3.4. Fræðsla um orkusparnað í byggingum

Upplýsingar um aðgerð skv. II. hluta Vegvísis að vistvænni mannvirkjagerð, útg. í júní 2022:

Fræðsluátak um orkusparnað í byggingum. Gerðar verði leiðbeiningar með upplýsingum og fræðslu um orkusparandi búnað og stýringar, umgengni við hita- og rafmagnskerfi húsa, nýtingu dagsbirtu og framkvæmd viðhalds og þjónustu sem notendur, rekstraraðilar og ráðgjafar geta nýtt sér. Á endanum snýst orkunotkun á líftíma bygginga fyrst og fremst um hegðun notandans. Því er rétt að tryggja að hann hafi þær upplýsingar sem bestar eru varðandi persónulega lágmörkun á orkunotkun.

Markmið: Að draga úr orkunotkun og losun vegna hennar, með aukinni þekkingu og bættri umgengni notenda og fagaðila.

Ábyrgð: Óljóst að svo stöddu.

Tími: 2023-2025.

Staðan desember 2025

Aðgerð lokið.

Frá árinu 2023 til 2024 var unnið að þessu verkefni undir stjórn Ágústs Pálssonar (HMS), til að dýpka skilning á orkusparnaði í byggingum. Greinargerðin miðar að því að styðja við aðgerðina með því að safna saman þekkingu og tillögum sem fræða almenning og fagaðila um orkusparnað í byggingum.

Gögn úr eldri og nýrri rannsóknum voru greind og bætt við nýjum greiningum og útreikningum. Greinargerðin, sem byggir á lykilskýrslum og verkefnum, veitir heildstæða mynd af þáttum sem hafa áhrif á orkunýtingu og varmatap og varpar ljósi á tækifæri til úrbóta.

Iðnaðartækni – BGF 3.6 & 3.4

– 2024, verkefni sem Kristján Haukur Flosason og Guðmundur Rúnar Benediktsson (Iðnaðartækni) unnu í tengslum við þessa aðgerð.

Hér fyrir neðan er samantekt úr þeirra skýrslu sem og námskeiðis sem þeir halda í samstarfi við Iðunni fræðslusetur, Hússtjórnarkerfi – Rekstur og viðhald:

Orkumælingar, vöktun og viðhald
Með vöktun lykilkerfa, eins og loftræsikerfa, hitakerfa og rafmagnsnotkunar, er hægt að tryggja að þau starfi eins og til er ætlast. Auknar mælingar og reglulegt eftirlit veita innsýn í rekstur, hjálpa til við að greina frávik strax og draga úr sóun áður en bilanir verða alvarlegar. Vandamál í kerfum, svo sem óstöðugt hitastig, þrýstifall í pípukerfum eða bilun í varmaskiptum, koma í ljós við slíkar mælingar og vöktun.

Til að ná fram meiri nákvæmni má fjölga mælum, svo sem hitanemum á bakrásum eða þrýstinemum, og nota mælitæki sem styðja við samskiptastaðla eins og Modbus. Fyrirbyggjandi viðhald, svo sem æfingakeyrslur á búnaði sem sjaldan er notaður, getur komið í veg fyrir bilun og tryggt stöðugan rekstur kerfa.

Stýringar og sjálfvirkni
Sjálfvirkar stýringar á hitakerfum og loftræsikerfum hjálpa til við að forðast óþarfa orkunotkun. Með notkun viðverunema og CO₂ nema má hámarka nýtingu með því að stjórna kerfum eftir þörfum. Stýringar gera einnig kleift að draga úr hitastigi utan rekstrartíma, svo sem á nóttunni eða í mannlausum rýmum, sem skilar verulegum sparnaði. Að hafa skýrar verklýsingar og viðeigandi hönnun stýringar, t.d. á iðntölvum og stýrtækjum, er lykilatriði. Skortur á slíkri skilgreiningu getur leitt til óþarfa bilana og flókins rekstrar.

