Embed Size (px)
Citation preview
Active House
LYS Temadag Arkitektskolen Aarhus 23. September 09
Ellen Kathrine Hansen, Arkitekt MAA, VKR Holding
Active House baggrund, visionen
Bolig for livet fra vision til virkelighed
Eref vinduets
helhedsorienterede værdi
VKR Gruppen
Dagslys, frisk luft og bedre miljø
Fremtidige krav – mindre vinduer og tykkere vægge
Baggrund
•
40 procent af energiforbruget i de industrialiserede lande bruges i bygninger
•
Vi tilbringer op i mod 90 procent af vores liv indenfor
•
Hver tredje bygning har dårligt indeklima, der medvirker til allergi, depression og nedsat læring
Baggrund
Brundtland rapporten ’Vores fælles fremtid’ 1987
Bæredygtig udvikling:
’…At sikre at den imødekommer de øjeblikkelige behov uden at gå på kompromis med de fremtidige generationers mulighed for at sikre deres behov.’
19/10/2009
66
COAL
Uranium
900900Total Total
reservereserve
220220
Petroleum
170170
Natural Gas
7070WIND
Waves0.5
OceanThermalEnergyConversion
Biomass
HYDRO44
TIDES0.3
22
FINITE ENERGYRESERVES
1515
World energy
use15 TW‐yr per year
~ 450 exajoules~ 440 Quads
2323
1111
Energiressourcer i verden
Geothermal
Renewable energy
19/10/2009
66
COAL
Uranium
900900Total Total
reservereserve
220220
Petroleum
170170
Natural Gas
7070
WIND
Waves0.5
OceanThermalEnergyConversion
Biomass
HYDRO44
TIDES0.3
22
FINITE ENERGYRESERVES
Renewable energy
1515
World energy
use15 TW‐yr per year
~ 450 exajoules~ 440 Quads
2323
1111
Energiressourcer i verden
Geothermal
Solar Energy40.000
Ikke begrænsninger men muligheder
Visionen
Active
House er en vision om at udvikle og opføre bygninger, der producerer mere energi end de forbruger og samtidig har et sundt og komfortabelt indeklima og er i balance med omgivelserne
Visionen
Energi
Producerer mere energi end det forbruger
•
belaster hverken klimaet eller miljøet
•
bygningen er optimeret til at bruge mindst mulig energi
•
producerer vedvarende energi der er integreret i bygningen
Indeklima
Sundt
og
komfortabelt
indeklima
•
Masser af dagslys og frisk luft
•
Materialer har minimal påvirkning af indeklima og miljø
•
Et funktionelt og fleksibelt hus
Omgivelser
Er i balance med omgivelserne
•
harmoni med landskabet, byggestilen og den arkitektoniske tradition
•
regionale klimatiske forhold er integreret i designet, bygningen er orienteret i forhold til solen og omgivelserne
•
optimeret i forhold til de lokale energiforsyninger og strukturer
Designprincipper
•
Et hus der orienteres efter sol og omgivelser
•
Et åbent hus der lukker naturen ind
•
Et intelligent hus der reguleres efter vejr og behov
•
Et producerende hus, der laver vedvarende energi
Fra vision til virkelighed
8 eksperimenter
i 5 lande
”Et eksperiment er mere værd end 1.000 ekspertantagelser’
VKR Gruppens stifter Villum Kann Rasmussen
Bolig for livet
•
Lystrup, Danmark
•
Åbnede d. 20. april 2009
•
VELFAC er projektleder på
huset
•
Forventet energiforbrug -7 kWh/m2
Active House – ”Haus der Zukunft”
•
Regensburg i Tyskland
•
Åbnede d. 17. september 2009
•
Sonnenkraft
er projektleder på
huset
•
Forventet energiforbrug -3,2 kWh/m2
Active House – ”Solar Aktivhaus”
•
St. Veit
i Østrig
•
Sonnenkraft
er projektleder
på
huset
•
Forventet energiforbrug 0 kWh/m2
•
Åbner d. 2. oktober 2009
Active House – ”Green Lighthouse”
•
Københavns Universitets klimavenlige og bæredygtige hus med den lavest mulige CO2-
udledning
•
Forventet energiforbrug -7,5 kWh/m2
•
Åbner d. 20. oktober 2009
Project time perspectives
Opening
Open
house
Test period
Sale
”Home for Life”
April 2009Juli 2009
Oktober 2009Januar 2010
April 2010
”Green Lighthouse”
” Haus der zukunft ”
”Sun Light House”
”Solar Aktivhaus”
”France”
”UK”
”VELUX House”
September 2009
Juli 2010Oktober 2010
Januar 2011April 2011
Juli 2011Oktober 2011
Open house Test house for 2 years
Test house
Open house Test house
Test house for 2 years
Test house
Test houseOpen house
Test houseOpen house
Measuring Method
Method will be prepared to support the holistic evaluation of the Active House vision. This means that the quantitative measurements must be compared with the qualitative, experienced measurements.
Energy
Indoor climate
Environment
Quantitative measurements: Energy behaviour, energy balance, measurements of indoor climate
Qualitative measurements: End-users’
real behaviour and experience of the house
Results of measurements
Learning
Communication
Design phaseCalculated/preconditions
Construction phaseMeasuring uninhabited
Operation PhaseMeasuring inhabited
Energy • Space heating
• Hot utility water
• Electricity consumption:
Lighting, Appliances, Technical installations
•
Energy production by solar collectors, solar heat pump, solar cells
•
Passive solar heat (calculation method will be defined by the Ph.D.)
• U-value for roof, external walls and ground deck
• Energy features of windows, U-value, Ueff, g-value
•
Thermographic
investigation
• Blower Door test
• Space heating
• Hot utility water
• Electricity consumption:
Lighting, Appliances, Technical installations
•
Energy production by solar collectors, solar heat pump, solar cells
•
Passive solar heat (calculation method will be defined by the Ph.D.)
