Search

This report focuses on the different actors in the marketplace which offer products or services connected to renovation of houses. Which abilities do the different actors have for contribution to establish a one stop shop which offers a holistic renovation concept? Also complementary businesses such as for example banks are included in the analysis. Further, opportunities and threats are identified for different clusters of one stop shop. The structure and how the actors in the market act are quite similar in the Nordic countries. Therefore we believe that the development of strategies for the different countries may be similar to a great extent. The various types of actors in the renovation business occur at different stages in the value chain. The traditional first line services such as carpenters, retail stores, heat pump agents, plumbers, electrician, etc. come in direct contact with the customer when the house owner needs assistance in solving a specific “problem” or need. This is a golden moment for the SuccesFamilies project to address through these actors a more holistic energy efficient renovation to the house owner; to present the one-stop-shop solution. To do so SuccessFamilies has focused on the “time window”: which opportunities could be used to communicate more energy efficient renovation? What type of renovation is needed? Based on this SuccesFamilies has singled out both the different opportunities which seem to be the best situations to stimulate energy efficient renovation as well as the characteristics of the house owner influencing the ability and willingness to carry out an energy efficient renovation. The building stock analyses from the Nordic countries show that the segments with the biggest potential for high ambition renovation is Houses built in the 1960 and 70s, Houses built before 1940 pre-war (except in Finland) and houses from the post-war period in Finland. With some minor exceptions the different governmental regulations and voluntary standards are quite similar in the Nordic countries. They represent a common opportunity in stimulation of energy efficient renovation. The one-stop-shop should offer tailor made services for sustainable renovation of a single family house. This should include the building envelope, insulation, window, materials, heating and ventilation system, and even financing. The one-stop-shop should have the knowhow about competent firms who can offer the additional services, price knowledge and how to organize the work in a cost-effective way, in the right order and to the wanted quality. These complete service packages, which represent the one-stop-shop solution, might differ depending on which industry has the leading part in the different pilot studios. In addition to a range of common strengths, weaknesses, opportunities and threats, all the different service package models have their own unique characteristics regarding strengths and weaknesses, in addition to facing different opportunities and threats. Nevertheless the most important factor seems to be that no actor alone possesses an overall competence to supply a holistic solution. Trustworthiness of the actors is another important factor to take into consideration when developing a one-stop-shop solution. The overall threat is the fact that a simple cost focus leads to limited renovation and reduce interest for high ambition renovation. The strategies and actions chosen to introduce and sell energy efficient renovation to single-family house owners should present all non-economic benefits as well as the economic benefits, which have been proven equally important to the house owners which carried out an energy efficient renovation.

existing single-family houses in the Nordic countries are to have competitive power compared to new buildings on the future housing market. Good technical solutions exist but need to be combined based on the full range of (standard) solutions in order to reach the low primary energy level of new houses. A one-stop-shop in the form of a full-service concept could be seen as a possibility to make it easy for the homeowner to comply with possible future requirements to realize far-reaching energy savings in connection with extensive renovations, provided that the building sector offers the solutions. Such one-stop-shops in the form of full-service providers of energy efficient renovation of single-family house are missing in the Nordic countries, although this service is vital to open up the market. As part of the Nordic research project `SuccesFamilies´ with the purpose to change the business environment in order to speed up the implementation of sustainable renovation of single-family houses –a sustainable renovation concept suitable for different categories of single-family houses with regard to type and age has been proposed in this article. The sustainable renovation concept includes an ideal full-service concept and technical renovation solutions targeted to different types of single-family houses.

There are significant potentials to improve energy efficiency of single-family houses in the Nordic countries. Technical solutions exist, but there are market and financial barriers to implementation of such measures. The aim of this report is to identify financial barriers to implement energy efficiency measures in Nordic single family houses and to discuss options to address those barriers. In the initial phase of a market formation, the targeted potential customers (the “innovators” who are few in numbers) usually have capacity to invest in energy-efficient measures. However, such measures, though cost effective in a life-cycle perspective, often incur high investment cost and majority of the consumers tend to stick to the least efficient products. Moreover, a lack of awareness about the possible energy efficiency measures, including their benefits, and the uncertainty regarding the level of energy savings due to a lack of standardised measurements and verifications protocol may not encourage, both the customers and financiers, to go for energy efficiency investments. Financiers perceive energy efficiency projects as risky investments maybe because of their small size, difficulty to control energy use behaviour of the occupants and the difficulty to predict future energy prices. The options to finance energy efficiency renovations include homeowners’ own resources, mortgage refinancing, flex loan, personal loan, financing by service providers, preferential loan, subsidies/grants, credit cards, and financing supported by guarantee on energy savings. Each option has its own advantages and disadvantages. It is less likely that the one-stop-shop service providers in Nordic countries, at present, will give any guarantee on actual savings in energy use or cost. But, such a concept is emerging in some European countries and could be an option in future. The best option to finance energy efficiency improvements in Nordic countries seems to be that onestop- shop service providers collaborate with commercial banks to offer mortgage refinancing. Such a mechanism is convenient for the homeowners, and banks will have a less risky asset in their portfolio. In situations where homeowners cannot avail additional mortgage financing, e.g. those who recently purchased a house and used the limit to such loans, banks may consider an energy efficient renovation plan prepared by an entrepreneur and pre-evaluate the post-renovation value of the house. This pre-renovation valuation could form the basis for the bank to confirm the homeowner and the service provider that certain amount of investment cost would be available from mortgage refinancing. To cover the cost that exceeds the amount available from mortgage financing (or base loan), national governments may consider to provide soft loans or subsidies. In countries where tax deduction on home renovation is available, amendments should be made to such programs to incorporate specific requirements regarding energy efficiency of implemented measures. Also, higher tax deduction could be offered for energy efficiency improvement than for other renovation. Moreover, a simple tool to inform the homeowners about the cost-efficiency of energy renovation investment would be that banks and utilities collaborate to send a joint invoice which contains the monthly cost of mortgage loan and the energy cost.

