KONSULENTOPGAVEN
Fase 4
lær om skolens forbrug til opvarmning
En stor del af den energi, som en skole bruger, går til opvarmning af bygningerne. Denne energi kan komme fra forskellige energikilder, som er mere eller mindre miljøvenlige. Hvor meget energi, der skal bruges på opvarmningen, afhænger i høj grad af, hvor godt isolerede bygningerne er. Som energikonsulent er det derfor relevant både at se på, hvordan skolen opvarmes, og i hvor høj grad varmen forsvinder ud af bygningen. Derfor skal I nu sætte jer ind i opvarmningsformer, isolering, vinduer og ventilation. I skal svare på spørgsmålene herunder. I finder svarene på opslagstavlen.
-
Hvilke varmekilder er klimavenlige, og hvilke skal man helst undgå?
-
Hvorfor har temperaturen i lokalerne stor betydning for, hvor stort varmetabet er?
-
Hvorfor kan udskiftningen af gamle vinduer med nye vinduer spare på varmeforbruget?
-
Hvad er fordelene og ulemperne ved at lufte ud ved at åbne vinduerne – i forhold til at have et ventilationsanlæg, som automatisk blæser frisk luft ind og suger luft ud af lokalerne?
OPSLAGSTAVLEN
hvordan opvarmes skolen?
I de fleste større byer opvarmes husene af fjernvarme. Fjernvarme er overskudsvarme fra f.eks. elektricitetsproduktion eller affaldsforbrænding. Brugen af overskudsvarmen er både en billig og miljøvenlig måde at opvarme huse på.
Der findes dog flere andre varmekilder. I kan læse om en række af varmekilderne og deres fordele og ulemper på bolius.dk
Prøv at undersøge, hvordan jeres skole opvarmes og undersøg, om det giver mening at skifte energikilde. I skal dog være opmærksomme på, at det i mange tilfælde er svært og dyrt at skifte energikilde. Det koster en del penge i investering, og hvis skolen f.eks. ligger langt fra fjernvarmenettet, er det umuligt at få fjernvarme.
Vinduer isolerer forskelligt
I mange lokaler er der store vinduer. Typen af vinduer har derfor stor betydning for, hvor meget energi der skal bruges til at holde lokalerne varme. Ligesom med isolering bruger man varmetransmissionskoefficienten kaldet U til at angive, hvor godt vinduet isolerer. Som beskrevet i boksen til højre om isolering betyder en lav værdi for U, at vinduet isolerer godt, og at der ikke forsvinder så meget varme gennem vinduet.
En vigtig forskel på isolering og vinduer i forhold til varmetransport er dog, at vinduer på solskinsdage kan bidrage til opvarmningen af bygningen. Når solen skinner ind gennem vinduet, vil det jo bidrage til at opvarme rummet. Forholdet mellem, hvor meget energi der forsvinder ud gennem vinduet i forhold til, hvor meget der kommer ind i form af sollys, kalder man vinduets energibalance, hvilket angives som Eref.
Ældre vinduer har en negativ Eref, mens nye moderne energivinduer faktisk kan have en positiv Eref, hvilket betyder, at vinduerne bidrager positivt til opvarmningen af rummet.
På energivinduer.dk findes en simpel beregner, som kan beregne besparelsen ved at udskifte ældre vinduer med nye energivenlige vinduer.
På rationel.dk kan I læse mere om energivinduer og se eksempler på både U- og Eref-værdier for forskellige nye vinduer.
udluftning eller Ventilationsanlæg?
For at sikre et godt indeklima på en skole er det vigtigt at sørge for god udluftning og frisk luft. Det kan man enten gøre ved at åbne vinduerne og derved sikre ny frisk luft i lokalet eller ved at have et ventilationsanlæg, som sørger for at suge den gamle luft ud og blæse ny frisk luft ind.
Et ventilationsanlæg har den fordel, at det automatisk sikrer en passende udluftning. Det kan dog også have en betydelig indvirkning på energiforbruget i en bygning. Det kræver energi at drive de pumper, som sørger for at suge luft ud og blæse ny luft ud. Disse pumper kører på elektricitet, så for at spare på energien er det vigtigt, at de er så energieffektive som muligt. Det kan I læse mere om i fase 3.
Måden, udluftningen sker på, har dog også betydning for varmeforbruget, for hvis man lufter ud ved at åbne vinduerne, lukker man varm luft fra lokalet ud og får i stedet kold luft ind. Derved mister man noget varmeenergi.
I et ventilationsanlæg kan man derimod have varmegenvindig, hvilket betyder, at man bruger den varme luft, man suger ud, til at opvarme den kolde luft, der blæses ind. Derved sparer man på mængden af varme, der skal bruges til at opvarme den friske luft.
Hvis man skal prøve at beregne, hvor stor besparelsen er ved at have et varmegenvindingsanlæg, skal man beregne, hvor meget energi der skal bruges til at opvarme den friske luft. Dette kan gøres med formlen
Hvor V er volumen af luften i enheden m3
Tinde er temperaturen inde i lokalet
Tude er temperaturen ude
er konstanten, som udtrykker, hvor meget energi der skal til at opvarme en kubikmeter luft med 1°C.