• CO2
from operation (calculations)
Indoor climate • Window area
• Daylight factor
• Timer for overheat temperature
• Temperature
• Mechanical and natural ventilation
•
Calibration, functional test and adjustment of the technical installations
• Daylight factor
• Lighting level
• Air temperature
• CO2
-concentration
• Air humidity
Environment •
Energy used for production of materials/CO2
content of materials
• CO2
footprint
• Local building tradition
• Adaptation to the surroundings and the landscape
• Relation to local energy supply
• Relation to incident solar radiation and wind
• Solar intensity
• Air temperature
• Air humidity
• Wind speed
• CO2
footprint
Measuring programme #3Quantitative
measurements
Design phaseCalculated/preconditions
Construction phaseMeasuring uninhabited
Operation PhaseMeasuring inhabited
Energy
Indoor climate
Environment
Measuring programme #3Qualitative
measurements
•
10 tværfaglige workshops
hvor innovation skabes ved at sætte eksisterende viden sammen på en ny måde
•
Intern arbejdsgruppe:
VELFAC, VELUX, Window Master
•
Rådgivere:
AART arkitekter
Esbensen Ingeniører,
KFS-Boligbyg
•
Spidskompetencer:
Ingeniørhøjskolen i Århus
Alexandra Instituttet
Statens Byggeforskningsinstitut
UndertitelUndertitelUndertitel
Proces
•
Mål
Proces
19.10.2009 / Page 27
Energikoncept
Huset er selvforsynende med El og varme på årsbasis
CO2 -udledning og energiforbrug betales tilbage over ca. 30 år
El sælges til nettet eller kunne oplade en el-bil til miljøvenlig transport.
Æstetik
Smukke løsninger der udspringer af: Energioptimeret, funktionelt og komfortabelt design
Stedets særlige karakter og lysets potentialer
Komfort
Funktionel og fleksibel indretning
Behageligt og sundt indeklima
Tæt kontakt til naturen og dens ressourcer
Proces
Proces
Proces
Proces
Udviklingsmodel
Solenergiproduktionen giver et årligt energioverskud
Solenergiproduktionen giver et årligt energitilskud
Statements:
Bolig for livet lever op til de forventede 2015 krav med fjernvarme som forsyning uden egenproduktion
Bolig for livet er beregningsmæssigt 100% energi-
og CO2 neutral på
årsbasis
3D skitse set fra sydøst
3D skitse set fra sydøst
B A
Snit A
Snit B
3D skitse set fra sydøst
Vi tester energiforbrug og forudsætninger – familien flytter ind
De aktive facader regulerer lysindfald og varmetab og udnytter den passive solenergi
What is Helo Fibre®
Helo Fibre® is made of PUR:
Fine glass treads reinforced with polyurethane
Architecture & Design
Slim sash profile adds lightness to architecture (43 mm)
VELFAC identity is maintained and developed
25 % bigger units – floor to ceiling units
VELFAC Helo® Accessories
Inside
sun / night screening
Uw
is improved with 10-25%
IO Control
Lining
ψ-value is improved with up to 75%
Basic window
Outside sun screening
88% of the sun’s energy is blocked
Motor
Controlled ventilation
Vinduers energimæssige egenskaber
Energibalancen Eref
MyterMuren isolerer bedre end vinduer
Uw
= 1,2 er bedre end Uw
= 1,3
Enertilskuddet
i fyringssæsonen
Sammenlignet med en væg har vinduet større varmetab, men kan i modsætning til væggen tilføre bygningen energi i form af lys og varme
For at udnytte vinduets energiegenskaber bedst muligt, bør der anlægges en energibalance betragtning (noget energi kommer ind og noget energi forsvinder ud).
Varmetab gennem vinduet
Uw
Solens energitilskud gennem vinduet
gw
Vinduets energibalance*
=Eref
*Energibalancen er vinduets reelle energimæssige ydeevne i fyringssæsonen for et standard hus iht. DS 418 [ kWh/m2 ]
Hvad indeholder Energitilskuddet
Energitilskudstallet Eref
SolindfaldRetningsbestemt solindstråling i DK i fyringssæsonen
RetningsgennemsnitDS 418 - Referencehus
–
26 % mod Nord
–
33 % fordelt mod Øst og Vest
–
41 % mod Syd
Fyringssæsonen =24/9
13/5
-5
0
5
10
15
20
Jan
Feb
Mar Apr
Maj Jun Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dec
VarmetabDen energimængde der i fyringssæsonen slipper ud gennem vinduet
SkyggefaktorIndbygget ca
50 mm tilbagetrukket fra mur, ca
0,5 m udhæng og horisontvinkel på
10°
Energibalance i fyringssæsonen
Den retningsorienterede energibalance
E = Ikorr
· Fs · gw
– G · Uw
[kWh/m2]
I
= Retningsorienteret solindstråling i fyringssæsonen korrigeret for lodret facadevindue. Fs
=
Skyggefaktor (for et standardhus
DS418: 0,7)gw
= Vinduets g-værdi [dimensionsløs]
G = Gradtimer i fyringssæsonen (for Danmark: 90,36) [kKh]
Uw = Vinduets U-værdi
[W/m2K]
gw
= g * Ffg = glassets g-værdiFf
= vinduets glasandel
Energibalance i fyringssæsonen
Eref
= 196,4 * gw
–
90,36 * Uw
[kWh/m2]
Eref
= Ueff
* -90,36
Tommelfingerregel:
Dagslys,
frisk luft og
bedre miljø
vejen mod fremtidens helhedsorienterede byggeri