Rapporten udgør et omfattende teknologikatalog over typiske energirenoveringstiltag i eksisterende bygninger. For hvert tiltag er der på en konsistent måde redegjort for de væsentligste aspekter vedrørende teknik, anvendelse, indeklima og brugerkomfort, arkitektur, myndighedskrav, energibesparelse, priser mv. Rapporten er især målrettet byggebranchens projekterende, men også mange andre interessenter kan have glæde af rapporten.

Rapporten omhandler, hvordan man kan energirenovere en typisk typeskole bygning fra 1970’erne til bygningsreglementets minimumskrav til nye bygninger og til lavenerginiveau (klasse 2 og 1). Rapporten omfatter en detaljeret beskrivelse af den eksisterende eksempelbygning - i form af f.eks. konstruktioner, installationer, indeklimaforhold og energiforbrug - analyse af energirenoveringsmuligheder samt forslag til energirenovering i form af enkelttiltag og kombinationer af tiltag. Energiberegningerne er udført med programmet Be06. Der redegøres også for den økonomiske effekt af tiltagene i forhold til investeringen.

Deliverable 2.1 Successful Sustainable Renovation Business for Single-Family Houses - SuccessFamilies

The Nordic single-family house renovation market is dominated by a craftsman based approach with individual solutions, traditional warehouses ”do-it-yourself-shops” and some actors marketing single products. To speed up the implementation of sustainable renovation of single-family houses there is a great need for full-service packages including consulting, contract work, follow-up, financing and operation and maintenance. There are few Nordic examples of such service models for renovation of single-family houses which entered the market recently. The success of these concepts is yet to be evaluated.

Deliverable 1.1 Successful Sustainable Renovation Business for Single-Family Houses - SuccessFamilies

This report focuses on analyses of the most promising existing sustainable renovation concepts, i.e. full-service concepts and technical concepts, for single-family houses. As a basis for the analyses a detailed building stock analysis was carried out. Furthermore, as a basis a general working method for proposals on package solutions for sustainable renovation was described. The method consists of four steps, going from investigation of the house to proposal for sustainable renovation, detailed planning and commissioning after renovation. It could be used by teams of consultants and contractors and the idea is to help the homeowner with design and decision making process. The building stock analysis shows that detached single-family houses account for large share of the total number of dwellings in all Nordic countries. Final energy use for space heating and hot water is in the range of 135 to 200 kWh/m2. Electric heating (and oil heating) of single-family houses is very common in the Nordic countries, except for Denmark where oil/gas boiler and district heating is mostly used. Natural ventilation is widespread in Denmark and there is tradition for mechanical ventilation in Norway, Sweden and Finland. Houses in Norway, Sweden and Finland are typically built with wood as a main construction material, but the insulation and/or finishing materials differ. In Denmark bricks are used as a dominant construction material for cavity walls. The typical single-family houses identified to have large primary energy saving potential almost descend from the same time period in each Nordic country. The first segment is houses built in large numbers in the 1960 and 1970 before tightening of the insulation standards in the building codes in the late 1970’s due to the oil crisis. The second segment is houses built before 1940 pre-war (except for Finland) where a large part of them has been renovated, but energy renovation of those houses today would still account for a large energy saving. The third segment is houses from the post-war period in Finland, houses that are all individual but built in the same way, using the same materials. Existing full-service renovation concepts in the Nordic countries have just recently entered the market and are not well established and their success is yet to be evaluated. The success is strongly influenced by the current renovation market that is dominated by a craftsman based approach with individual solutions, traditional warehouses ”do-it-yourself-shops” and some actors marketing single products. Companies may improve concepts by a more integrated approach and application of the full range of technical solutions to ensure the homeowner a sustainable renovation to a reasonable price. Energy efficiency calculations for individual measures for each of the typical single-family houses in the Nordic countries have been made, and also some examples of cost analysis based on the criterion of cost of conserved energy (CCE) that takes into account the investment and running cost and savings during a defined relevant reference period, e.g. 30 years. Another method that could be used to illustrate the economic implications is “annual economic balance”, i.e. savings minus repayments on a mortgage credit loan, which may be relevant for homeowners who want to utilize cheap long-term financing based on equity. Different technical renovation scenarios consisting of energy efficiency measures have been tested for the typical single-family houses with large energy saving potential in each of the Nordic countries. Energy efficiency measures in connection with renovation of single-family houses have the potential for very large energy savings. In general the analyses show that typical single-family houses can be renovated to the level of energy performance required for new houses today or in some cases to low-energy level. Reaching passive house level may be challenging in old houses. Passive house level was not reached in any of the analysed cases. The potential is particularly high for houses with electric heating where installation of a heat pump and water-based heat supply system will reduce primary energy use and heating cost with about 70%. When an efficient heat supply system is in place, then mechanical ventilation with heat recovery (VHR) can result in small energy savings and the quality of indoor environment will usually improve. The primary energy efficiency effectiveness of VHR depends very much on energy supply system, the air tightness of the building envelope and the electricity required to run the system. Positive impact on the indoor environment can be expected. Thermal comfort will be improved by insulation and air-tightness measures that will increase surface temperatures and reduce draught from e.g. badly insulated windows. A ventilation system with heat recovery will also contribute to a good thermal comfort by draught-free supply of fresh air and assure an excellent air quality. Overheating can effectively be avoided by external movable solar shadings and/or higher venting rate by use of e.g. automatically controlled windows.