Nýrri greiningar

Varmatap í byggingum er háð byggingarárum, stærð, lögun og notkunarmynstri. Fyrir byggingar reistar eftir árið 1984 má áætla að hlutfall varmataps út frá heildar varmatapi skiptist gróflega í:

  • Kuldabrýr: 10–30%
  • Hjúpur án kuldabrúa: 40–50%
  • Loftskipti: 30–40%

Þessi bil endurspegla mismunandi hjúpfleti bygginga, þar sem einbýlishús hafa almennt stærri hjúpflöt en fjölbýlishús. Minni hjúpflötur fjölbýlishúsa leiðir til hlutfallslega hærra varmataps vegna kuldabrúa og lægra hlutfalls í gegnum hjúpinn. Loftskipti eru aftur á móti háð lofthæð og rúmmáli byggingarinnar.

Endurgreiðslutími og áskoranir fjárhagslegs ávinnings

Samkvæmt byggingarreglugerð er U-gildi útveggja 0,4 W/m²K, sem krefst 77 mm þykkrar einangrunar í útreikningum. Hins vegar er oftast valin 100 mm einangrun, sem hefur um 10 ára endurgreiðslutíma miðað við núverandi orkuverð. Þó að fjárhagslegur ávinningur sé takmarkaður, skilar bætt einangrun verulegum umhverfislegum ávinningi með minni kolefnislosun og orkunotkun.

Loftskipti og varmaendurvinnsla

Loftskipti eru ein helsta áskorunin í varmatapi bygginga, þar sem þau valda oft 30–40% af heildartapi. Með stýrðri loftræstingu og varmaendurvinnslu er hægt að draga verulega úr þessu tapi. Varmaskiptar forhita kalt útiloft, sem minnkar hitastigsmismuninn sem hitakerfið þarf að bæta upp úr 35°C niður í 2–5°C. Þetta skilar miklum orkusparnaði og betri rekstri bygginga.

Umhverfislegur ávinningur og hvatar

Þrátt fyrir takmarkaða fjárhagslega arðsemi benda niðurstöður til þess að bætta einangrun beri að skoða út frá:

  • Minni kolefnislosun: Betri einangrun minnkar orkunotkun og þar með kolefnisspor bygginga. Gögn frá Vegvísir að vistvænni mannvirkjagerð sýna að 30% af kolefnislosun bygginga í rekstri má rekja til orkunotkunar.
  • Minni viðhaldsþörf: Betri einangrun og færri kuldabrýr draga úr hættu á raka og myglu sem og skemmdum á hjúp byggingar, sem skilar sér í lægri viðhaldskostnaði til lengri tíma.

Orkunotkun húsa – Ástandskönnun 2005

– 2005, verkefni sem Rannsóknarstofnun byggingariðnaðarins vann undir stjórn Björns Marteinssonar.

Verkefnið veitir mikilvægar upplýsingar um varmatap og orkusparnað í eldri byggingum sem nýtast vel í samhengi við verkefnið. Hér fyrir neðan er samantekt úr skýrslunni með viðbótarupplýsingum sem endurspegla nútíma þekkingu og áherslur á orkusparnað:

Verkefnið vísar í hlutfall varmataps, en þar eru kuldabrýr ekki teknar með. Hlutföllin sem koma fram þar byggja á meðalútreikningi 43 bygginga og taka til eldri bygginga allt til ársins 1900.

Það lagði áherslu á mikilvægi fræðslu til húseigenda um hvernig varmatap og loftskipti hafa bein áhrif á orkunotkun bygginga. Stærsti hluti orkutaps kemur frá gluggum, hurðum og óstýrðum loftskiptum. Gluggar og hurðir bera ábyrgð á um 25% af varmatapi, og óþarfa loftskipti valda um 22% orkutapi. Mikilvægt er að fræða notendur um leiðir til að bæta þéttleika í gluggakerfum og stjórna loftræsingu til að draga úr þessu tapi.

