />
man placerar i ytterdörr.<br />
Där fläkten drar in eller ut luft ur<br />
byggnaden och skapar +/- 50Pa<br />
tryckdifferens mellan insida och utsida av<br />
byggnaden.<br />
Man kan även provtrycka vissa delar av<br />
en byggnad t.ex. lägenheter i ett<br />
hyreshus.<br />
77
Infiltration<br />
n = 0,67<br />
Ex. hus på 100 m 2<br />
q 50 = 0,6 l/s, m<br />
q N = 0,6*(4/50) 0,67 = 0,11 l/s, m 2<br />
Vilket motsvarar ca 14 kWh/m 2 ,år<br />
q 50 = 0,6 l/s, m 2<br />
q 50 = 0,3 l/s, m 2<br />
q N = 0,3*(4/50) 0,67 = 0,055 l/s, m 2<br />
Vilket motsvarar ca 7 kWh/m 2 ,år<br />
78
Byggnadens lufttäthet<br />
79
Byggnadens lufttäthet<br />
Exempel:<br />
Trekantens sporthall.<br />
Utetemperatur: 6ºC<br />
80
Byggnadens lufttäthet<br />
Exempel:<br />
Lgh i Nybro vind ca 3-4m/s<br />
(ingen provtryckning)<br />
81
Genomföringar<br />
Installationer innanför<br />
tätskiktet<br />
82
Change language