Denne strategirapport for lavenergiløsninger til nye bygninger indeholder opdaterede resultaterne af en løbende strategiudvikling, der foregår i Innovationsnetværket LavEByg. LavEByg beskæftiger sig med integrerede lavenergiløsninger på bygningsområdet. Strategiudviklingen er en dynamisk proces, der foretages løbende og afspejler opbygningen af viden og udviklingen på området. Rapporten beskriver en samlet strategi for en ny bæredygtig energiløsning for hele energiforbruget i Danmark (Energi 2050), der er opdelt i en beskrivelse af en generel energiløsning/vision for hele energiforbruget i Danmark, der indebærer en udfasning af brugen af fossile brændsler i Danmark inden 2050, samt en beskrivelse af en energiløsning på bygningsområdet. Rapporten indeholder i forlængelse heraf en række detaljerede F&U strategier på forskellige faglige delområder: Hele bygningen, isoleret klimaskærm, energivinduer, glasfacader og -tage inkl. solafskærmninger og belysning, vandbåret opvarmning og køling, luftbårne systemer til ventilation, opvarmning og køling samt fjernvarme og solenergi.

DTU Byg har som led i regeringens udarbejdelse af en strategi for reduktion af energiforbruget i bygninger gennemført analyser og vurderinger, der kan danne grundlag for opstilling af nye skærpede energimæssige krav til eksisterende bygningers klimaskærmskonstruktioner i bygningsreglementet. Resultaterne af dette arbejde er at finde i denne rapport. Rapporten indeholder vurderinger af passende klimaskærmskomponentkrav til tilbygninger og renoveringer, analyser af energibesparelser og økonomi for klimaskærmsrenoveringstiltag og andre udvalgte tiltag samt en vurdering af fleksible energikrav til større renoveringer. På denne baggrund fremsættes der forslag til skærpede energikrav til klimaskærmen i bygningsreglementet.

Der er betydelige muligheder for rentable energibesparelser i bygningsmassen i den offentlige sektor, dvs. statslige, regionale og kommunale bygninger. Rapporten beskriver disse muligheder.Rapporten beskriver og diskuterer forskellige metoder til vurdering af økonomien i energibesparende tiltag og samlede energirenoveringer, herunder at energispareprismetoden, der er baseret på totaløkonomiske betragtninger, er en logisk og rationel metode til identificering og prioritering af de billigste energibesparelsestiltag set over levetiden. Energispareprisen kan direkte sammenlignes med prisen for at levere energi. En del af metoden er at operere med en renoveringsgrad, som tager hensyn til, at energibesparelser typisk indføres i forbindelse med almindelig renovering, og som sikrer at de ikke blandes sammen med almindelig vedligeholdelse og renovering.Økonomien i de enkelte energibesparende tiltag vurderes ud fra beregninger af rentabilitetsfaktor, simpel tilbagebetalingstid og energisparepris ved forskellige realudviklinger i energiprisen. Rentabilitetsfaktoren benyttes i energimærkningssammenhæng, som indikation på tiltag, der er rentable, mens simpel tilbagebetalingstid benyttes som økonomisk målestok i relation til cirkulæret om energieffektivisering af statens bygninger. Energisparepris er et bud på fremtidens kriterium ved vurdering af energibesparende tiltag. Analyserne viser, at de nugældende krav i cirkulæret om gennemførelse af de energibesparelsesforslag, som er anbefalet i energimærkningsrapporten, og som har en tilbagebetalingstid på under 5 år, kun i meget beskedent omfang vil medføre energibesparelser i statens institutioner (og kommunerne). Analyserne viser også, at mange af tiltagene med en tilbagebetalingstid på over 5 år er rentable, og derfor burde gennemføres.Den samlede energimæssige og økonomiske effekt af en vidtgående energirenovering af en typisk offentlig bygning, er undersøgt for bygning 118 på Danmarks Tekniske Universitet. Energibehovet til bygningsdrift kan derved reduceres fra 130 til 38 kWh/m2 ved almindelige tiltag vedrørende klimaskærm og installationer, og er forbundet med en fornuftig økonomi, da tilbagebetalingstiden for energitiltagene samlet set er 15 år.På baggrund af opgørelser af det nuværende energiforbrug i offentlige bygninger i Danmark, bygningernes alder og stand m.m. er der foretaget vurderinger af besparelsespotentialet ved gennemførelse af energibesparende tiltag. Det privatøkonomiske besparelsespotentiale er vurderet til 74 %, mens det samfundsøkonomisk rentable besparelsespotentiale er 43 %.Investeringsbehovet for at gennemføre de privatøkonomisk rentable energibesparende tiltag inden 2020 vurderes til 2,9 mia. kr./år, idet der tages udgangspunkt i bygning 118 på DTU, som antages at repræsentere en gennemsnitlig offentlig bygning i Danmark. Besparelsen i energiudgifter er beregnet til 3,8 mia. kr. pr. år baseret på oplysninger fra Danmarks Statistik.De forventede årlige besparelser i energiudgifterne er således større end de årlige udgifter til at gennemføre de skitserede energirenoveringer af bygninger i den offentlige sektor. Det skal bemærkes, at der kun er et investeringsbehov frem til år 2020.Slutteligt kommer forfatterne med nogle bud på, hvordan man kan stimulere en realisering af energisparepotentialet. Offentlige bygherrer kan ved at stille høje krav til private leverandører, når de bygger nyt og renoverer, fungere som katalysator for energibesparelser i bygninger generelt i Danmark. Men det er ikke tilstrækkeligt, at der er god idé i, at det offentlige går foran. Der er også behov for at rydde de barrierer af vejen, som i stor stil afholder staten, kommuner og regioner fra at udføre rentable energibesparelsesprojekter. Til dette arbejde er der udarbejdet en liste af anbefalinger på løsninger af diverse barrierer for energibesparelser i offentlige bygninger.