Stýring hitakerfa er einnig lykilatriði. Fræðsla um notkun sjálfvirkra ofnloka og jafnvægisstillingu hitakerfa getur stuðlað að verulegum sparnaði án þess að skerða þægindi. Lækkun á innihita um aðeins 1°C getur minnkað heildarorkunotkun bygginga um allt að 7%. Þessi prósenta lækkar þó eftir því sem húsið er betur einangrað eða orkusparandi. Að lækka hitastig er engu að síður ein besta leiðin til að draga úr orkunotkun.

Nýlegar lausnir benda einnig á mikilvægi þess að innleiða stýrða loftræstingu með varmaendurvinnslu. Gera má ráð fyrir að náttúruleg loftræsing valdi um 30–40% af varmatapi bygginga, en þetta hlutfall gæti lækkað niður í 5–10% með notkun stýrðrar loftræstingar með varmaendurvinnslu.

Hagkvæmar lausnir eins og að bæta einangrun þaka og veggja, endurnýja gler í gluggum og minnka loftskipti með stýrðri loftræstingu, eru áhrifaríkar aðgerðir sem ættu að vera hluti af fræðslu til húseigenda. Að auki er nauðsynlegt að kynna mikilvægi reglulegs viðhalds, sérstaklega á varmaskiptum, gluggum og hurðum, til að viðhalda orkusparnaði til lengri tíma.

Greining á varmaorkunotkun bygginga á höfuðborgarsvæðinu

(2024, verkefni Egils Kára Þorbergssonar (HR), styrkt af Aski – mannvirkjarannsóknarsjóði.)

Verkefnið var ekki beint unnið fyrir þessa aðgerð en veitir mikilvægar upplýsingar um varmaorkunotkun bygginga. Verkefnið greindi gögn frá Veitum, Þjóðskrá Íslands og Veðurstofu Íslands til að meta orkunotkun bygginga. Hér fyrir neðan er samantekt úr verkefninu með áherslu á niðurstöður sem nýtast í samhengi við orkusparnað og orkunýtingu:

Rauntölur og byggingareinkenni
Verkefnið sýndi að nýrri byggingar hafa almennt lægri orkunotkun en eldri byggingar. Hins vegar eru breytingarnar ekki eins marktækar og í samanburðarlöndum, aðallega vegna lágs orkukostnaðar og góðu aðgengi að endurnýjanlegri orku á Íslandi.

Orkunotkun í byggingum tengist beint byggingarárum og stærð. Eldri byggingar, sem eru illa einangraðar og með hærri U-gildi, tapa meiri orku. Samt sem áður getur daglegt notkunarmynstur haft afgerandi áhrif á heildarorkunotkun, óháð byggingareinkennum.

Áhrif notenda á orkunotkun
Gögn úr verkefninu, sérstaklega á myndum 55 til 57, sýna skýrt að hegðun notenda hefur afgerandi áhrif á orkunotkun. Dæmi um þetta er hvernig hitastýring og notkun heitavatns getur jafnað út mun á milli nýrri og eldri bygginga. Þrátt fyrir að nýrri byggingar séu almennt orkusparneytnari, getur ómarkviss notkun notenda valdið því að munurinn verði óverulegur.

Hér fyrir neðan má sjá mynd 57, þar sem búið er að bæta við upplýsingum um áætlaða orkunotkun með tilliti til lækkunar U-gilda.

Niðurstöður verkefnisins undirstrika mikilvægi þess að hafa fræðslu um áhrif notenda á orkunotkun og nýta tækifæri til að bæta hitastýringu og loftræsingu í byggingum.

Raunnotkun bygginga og áhrif notenda
Til viðbótar við þetta verkefni voru tekin raun gögn fyrir átta fjölbýlishús, byggð á sama árinu og með sambærilega byggingareiginleika, til að sýna hvernig raunveruleg notkun getur verið mjög breytileg milli bygginga. Byggingar A til C eru alveg eins fjölbýlishús, og það sama á við um byggingar I til V.