Hvis man åbner vinduerne og udskifter luften i lokalet på den måde, vil man skulle bruge alt energien, som formlen giver til at opvarme luften efterfølgende. Hvis man derimod har et varmegenvindingsanlæg med en nyttevirkning på f.eks. 85 pct., vil man kun skulle bruge 15 pct. af den beregnede energi på at udskifte lokalets luft med frisk luft. På den måde sparer man en del energi.
På byggeriogenergi.dk kan I læse mere om ventilation og varmegenvinding.
god Isolering kræver mindre energi
Ligegyldig hvilken energikilde, der opvarmer skolen, er det interessant at se nærmere på isoleringen. Isoleringen er som en dyne, der holder på varmen i bygningerne. Der er isolering både i gulvet, væggene og loftet. Mængden af isolering afgør, hvor hurtigt varmen inde fra bygningen forsvinder ud af bygningen. Forskellen på et godt og et dårligt isoleret hus er ligesom forskellen på en tynd sommerjakke og en tyk skifrakke.
Et godt isoleret hus kræver mindre energi at holde varmt, fordi varmeenergien ikke så nemt bevæger sig ud af huset. Hvis man vil se nærmere på isoleringen, er det relevant at kunne beregne, hvor meget energi der transporteres gennem forskellige materialer. Dette gøres med formlen
Tinde er temperaturen inde i lokalet
Tude er temperaturen ude
Q er varmeenergien, som transporteres gennem materialet.
U kaldes varmetransmissionskoefficienten.
A er arealet af materialet
Δt er tiden, vi ser på.
Hvis vi f.eks. skal regne på, hvor meget energi der mistes gennem en væg, ses det således af formlen, at energimængden afhænger af arealet af væggen, temperaturforskellen mellem inden for og uden for væggen, hvor lang tid vi ser på og så en konstant, som kaldes varmetransmissionskoefficienten U.
U er en konstant, som er forskellig fra bygningsdel til bygningsdel og er med til at afgøre energitransporten gennem delene. Almindelige murstensvægge er som regel lavet med en hulmur, hvilket betyder, at de er bygget som to mure med et mellemrum imellem. Mellemrummet kan enten være tomt, hvilket man kalder en uisoleret hulmur, eller fyldt med isolering. De to typer af mure har en U-værdi på
Det betyder således, at varmetabet gennem den uisolerede væg er over dobbelt så stort i forhold til den isolerede.
Hvis man skal endnu mere i detaljer med varmetabet gennem forskellige byggematerialer, ændrer man ofte formlen lidt og indfører varmeledningsevnen, som man skriver som 𝜆. Ved at indføre denne konstant, kan man regne på forskellige tykkelser af isoleringen. Formlen bliver ved indførelsen af 𝜆 til
Her er d tykkelsen på materialet og 𝜆 varmeledningsevnen, mens de andre betegnelser er uændrede. Når man ser på
𝜆-værdierne, kan man tydeligt se forskel på forskellige materialers isoleringsevne. Mineraluld, som er meget anvendt som isoleringsmateriale både på lofter og i hulmure, har f.eks. en 𝜆-værdi omkring
mens mursten har en værdi omkring
Det betyder således, at mineraluld isolerer over 20 gange bedre end mursten. Det er netop derfor, det er en stor fordel at have en hulmur fyldt med mineraluld i husene.
I kan læse mere om isolering, U- og
𝜆-værdier på bolius.dk
Formlerne og brugen af dem er yderligere beskrevet i dette dokument
Natsænkning af temperaturen
I en bygning som en skole, hvor der normalt ikke er nogen mennesker om aftenen og natten, kan det være en fordel at sænke temperaturen i bygningen i dette tidsrum. Grunden til at dette kan være en fordel findes i formlen
som omtales i boksen om isolering herover. Hvis man mindsker temperaturen i en bygning, bliver forskellen i temperatur inde og ude (Tinde - Tude ) mindre, hvilket gør, at varmetabet Q mindskes. Dette gør umiddelbart, at man selvfølgelig skal slukke for varmen og derved sænke temperaturen i et lokale, så snart der ikke er nogen elever eller lærere der.
I teorien vil man spare varmeenergi, så snart temperaturen i lokalet begynder at falde, og forskellen mellem inde- og udetemperaturen bliver mindre. Dette er dog ikke altid tilfældet, fordi et varmeanlæg bestående af radiatorer, rør osv. også har en nyttevirkning ligesom mange andre apparater. Det betyder, at der skal bruges lidt ekstra energi til at opvarme lokalet igen efter sænkningen af temperaturen. Hvis man kun slukker for varmen i kort tid og derved kun sænker temperaturen kortvarigt, risikerer man, at man bruger mere energi på at opvarme lokalet igen, end man sparede ved at lade det blive koldere. På den måde sparer man ikke noget varmeenergi.
Hvis temperatursænkningen derimod virker i længere tid, vil besparelsen pga. den lavere temperatur som regel være større end den energi, der skal bruges til opvarmningen, og man vil således spare på energien.
Læs mere om natsænkning af temperaturen på bolius.dk