Energy renovation of existing buildings has a large potential for cost effective energy savings. However, it is a major challenge to develop and implement the technologies for reducing the energy use in existing buildings to a very low level in combination with renovation of the buildings. To demonstrate how it could be done in small residential buildings a thorough retrofitting of a single-family house from 1972 was carried out. The house was brought up to the energy performance level of a new house. The energy renovation has reduced the net room heating consumption from 27.8 to 12.7 MWh/year corresponding to a 54 % reduction. The energy renovation project has proven that it is possible to renovate a typical Danish single-family house from the 1960/70’s in a cost efficient manner to roughly the energy performance standard of a new Danish single-family house. As a positive side effect the living conditions have been greatly improved. In the paper the author also describes the lessons learned during the process of renovating the house.

In 2006, new tighter energy performance requirements were introduced in Denmark for both new buildings and renovation. These demands are based on the directive on Energy Performance of Buildings, the EPBD (2002/91/EC). In general the effect of the new requirements for renovation is that existing buildings should be brought up to the energy performance level of new buildings in connection with larger renovations and other substantial changes in the buildings. To demonstrate how it could be done in small residential buildings, a thorough energy efficient renovation of a typical Danish single-family house from the 1960/70’s with need of renovation was initiated by Rockwool International in 2005 and the results from the project are presented in the paper. The house is typical as about 500,000 of a total of 1.1 million Danish detached single-family houses were erected in the 1960/70’s. The purpose of the project has been to demonstrate and document that energy efficient renovation of a typical single-family house would lead to large reductions in energy consumption in a cost efficient manner and at the same time improve living conditions and achieve a commonly acceptable design. A detailed monitoring program was implemented in order to document the energy performance and indoor climate before and after the renovation, which included measurements of energy consumptions, air change rates using blower door and tracer gas methods, indoor climate conditions and solar radiation. One whole year of measurements before and after the renovation is included in the paper. The lessons learned during the process of renovating the house are described. Also, the cost effectiveness of the energy saving measures is accessed, taking into account the twofold benefit of renovation, i.e. the energy savings and the rehabilitation of the building elements physical condition (longer lifetime). Preliminary results from the project are described in [Tommerup 2007]. A similar energy renovation project was carried out a few years ago regarding an old poorly insulated single-family house built in 1927. This project showed that large profitable energy savings are indeed possible. The results are summarized in [Overgaard 2005]. References: [Tommerup 2007]. Tommerup, H. Svendsen, S. Energy Renovation of a Typical Danish Single-family House. In conference proceedings of the 11th International Conference on Passive Houses 2007, Bregenz, Austria. p. 197-202. [Overgaard 2005]. Overgaard, L.L. et al. Energy renovation of an old single-family House, Nordic Building Physics Symposium, Reykjavik, 2005, proceeding vol. 1, p. 260-266.

Beregninger af behovet for pumpeeffekt til cirkulation af centralvarmevand i én- og tofamiliehuse viser at dette for en stor del af de danske småhuse er under 1 W. Med en god effektivitet af pumpen svarer det til en el-effekt på under 10 W. Sammenlignet med elforbruget til de hidtil anvendte pumper, er der potentielt mulighed for betydelige besparelser. Disse beregninger er blevet bekræftet ved praktiske afprøvninger af diverse sparepumper, idet pumper med el-effekt på omkring 10 W har været tilstrækkelige til at klare opvarmningen under prøveperiodens klima. Overslagsmæssige beregninger af det fremtidige behov for el til cirkulationspumpning i Danmark viser at en total udskiftning (f.eks. over 13 år) af de nuværende cirkulationspumper i én- og tofamiliehuse med de bedste, der nyligt er kommet på markedet, vil betyde en reduktion i landets el-forbrug på ca. 1 % eller 400 GWh/år og en reduktion i Danmarks CO2-udslip på 400.000 tons pr. år, eller knap 1 % af det samlede udslip. For EU vil udskiftningen kunne resultere i et 50 TWh lavere elforbrug til dette formål, hvilket er mere end Danmarks samlede elforbrug. Målt i antal kraftværker er der for EU tale om at spare opførelsen og driften af 17 store kraftværker og et årligt udslip på 50 millioner tons CO2 om året, såfremt man vælger at spare kulfyrede kraftværker. Tænker man på en fremtid med elforsyning fra vedvarende energi, sparer indførelsen af de nye pumper i EU opførelsen af f.eks. 20.000 store vindmøller. Nye energibestemmelser er indført 1. januar 2006, hvor elforbruget til pumper indgår i den nye bruttoenergiramme for bygninger. I den forbindelse kan det anbefales at benytte nye små sparepumper, og det bør kraftigt overvejes at indføre direkte krav til elforbruget, på samme måde som der allerede er krav til elforbruget i ventilationsanlæg. Det anbefales ligeledes at der i forbindelse med ny ordning om eftersyn og forbedring af ældre kedel- og varmeanlæg sættes fokus på udskiftning af gamle pumper, der typisk vil kunne foretages for en beskeden installationsudgift.