Á grafi hér fyrir neðan er raun orkunotkun þessara bygginga tekin saman. Þrátt fyrir þessar forsendur sýnir grafið að raunveruleg notkun getur verið allt frá 150 kWh/m² á ári til 280 kWh/m² á ári, eða nánast tvöfalt meiri notkun. Þessi munur undirstrikar mikilvægi hegðunar notenda, þar sem daglegir þættir eins og hitastýring, loftræsting og neyslumynstur ráða oft meira um heildarorkunotkun en tæknilegir eiginleikar bygginga.

Á Íslandi eru ofnar algengasti varmagjafi heimila, þó að gólfhiti verði sífellt vinsælli. Í Rb blaðinu “Lagnaþekking“, sem aðgengilegt er á vef HMS (RB blöð | Húsnæðis- og mannvirkjastofnun), er fjallað ítarlega um lagnakerfi og hitamenningu, ásamt samanburði á þessum tveimur kerfum, kostir og gallar þeirra, sem vert er að skoða nánar.

Afkastageta ofna og nýting varma í hitakerfum

Ofnar eru hannaðir til að hámarka varmaflutning milli heita vatns og innilofts. Þetta tryggir skilvirka húshitun og dregur úr ómarkvissu varmatapi. Grundvallarjafnan fyrir varmaflutning í ofnum er:

Q=m_dot⋅cp​⋅ΔT

þar sem:

  • Q er varmaflutningur (W),
  • M_dot er massaflæði vatns (kg/s),
  • C_p er varmarýmd vatns (≈4180 J/kg⋅°C\approx 4180
  • ΔT er hitamunur framrásar- og bakrásarvatns

Meiri hitastigsmismunur (ΔT)  þýðir að meiri varmi er nýttur eða að bakrásarvatnið er eins kalt og hægt er. Þetta er merki um skilvirkan varmaflutning, þar sem verið er að draga alla þá orku úr vatninu sem hægt er.

Mikilvægi réttrar staðsetningar

  • Hindranir í kringum ofna: Þegar ofnar eru huldir með húsgögnum, gluggatjöldum eða öðrum hindrunum, dregur það verulega úr afkastagetu þeirra. Hitinn, sem ætti að skila sér út í rýmið, verður fastur nálægt ofninum, og heitara vatn fer aftur í bakrásina. Þetta veldur auknum hitakostnaði og lélegri varmanýtingu.
  • Staðsetning hitanema: Ef ofnloki er staðsettur við glugga sem oft er opinn til loftræsingar, getur það leitt til óþarfa orkunotkunar þar sem ofninn kallar á meira heitt vatn á sama tíma og notandi óskar efir kaldara lofti inn.

Óeinangraðar lagnir
Óeinangraðar lagnir geta valdið óþarfa varmatapi, sérstaklega í fjölbýlishúsum þar sem lagnir fara oft í gegnum fleiri en eitt rými. Þetta veldur því að varmi dreifist jafnvel til rýma sem ekki þurfa upphitun. Því er mikilvægt að skoða möguleika á að einangra lagnir, sérstaklega í sameiginlegum rýmum.

Í Rb blaðinu “Lagnaþekking“ er farið nánar í svona atriði og fleira sem vert er að skoða þegar kemur að ofnakerfum og nýtingu þeirra.

Samantekt
Í framhaldi af ítarlegri umfjöllun um orkunýtingu og varmatap í byggingum eru hér tekin saman helstu atriði sem stuðla að orkusparnaði. Samantektin endurspeglar áherslur skýrslunnar á aukna skilvirkni í orkunotkun, án þess að skerða heilnæma innivist eða lífsgæði íbúa. Markmiðið er að veita bæði almenningi og fagaðilum hagnýtar leiðbeiningar sem stuðla að sjálfbærari og hagkvæmari nýtingu orku.

