HVAC i velisolerede bygninger

I et energieffektivt hus er behovet for rumopvarmning meget lavt. I et passivhus kræves der f.eks. maks. 10–15 W/m2 til rumopvarmning, hvilket giver et samlet behov på 1,0–1,5 kW pr. 100 m2 overflade. Det er derfor ikke altid længere nødvendigt med et traditionelt varmesystem med radiatorer eller gulvvarme. Varme kan fx genereres ved hjælp af ventilationen.

Der skal dog huskes på, at i Danmark er det lovkrav, at temperaturen skal kunne reguleres i hvert rum. I et energieffektivt hus med god varmeisolering i klimaskærmen kan der opnås et behageligt indeklima ved hjælp af lavere rumtemperaturer end i huse med mindre varmeisolering. Man stræber normalt efter en rumtemperatur på 20–21 °C i designprocessen.

Gulvvarme kan anvendes i badeværelser, da det giver en behagelig fornemmelse og bidrager til at gulvet hurtigt tørrer. Gulvtemperaturen skal dog være lavere end normal gulvvarme for at undgå alt for høje temperaturer. Gulvtemperaturen bør kun være 1–3 °C højere end temperaturen i luften. Store overflader med gulvvarme skal undgås i de øvrige lokaler.

Den lodrette temperaturforskel i rummene bør være mindre end 2 °C mellem 0,1 og 1,1 m, dvs. mellem anklen og nakken på en siddende person.

I et energieffektivt hus er den passive solvarme en vigtig del af varmetilskuddet. Temperaturen i forskellige rum varierer afhængigt af bidraget fra solvarme og indvendig varmetilførsel. Opvarmningstiden for et energieffektivt hus er kort sammenlignet med et standardhus. Bidraget fra solvarme kan dog også give en alt for høj temperatur selv i det tidlige forår. Derfor skal det være muligt at aflede luften fra varmegenvindingen for at undgå behov for køling.

Husets konstruktion skal gerne levere køling ved hjælp af passive midler. Dette inkluderer vinduer med solfilter, nedkøling om natten ved hjælp af ventilationen og effektiv ventilation om dagen (se nedenstående figur). Erstatningsluft til ventilationen kan tages ind fra husets nordlige side. Jordvarme kan anvendes for at forvarme frisk luft om vinteren, og til nedkøling om sommeren.

Vinduer med solfilter og/eller solafskærmning er nogle af de mest effektive metoder til at formindske overtemperaturer.


Kølebehov ved passivhusteknik


Når man vælger brændeovn bør man tage hensyn til størrelsen af denne, da lavenergihuse har et meget lille opvarmningsbehov. Kapaciten af brændeovnen skal derfor passe til husets varmebehov. Brændeovnens varmelagringskapacitet og varmeudviklingsgrad afhænger fuldstændigt af dens størrelse.

Ventilationsgrad og varmegenvinding

I beboelsesrum såvel som i boligen totalt skal der være en udelufttilførsel på mindst 0,3 l/s pr. m2 opvarmede etageareal. Køkkener skal forsynes med emhætte med udsugning over komfur.

Med BR10 er der indført mulighed for anvendelse af behovsstyret ventilation i institutionsbyggerier og i begrænset omfang i etageboliger. Ved anvendelse af behovsstyret ventilation er der dog stadig et krav om et minimum luftskifte i alle rum, der bl.a. skal sikre mod forhøjede koncentrationer af CO2, radon og formaldehyd i indeklimaet. I institutioner betyder behovsstyringen fx, at luftskiftet automatisk øges i lokaler, hvor mange børn samles, mens der spares i andre dele af institutionen. Brugen af behovstyret ventilation kan give en betydelig energibesparelse. Fx viser erfaringer fra brug af behovstyret ventilation i institutionsbyggerier, at der kan spares ca. 40 % af energiforbruget til ventilationen.

Ventilationsanlæg skal udføres med varmegenvinding med en tør temperaturvirkningsgrad på mindst 75 %.. Anlæg, der forsyner én bolig, skal forsynes med varmegenvinding med en tør virkningsgrad på mindst 85 %.
Ifølge byggereglerne i Sverige kræves der normalt en minimal ventilationsgrad på mellem 10–15 l/s pr. person, hvilket er ca. 1 l/s pr. m2 i kontorbygninger med normal belægning, og 0,5 luftcirkulation pr. time i boligmiljøer i beboelsesejendomme.