Denne rapport omhandler målinger af bruttoenergiforbrug i fyringssæsonen 2003/2004 i et typisk 135 m2 enfamiliehus, der er opført som skalmurede porebetonelementer. Bruttoenergimålingerne har omfattet energiforbrug til rumopvarmning, varmt brugsvand, til dækning af varmetabet fra varmeinstallationen samt elforbruget, herunder forbruget til hårde hvidevarer, pumper, ventilatorer, belysning mv.Formålet har været at dokumentere og analysere de fremkomne måleresultater og sammenligne med kommende krav til bruttoenergiforbruget. Desuden har det især været formålet at indsamle driftserfaringer for det el-forbrugende udstyr med henblik på at belyse deres betydning for varmebehovet, herunder foretage vurderinger af hvor stor en del af elforbruget der kommer til nytte i opvarmningen af huset, og mere overordnet hvordan elforbruget påvirker varmeforbruget. Der er rapporteret varmemålinger for en periode på 202 døgn, fra 24/9 - 2003 til 12/4 – 2004. I denne periode har huset brugt 6847 kWh til rumopvarmning og 1017 kWh til varmt brugsvand (svarende til et årligt forbrug på 1837 kWh). Der har ikke kunne måles et varmetab fra varmeinstallationen, hvilket ikke betyder at der ikke er et varmetab, men at det er forholdsvis lilleog derved til dels forsvinder i fejlvisninger. Den gennemsnitlige inde- og udetemperaturen har i perioden været hhv. 22,8 °C og 3,5 °C. Ventilationsanlæggets temperaturvirkningsgrad har under normal drift ligget på omkring 80 %, mens der i kortere perioder med hård frost har været en nedsattemperaturvirkningsgrad pga. tilisning. Den mekanisk ventilerede luftmængde har i perioden ligget på et niveau svarende til et luftskifte på 0,4 h-1. Hertil skal tillægges en infiltration, der tidligere er bestemt til ca. 0,1 h-1 ud fra en standard trykprøvning.El-forbruget er målt over en periode på 117 døgn, fra 20/12-2003 til 14/4-2004. Det samlede forbrug i perioden er målt til 1235 kWh, der kan opskaleres til et årsforbrug på 3853 kWh. Heraf udgør forbruget til hårde hvidevarer 29 %. Procent-andelen af el-forbruget til apparatur med varmespild (hårde hvidevarer), der potentielt kan nyttiggøres til rumopvarmning, svarende til vask/opvask, tørretumbler (aftræk) og komfur er vurderet til hhv. 40 %, 10 % og 50 %. Det interne varmetilskud fra personer er opgjort til 1,42 W/m2, mens varmetilskuddet fra apparatur og belysning er opgjort til 2,63 W/m2, hvilket samlet set resulterer i et gennemsnitligt internt varmetilskud på 4,05 W/m2. Varmetabet fra varmeinstallationen er beregnet til 0,84 W/m2Der er foretaget sammenligninger mellem det målte energiforbrug til rumopvarmning og detaljerede beregninger med bygningssimuleringsprogrammet BSIM 2002. Det skal bemærkes at de elrelaterede interne varmetilskud er medtaget på detaljeret vis i beregningsmodellen baseret på målingerne (på rumniveau og på timebasis). Sammenligningen viser at der er særdeles god overensstemmelse mellem det målte og det beregnede (forventede) energiforbrug svarende til få procents afvigelse. Energiforbruget til rumopvarmning er større end forventet, hvilket primært skyldes en relativt høj indetemperatur. Beregninger viser at hvis der forudsættes en setpunktstemperatur på 20 °C, kan energiforbruget reduceres med 19 %, svarende til en reduktion på 8 % pr. grad nedsat indetemperatur.I forbindelse med indførelse af nye energibestemmelser i bygningsreglementerne, lægges der op til indførelse af krav om overholdelse af en energiramme ved nybyggeri, der for boliger vil omfatte det samlede behov for tilført energi til dækning af varmetab, ventilation, eventuel køling og varmt brugsvand (svarende til bruttoenergiforbruget). Sammenligninger af husets faktiske bruttoenergiforbrug og den forslåede energiramme, viser at bruttoenergiforbruget svarer til 90 % af energirammen. Hvis der forudsættes en rumtemperatur svarende til et setpunkt på 20 °C kan beregnes et bruttoenergiforbrug på 77 % af energirammen.Elforbrugets betydning for varmeforbruget er undersøgt ved beregninger på en grundmodel af huset baseret på målingerne og en el-spare-model, hvor der er antaget anvendt de mest energieffektive produkter på markedet. Ved oplagte el-besparelser kan elforbruget reduceres med 41 %, således at det interne el-relaterede potentielle varmetilskud reduceres fra 2,63 til 1,58 W/m2. Det forøgede energiforbrug til rumopvarmning er sammenholdt med reduktionen i det potentielle varmetilskud. Da effekten på varmeforbruget afhænger af rumtemperatur, udeklima, ventilationssystem og solindfald, er der foretaget en række parametervariationer. Beregningerne har vist, at omkring 55 – 60 % af det el-relaterede varmetilskud kan nyttiggøres til rumopvarmning set over hele året. Den forholdsvis beskedne udnyttelse af varmetilskuddet skyldes bl.a. en væsentlig bedre isolering og ventilation med varmegenvinding, der indebærer en kortere fyringssæson, og derfor alt andet lige en mindre udnyttelse af ”el-varmen”.Ser man på el-besparelser kontra øgede varmeudgifter, og forudsætter et typisk forhold mellem marginalprisen på el og varme på tre, kan beregnes en tilbageværende el-besparelse på mellem 81 og 85 %. Sagt med andre ord bliver kun omkring 15-19 % af el-besparelsen ”spist op” af forøgede varmeudgifter. Det skal bemærkes at den resulterende el-besparelse afhænger af i hvor høj grad man gennemfører el-besparelser på udstyr med varmespild.