Notandi:

  • Hegðun notenda hefur afgerandi áhrif á orkunotkun.
  • Daglegt notkunarmynstur, eins og hitastýring og loftræsting, ræður oft meira um orkunotkun en tæknilegir eiginleikar bygginga.
  • Raungögn frá byggingum sýna að hegðun notenda getur valdið miklum mun á orkunotkun, jafnvel í byggingum með sömu tæknilegu eiginleika.
  • Lækkun á innihitastigi hefur mikil áhrif á orkunotkun.
  • Gagnasöfnun og samanburður bygginga með sambærilegum eiginleikum getur veitt innsýn í tækifæri til úrbóta.
  • Slökkva á ljósum og raftækjum þegar þau eru ekki í notkun.
  • Velja raftæki með hárri orkunýtni (A+ eða betra).

Stýringar:

  • Notkun sjálfvirkra hitastýringa, eins og ofnloka og viðverunema, getur dregið úr orkutapi og aukið sparnað.
  • Rétt stilling og staðsetning hitanema forðar óþarfa orkunotkun.

Vöktun og mælingar:

  • Auknar mælingar á orkunotkun eða varma getur veitt innsýn í frávik og tækifæri til úrbóta sem leiðir til minni orkusóunar

Ofnar:

  • Hindranir í kringum ofna, eins og húsgögn eða gluggatjöld, draga úr afkastagetu þeirra og auka orkunotkun.
  • Meiri hitastigsmismunur (ΔT) í ofnum þýðir skilvirkari varmaflutning og lægra bakrásarhitastig.

Lagnir:

  • Óeinangraðar lagnir t.d. í fjölbýlishúsum geta valdið óþarfa varmatapi og ætti að einangra betur.

Loftskipti:

  • Náttúruleg loftræsing er á bilinu 30-40% af heildarvarmatapi byggingar en með stýrðri loftræsingu með varmaendurvinnslu væri hægt að draga þetta varmatap niður úr öllu veldi eða nánast í núll.
  • Náttúruleg loftræsing veldur 30–40% af heildarvarmatapi bygginga og er ein helsta áskorunin í orkunýtingu á Íslandi.
  • Með stýrðri loftræsingu með varmaendurvinnslu er útiloftið (-15°C) fyrirhitað með varma úr útblásturslofti og getur náð 15–18°C áður en það fer inn.  Hitastigsmismunur minnkar úr 35°C í náttúrulegri loftræsingu niður í 2–5°C með stýrðri loftræsingu, sem dregur stórkostlega úr orkuþörf til upphitunar.
  • Slík loftræstikerfi stuðla ekki aðeins að orkusparnaði heldur bæta einnig loftgæði og minnka kolefnisspor bygginga.

Viðhald:

  • Reglulegt viðhald á loftræsikerfum, varmaskiptum og einangrun tryggir langvarandi orkusparnað.

Fræðsla:

  • Betri vitund um orkunýting og skýr upplýsingagjöf getur leitt til varanlegra úrbóta í orkusparnaði.
  • Þekking á endurgreiðslutíma aðgerða eykur hvata til fjárfestinga.

Kolefnisspor:

  • Betri einangrun og skilvirkni í orkunotkun minnkar kolefnisspor bygginga og styður við sjálfbærni.

Innivist og gæði:

  • Orkunýting má ekki koma niður á heilnæmri innivist og lífsgæðum íbúa.
  • Besta orkusparnaðarráðið er að slökkva á öllum kerfum, en það má aðeins gera þegar það hefur ekki áhrif á loftgæði, raka eða hitastig sem gæti skaðað íbúa eða bygginguna sjálfa.

Hönnun

  • Mikilvægt er að hönnuðir átti sig á mikilvægi þess að hanna kerfi með orkusparnaði í huga.
  • Kerfi ættu að vera hönnuð þannig að hægt sé að bæta við vöktunartækni í framtíðinni, jafnvel þótt slík tækni sé ekki sett upp strax við upphaf.
  • Vel skipulögð hönnun með aðgengi að mælingum og upplýsingum um orkunotkun tryggir betri eftirlit og skilvirkari rekstur til lengri tíma.
  • Þættir eins og staðsetning loftræstikerfa, ofna og hitanema ættu að vera í fyrirrúmi í hönnun til að lágmarka orkutap og forðast óþarfa orkunotkun.
  • Þetta tryggir að kerfið sé sjálfbært, rekstrarhæft og tilbúið fyrir tækninýjungar sem kunna að stuðla að betri orkunýtingu í framtíðinni. Í aðgerð 3.6 verður farið nánar í þessa þætti.