Nedenfor er et eksempel på ventilationsgrader for kontorer afhængig af forureningsgraden opdelt i tre kategorier (CEN 1752)

Kategori  Kun personer Materialer med lille forurening Materialer med stor forurening
   l/sm2  l/sm2 l/sm2 
 A 1.0 2.0  3.0 
 B 0.7  1.4  2.1 
 C 0.4  0.8  1.2 

Når man beregner ventilationsgraden kan indholdet af kuldioxid anvendes i stedet for ventilationsgrader. Det er dog ikke sikkert at anvende kuldioxidindholdet til at måle ventilationen, da koncentrationen i bygninger sjældent er stabil på grund af variationer i belægning, ventilationsgrader og indholdet af udendørsluft. Jævne kuldioxidværdier kan beregnes baseret på et kuldioxidudslip på 0,00567 l/s pr. person som bruger kontorbygningen.

Mængden af energi i ventilationsluften er høj og varmegenvinding er en økonomisk måde at sænke energi- og driftsomkostningerne af ventilationen. Varmegenvinding er mere brugbart ved højt luftflow og lave udetemperaturer. Grænseværdien kan indstilles efter den mindste varmegenvindingsgrad og størrelsen på luftbehandlingssystemet, hvor varmegenvindingen sker. Byggenormerne kræver i dag i Sverige en årlig genvindingsgrad på mellem 30–40 %. For passivhuse kræves en årlig genvindingsgrad på mindst 75 %. Moderne varmevekslere kan opnå en genvindingsgrad på op til 90 % i forhold til varmetabet. I kolde klimaer sænkes varmegenvindingsgraden dog på grund af behovet for optøning af is fra varmeveksleren.

Frisk indblæsningsluft forvarmes inden den kommer ind i ventilationssystemet for at forhindre varmeveksleren i at fryse. En jordvarmeveksler, som forvarmer indblæsningsluften reducerer eller fjerner helt behovet for afrimning. Jordvarmevekslere anbefales ikke i kolde klimaer på grund af mulig fugtkondens og hygiejneproblemer. Et system med sløjfe til jordvarme, som har en varmeveksler der forvarmer den friske luft er blevet afprøvet med succes til et af Parocs passivhus pilotprojekter.

I de tilfælde, hvor systemet har en varmeveksler, varmepumpe og et borehul eller en jordledning kan jordvarme eller -kulde udnyttes ved at anvende væske, som cirkulerer i rørledninger i jorden. Rørledningens længde eller borehullets dybde bestemmes af, hvor meget forvarmnings- eller nedkølingsenergi der kræves. En vandret jordledning genererer 10–20 W/m opvarmningsenergi.
.

Isolering af HVAC - systemer

HVAC-systemerne (varme, ventilation og klimaanlæg) er stadig vigtige i dagens lufttætte lavenergihuse. Luften og vandet, der varmes op eller køles ned skal bevare temperaturen, indtil den/det når den tilsigtede destination. Alle uønskede varmetab skal ventileres, hvilket skaber et højere energiforbrug.


Derfor er det vigtigt at se på både varmetabet og sluttemperaturen. Selv om det kun er en lille forandring af sluttemperaturen kan varmetabet være stort. 


Regneeksempel: Temperatur og varmetab i ventilationskanalen
Dimension:  315 mm 
Længde:  30 mm 
Lufttemperatur:  20°C 
Lufthastighed:  3 m/s
Omgivende temperatur: 6°C 

Isolering Varmetab, W  Sluttemperatur, °C 
Uisoleret 2607  12.9 
80 mm 226  19.3 
150 mm  143  19.5 


Regneeksempel: Varmetab i et varmtvandsrør

Rør er en væsentlig del af HVAC-systemer og skal isoleres for at reducere energiforbruget og driftsomkostningerne. Der kræves varmeisolering for at holde vandtemperaturen i rørene inden for det rigtige område. 


Dimension:  22 mm 
Lufttemperatur:  55°C 
Omgivende temperatur: 20°C 

Isolering λ værdi W/m°C  Isoleringstykkelse Varmetab W/m  Varmetab,
kWh /m, år 
Uisoleret  - 0 mm  40 350 
PAROC Hvac Section  0.035 20 mm   6.0 52
PAROC Hvac Section  0.035 40 mm  4.5 39
PAROC Hvac Section  0.035 60 mm  3.8 33

Selv kolde installationer har brug for tilstrækkelig isolering, både for at forhindre kondens og for at sænke omkostningerne. Det er generelt tre gange dyrere at sænke temperaturen med en grad end det er at hæve temperaturen med en grad.

Der er også et sundhedsmæssigt perspektiv i at holde temperaturen på det rigtige niveau. Hvis varmtvandstemperaturen falder for meget er der en øget risiko for spredning af sygdomme (f.eks. pontiac-feber eller legionærsyge) gennem det varme vand. Bakterier trives i temperaturer mellem 25–45°C, optimalt ved 35°C.

Anvend Parocs beregningsprogram for at afgøre hvilken isolering, der er nødvendig til dit projekt.