Denne rapport omhandler målinger af bruttoenergiforbrug i fyringssæsonen 2003/2004 i et typisk 133 m2 enfamiliehus, der er opført af ydervægselementer i stålskelet. Bruttoenergimålingerne har omfattet energiforbrug til rumopvarmning, varmt brugsvand, til dækning af varmetabet fra varmeinstallationen samt elforbruget, herunder forbruget til hårde hvidevarer, pumper, ventilatorer, belysning mv. Formålet har været at dokumentere og analysere de fremkomne måleresultater og sammenligne med kommende krav til bruttoenergiforbruget. Desuden har det især været formålet at indsamle driftserfaringer for det el-forbrugende udstyr med henblik på at belyse deres betydning for varmebehovet, herunder foretage vurderinger af hvor stor en del af elforbruget der kommer til nytte i opvarmningen af huset, og mere overordnet hvordan elforbruget påvirker varmeforbruget. Der er rapporteret varmemålinger for en periode på 133 døgn, fra d. 20/12 - 2003 til d. 30/4 – 2004. I denne periode har huset brugt 4838 kWh til rumopvarmning og 539 kWh til varmt brugsvand (svarende til et årligt forbrug på 1479 kWh). Varmetabet fra varmeinstallationen er anslået til ca. 0,44 W/m2 svarende til 187 kWh. Den gennemsnitlige inde- og udetemperaturen har i perioden været hhv. 23,1 °C og 3,6 °C. Ventilationsanlæggets temperaturvirkningsgrad har i perioden været 79 % ved balancerede luftmængder og et luftskifte på 0,3 h-1. Hertil skal tillægges en infiltration, der tidligere er bestemt til ca. 0,11 h-1. El-forbruget er målt over en periode på 187 døgn, fra 9/12 - 2003 til 12/6-2004. Det samlede forbrug i perioden er målt til 2507 kWh, der kan opskaleres til et årsforbrug på 4894 kWh. Heraf udgør forbruget til hårde hvidevarer 25 %, som omtrent er som forventet ud fra energimærkningsdata mv. Procent-andelen af el-forbruget til apparatur med varmespild (hårde hvidevarer), der potentielt kan nyttiggøres til rumopvarmning, svarende til vask/opvask, tørretumbler (aftræk) og komfur er vurderet til hhv. 40 %, 10 % og 50 %. Det interne varmetilskud fra personer er opgjort til 0,94 W/m2, mens varmetilskuddet fra apparatur og belysning er opgjort til 3,05 W/m2, hvilket samlet set resulterer i et gennemsnitligt internt varmetilskud på 3,99 W/m2. Der er foretaget sammenligninger mellem det målte energiforbrug til rumopvarmning og detaljerede beregninger med bygningssimuleringsprogrammet BSIM 2002. Det skal bemærkes at de el-relaterede interne varmetilskud er medtaget på detaljeret vis i beregningsmodellen baseret på målingerne (på rumniveau og på timebasis). Sammenligningen viser at der er særdeles god overensstemmelse mellem det målte og det beregnede (forventede) energiforbrug svarende til få procents afvigelse. Energiforbruget til rumopvarmning er større end forventet, hvilket primært skyldes en relativt høj indetemperatur. Beregninger viser at hvis der forudsættes en setpunktstemperatur på 20 °C, kan energiforbruget reduceres med 19 %, svarende til en reduktion på 8 % pr. grad nedsat indetemperatur. I forbindelse med indførelse af nye energibestemmelser i bygningsreglementerne, lægges der op til indførelse af krav om overholdelse af en energiramme ved nybyggeri, der for boliger vil omfatte det samlede behov for tilført energi til dækning af varmetab, ventilation, eventuel køling og varmt brugsvand (svarende til bruttoenergiforbruget). Sammenligninger af husets faktiske bruttoenergiforbrug og den forslåede energiramme, viser at bruttoenergiforbruget svarer til 90 % af energirammen. Hvis der benyttes ude- og indeklima, som foreskrevet ved eftervisning af at energirammen er overholdt, kan beregnes et bruttoenergiforbrug, der svarer til 80 % af energirammen, og huset kan dermed næsten klassificeres som et lavenergihus i klasse 2, idet kravet er at energiforbruget udgør under 75 pct. af energirammen. Huset kan altså ikke opnå en klassificering som lavenergihus, hvilket dog heller ikke har været tilstræbt ved projektering af huset. De mest oplagte tiltag til yderligere reduktion af energiforbruget og lavenergiklassifikation er bedre isolerende vinduer og et solvarmeanlæg til produktion af varmt brugsvand. Elforbrugets betydning for varmeforbruget er undersøgt ved beregninger på en grundmodel af huset baseret på målingerne og en el-spare-model, hvor der er antaget anvendt de mest energieffektive produkter på markedet. Ved oplagte el-besparelser kan elforbruget reduceres med 31 %, således at det interne el-relaterede potentielle varmetilskud reduceres fra 3,05 til 1,92 W/m2. Det forøgede energiforbrug til rumopvarmning er sammenholdt med reduktionen i det potentielle varmetilskud, og da effekten på varmeforbruget afhænger af rumtemperatur, udeklima, ventilationssystem og solindfald, er der foretaget en række parametervariationer. Beregningerne har vist, at omkring 53 - 64 % af det el-relaterede varmetilskud kan nyttiggøres til rumopvarmning set over hele året. Den forholdsvis beskedne udnyttelse af varmetilskuddet skyldes bl.a. en væsentlig bedre isolering og ventilation med varmegenvinding, der indebærer en kortere fyringssæson, og derfor alt andet lige en mindre udnyttelse af ”el-varmen”. Ser man på el-besparelser kontra øgede varmeudgifter, og forudsætter et typisk forhold mellem marginalprisen på el og varme på tre, kan beregnes en tilbageværende el-besparelse på mellem 81 og 85 %. Sagt med andre ord bliver kun omkring 15 - 19 % af el-besparelsen ”spist op” af forøgede varmeudgifter. Det skal bemærkes at den resulterende el-besparelse afhænger af i hvor høj grad man gennemfører el-besparelser på udstyr med varmespild.