Dæmi frá Danmörku:

  • Dönsk reynsla sýnir mikilvægi góðrar fræðslu um orkusparnaðarráð með áherslu á útreikninga á orkusparnaði og fjárhagslegum ávinningi, sem gætu verið góð fyrirmynd fyrir íslenska notendur.

Framhald um orkusparnað orku
Mælt er með að horfa til aðgerðar 3.7. Rannsaka hvort og hvernig bæta megi orkunýtingu eldri bygginga, þannig að það leiði til umhverfislegs og jafnvel fjárhagslegs ávinnings til lengri tíma – Byggjum Grænni Framtíð sem fjallar um orkunýtingu eldra húsnæða.

Einnig er mælt með að horfa til aðgerðar 3.6. Gera leiðbeininga um hönnun hita-, kæli- og loftræstikerfa – Byggjum Grænni Framtíð sem snýr til að mynda að hvernig hönnun getur leitt til orkusparnaðar. Í fylgiritinu Iðnaðartækni – BGF 3.6 & 3.4 má einmitt sjá hugmyndir hvernig hönnun getur leitt til orkusparnaðar.

Lokaafurðir aðgerðar

Viðburðir og fræðsluefni sem styðja við markmið aðgerðarinnar hafa þegar verið haldnir, og frekara efni er í boði á heimasíðum Orkuseturs, HMS og annarra aðila. Málþing eins og „Skrúfum fyrir sóun“ og „Orkunýting bygginga á Íslandi – Erum við reiðubúin að bæta við 35.000 íbúðum á næstu 6 árum?“ hafa þegar lagt sitt af mörkum til að vekja vitund og hvetja til aðgerða. Einnig eru fjölbreytt ráð og reiknivélar um orkusparnað, einangrun, og varmadælur aðgengileg á netinu, sem veita notendum tækifæri til að auka eigin orkunýtni og draga úr sóun.

Skrúfum fyrir sóun, málþing um bætta orkunýtni, haldið í mars 2022. Hér er upptaka af viðburðinum. 

Orkunýting bygginga á Íslandi – erum við reiðubúin að bæta við 35.000 íbúðum á næstu 6 árum? Málstofa um aukna orkunýting í byggingu haldin 31. október 2023 af Grænni byggð í samstarfi við Orkuklasann og HMS. Hér er hægt að náglast dagskrá viðburðarins og upptöku af honum.

Orkusetur hefur unnið og birt fræðsluefni um orkusparnað heimilanna:

Reiknivélar fyrir:

Nánari upplýsingar á vef Orkuseturs Orkustofnunar

Annað tengt efni

Heimasíða Orkuseturs.

Heimasíða Orkuklasans.

Heimasíða Grænni byggðar.

Idnadartaekni-BGF-3.6-3.4

Efni frá Danmörku:
Í Danmörku er orkuverð mun hærra en á Íslandi, sem hefur skapað aukna vitund og áherslu á orkusparnaðarráð þar. Þess vegna getur verið gagnlegt að kynna sér vefsíður eins og SparEnergi.dk, þar sem Danir veita ráðleggingar og leiðbeiningar til að draga úr orkunotkun á skilvirkan hátt, fyrir allar tegundir húsa.

Á síðunni má einnig finna upplýsingar um endurgreiðslutíma aðgerða, sem geta veitt mikilvægar vísbendingar fyrir þá sem hyggja á fjárhagslega hagkvæmar lausnir í sínum húsum.

Tengiliðir

Eyrún Gígja Káradóttir eyrun@os.is

Elín Þórólfsdóttir, HMS, elin.thorolfsdottir@hms.is

Ágúst Pálsson, HMS, agust.palsson@hms.is