Rapporten omhandler, hvordan man kan energirenovere en et ældre murermesterhus til bygningsreglementets minimumskrav til nye bygninger og til lavenerginiveau (klasse 2 og 1). Rapporten omfatter en detaljeret beskrivelse af den eksisterende eksempelbygning - i form af f.eks. konstruktioner, installationer og energiforbrug - analyse af energirenoveringsmuligheder samt forslag til energirenovering i form af enkelttiltag og kombinationer af tiltag. Energiberegningerne er udført med programmet Be06. Der redegøres også for den økonomiske effekt af tiltagene i forhold til investeringen.

Denne rapport omhandler målinger af bruttoenergiforbrug i fyringssæsonen 2003/2004 i et typisk 145 m2 enfamiliehus, der er opført af ydervægselementer i stålskelet. Bruttoenergimålingerne har omfattet energiforbrug til rumopvarmning, varmt brugsvand, til dækning af varmetabet fra varmeinstallationen samt elforbruget, herunder forbruget til hårde hvidevarer, pumper, ventilatorer, belysning mv.Formålet har været at dokumentere og analysere de fremkomne måleresultater og sammenligne med kommende krav til bruttoenergiforbruget. Desuden har det især været formålet at indsamle driftserfaringer for det el-forbrugende udstyr med henblik på at belyse deres betydning for varmebehovet, herunder foretage vurderinger af hvor stor en del af elforbruget der kommer til nytte i opvarmningen af huset, og mere overordnet hvordan elforbruget påvirker varmeforbruget.Der er rapporteret varmemålinger for en periode på 224 døgn, fra 24/9-2003 til 4/5-2004. I denne periode har det samlede varmeforbrug været 8549 kWh, hvoraf der er afsat 3633 kWh til rumopvarmning i opholdsrum og 1780 kWh til varmt brugsvand (svarende til et årligt forbrug på 2900 kWh). Energiforbruget til rumopvarmning i baderum/bryggers er ikke målt separat, men detaljerede beregninger baseret på målingerne viser at dette udgør 29 % af det samledevarmeforbrug til rumopvarmning set over måleperioden, svarende til et samlet energiforbrug til rumopvarmning på 5117 kWh. Denne betydelige andel skyldes især høje rumtemperaturer i disse rum i forhold til de tilstødende rum og et meget begrænset varmetilskud internt og fra solindfald. Varmetabet fra varmeinstallationen er målt/beregnet til ca. 2,5 W/m2 svarende til 1949 kWh. Den gennemsnitlige inde- og udetemperaturen har i perioden været hhv. 22,1 °C og 4,4 °C. Ventilationsanlæggets brutto-temperaturvirkningsgrad har under normal drift og med balancerede luftmængder ligget på omkring 92 % ved et luftskifte på 0,5 h-1. Hertil skal tillægges en infiltration, der tidligere er bestemt til ca. 0,15 h-1.El-forbruget er målt over en periode på 196 døgn, fra 18/10-2003 til 30/4-2004. Det samlede forbrug i perioden er målt til 2756 kWh, der kan opskaleres til et årsforbrug på 5133 kWh. Heraf udgør forbruget til hårde hvidevarer 36 %, som omtrent er som forventet ud fra energimærkningsdata mv. Procent-andelen af el-forbruget til apparatur med varmespild (hårde hvidevarer), der potentielt kan nyttiggøres til rumopvarmning, svarende til vask/opvask, tørretumbler (kondens) og komfur er vurderet til hhv. 40 %, 100 % og 50 %. Det interne varmetilskud fra personer er opgjort til 1,29 W/m2, mens varmetilskuddet fra apparatur og belysning er opgjort til 3,00 W/m2, hvilket samlet set resulterer i et gennemsnitligt internt varmetilskud på 4,29 W/m2Der er foretaget sammenligninger mellem det målte energiforbrug til rumopvarmning og detaljerede beregninger med bygningssimuleringsprogrammet BSIM 2002. Det skal bemærkes at de elrelaterede interne varmetilskud er medtaget på detaljeret vis i beregningsmodellen baseret på målingerne (på rumniveau og på timebasis). Sammenligningen viser at der er særdeles god overensstemmelse mellem det målte og det beregnede (forventede) energiforbrug svarende til få procents afvigelse. Energiforbruget til rumopvarmning er større end forventet, hvilket primært skyldes en relativt høj indetemperatur. Beregninger viser at hvis der forudsættes en setpunktstemperatur på 20 °C, kan energiforbruget reduceres med 18 %, svarende til en reduktion på 12 % pr. grad nedsat indetemperatur. I forbindelse med indførelse af nye energibestemmelser i bygningsreglementerne, lægges der op til indførelse af krav om overholdelse af en energiramme ved nybyggeri, der for boliger vil omfatte det samlede behov for tilført energi til dækning af varmetab, ventilation, eventuel køling og varmt brugsvand (svarende til bruttoenergiforbruget). Sammenligninger af husets faktiske bruttoenergiforbrug og den forslåede energiramme, viser at bruttoenergiforbruget svarer til 107 % af energirammen, selvom huset har et opvarmningsbehov på omtrent en tredjedel af et typisk hus opført efter gældende regler. Årsagen til dette skyldes primært en høj indetemperatur, stort forbrug af varmt brugsvand, et betydeligt varmetab fra varmeinstallationen samt et stort elforbrug til ventilation. Hvis der benyttes beregningsforudsætninger og krav, som foreskrevet ved eftervisning af at energirammen er overholdt, samt en god isolering af varmeinstallationen, kan beregnes et bruttoenergiforbrug, der svarer til 65 % af energirammen, og huset kan dermed klassificeres som et lavenergihus i klasse 2, da energiforbruget udgør under 75 pct. af energirammen. Hvis varmeinstallation isoleres lidt bedre endnu og der samtidig installeres et solvarmeanlæg til produktion af varmt brugvand, vil bruttoenergiforbruget kunne reduceres til 50 % af energirammen svarende til et lavenergihus i klasse 1.Elforbrugets betydning for varmeforbruget er undersøgt ved beregninger på en grundmodel af huset baseret på målingerne og en el-spare-model, hvor der er antaget anvendt de mest energieffektive produkter på markedet. Det forøgede energiforbrug til rumopvarmning er sammenholdt med reduktionen i det potentielle varmetilskud. Da effekten på varmeforbruget afhænger af rumtemperatur, udeklima, ventilationsystem og solindfald, er der foretaget en række parametervariationer. Beregningerne har vist, at omkring 49 – 64 % af det el-relaterede varmetilskud kan nyttiggøres til rumopvarmning set over hele året. Den forholdsvis beskedne udnyttelse af varmetilskuddet skyldes bl.a. en væsentlig bedre isolering og ventilation med varmegenvinding, der indebærer en kortere fyringssæson, og derfor alt andet lige en mindre udnyttelse af ”el-varmen”.Ser man på el-besparelser kontra øgede varmeudgifter, og forudsætter et typisk forhold mellem marginalprisen på el og varme på tre, kan beregnes en tilbageværende el-besparelse på mellem 86 og 90 %. Sagt med andre ord bliver kun omkring 10-14 % af el-besparelsen ”spist op” af forøgede varmeudgifter. Det skal bemærkes at den resulterende el-besparelse afhænger af i hvor høj grad man gennemfører el-besparelser på udstyr med varmespild.

The present report concludes the work concerning the development of building envelope constructions, which can form the basis of new buildings with considerably less heat demand than in the present building regulations.It has been made probable that it is technically possible to build exterior walls with less heat loss than those just complying with the requirements of the current building regulations with no considerably added use of material apart from insulation. In their structure many of the shown constructions resemble types that are used today, while others pre-suppose that one part of the wall is attached to the other part or possibly to the rafters.It has been pointed out that line loss at the foundation is still considerable when the foundation, in the form of two lightweight aggregate concrete (LWAC) blocks (the upper 40 cm of the foundation), penetrates the insulation. Development of new components for the upper part of the foundation will therefore be desirable. One possible solution might be bigger elements of LWAC with suitable recesses filled with insulation material.The contribution of the window rabbets to the heat loss is fairly small for the shown solutions since the insulation thickness of the window rabbet is relatively large. The comparatively large line losses that are calculated are mainly due to the two-dimensional heat flow caused by the joining between window and wall. The line loss can be reduced by development of window types that cause less two-dimensional heat flows and by aiming at a window placement around the middle of the window-rabbet-insulation – in other words, relatively far back in the façade compared to traditional Danish architectural tradition. However, the last-mentioned proposal has great architectural and aesthetical consequences. In addition, the solar energy transmission through the window will be reduced whereby the heat loss saving to some extent will be counterbalanced by a smaller solar heat contribution.Calculations concerning the importance of heat capacity for a 100 m2 single-family house have been made which confirm that by using heavy rather than light envelope constructions the reduction of the heating requirements is relatively small. Therefore optimisation of the insulation level can be carried out separately on the building components.A method has been developed for the evaluation of the optimum insulation level for the individual building components of the building envelope based on life cycle cost analysis. The method is based on making up the changes in the operational energy costs / heating-costs and the cost of construction due to a change in the insulation thickness over a 30-year period. The life span of the primary parts of the building envelope is estimated at 100 years. It is assumed that the gross energy consumption that covers the heating requirements and the heat loss (determined by a simple calculation of degree days) changes concurrently with the change in the insulation thickness, which has been proved to be a reasonable approximation.The life cycle cost analysis has been carried out for a test-house of about 100 m2 and with two different energy price scenarios: 0.60 dkk/kWh (including taxes and VAT) which roughly corresponds to the present energy price level, and 1.20 dkk/kWh. Calculations show that based on the present energy price level the economically optimum insulation thicknesses are 25 to 100 % larger than those which just comply with the requirements of the building regulations. The increase is largest for exterior walls and smallest for the ceiling construction. The high energy price of 1,20 ddk/kWh results in an increase of 100 to 150 %. In this connexion it should be pointed out that the insulation thickness that corresponds to the same life cycle cost (neutral investment or a net present value of zero) as the level of the building regulations is even larger.The energy consumption for heating concerning the two optimum scenario solutions for the test-house is reduced yearly by about 15 and 22 kWh per m2 heated floor space in the case of the traditional cavity wall with aerated lightweight-concrete back-wall. The incremental cost of construction for these optimum scenario solutions amounts to 20,000 and 50,000 ddk, which corresponds to 2 and 5 % of the total construction cost. Consequently, it is possible to insure a house in the future as far as energy consumption is concerned. All in all there are many aspects which point to the fact that it would be appropriate to tighten the requirements concerning the level of insulation in the new building regulations.