Vad är passiv uppvärmning?
Passiv uppvärmning är en teknik inom byggnadsdesign som går ut på att nyttja naturliga energikällor för att värma upp en byggnad. Ett passivhus värms huvudsakligen upp genom solinstrålning och den värme som genereras av de boende samt elektriska apparaters värmeförlust.
Värmebehovet i ett passivhus är väldigt lågt, ofta så lågt som 10-15 kWh per kvadratmeter och år, vilket är mycket mindre än i konventionella byggnader där det ligger på mellan 100-150 kWh/kvm. I praktiken innebär detta att byggnaden utformas för att maximera solinstrålningen genom stora, strategiskt placerade fönster, samtidigt som isoleringen optimeras för att hålla värmen kvar inomhus.
För passivhus är det optimalt att använda tjocka lager av isolering med låga U-värden för att minimera värmeförluster. Vanligtvis rekommenderas minst 30-40 cm isolering i väggar och tak, beroende på klimat, för att uppnå den energieffektivitet som krävs. Material som mineralull, cellulosaisolering eller PIR (polyisocyanurat) är populära val på grund av deras goda termiska egenskaper och hållbarhet.
Byggnadens orientering och placering
Byggnadens orientering är ofta noggrant planerad för att maximera solljuset under kalla månader, samtidigt som man minimerar överhettning under sommaren. För att uppnå passivhusstandard i Sverige måste byggnaden uppfylla specifika krav som säkerställer hög energieffektivitet och komfort. Enligt Forum för Energieffektiva Byggnader (FEBY) omfattar dessa krav bland annat:
- Värmeförlusttal (VFTDVUT): Byggnadens värmeförlusttal ska inte överstiga fastställda gränsvärden, vilket innebär att byggnadens klimatskal måste vara välisolerat och lufttätt.
- Specifikt energibehov: Det årliga energibehovet för uppvärmning får inte överstiga 15 kWh per kvadratmeter (Atemp).
- Lufttäthet: Vid tryckprovning får luftläckaget inte överstiga 0,6 omsättningar per timme vid 50 Pa tryckskillnad.
- Primärenergital: Den totala energianvändningen, inklusive hushållsel, ska ligga inom specificerade gränsvärden beroende på byggnadstyp och geografisk placering.
Dessa krav syftar till att minimera energiförluster och säkerställa en hög inomhuskomfort genom effektiv isolering, lufttäthet och optimerad energianvändning. Detta kan uppnås genom att använda skuggande element, som överhäng eller vegetation, som blockerar direkt solinstrålning när solen står högt på himlen.
Bästa materialen till uppvärmning av passivhus
Materialval är en mycket viktig faktor när man bygger passivhus. Isoleringsmaterialer måste ha en hög termisk motståndskraft men samtidigt en låg miljöpåverkan. Mineralull, såsom glasull och stenull, är vanliga val tack vare deras goda isoleringsförmåga och brandsäkerhet.
Cellulosaisolering, som är tillverkad av återvunna material, erbjuder bra isoleringsförmåga och är ett mer miljövänligt alternativ. PIR (polyisocyanurat) och andra skumplastmaterial har mycket låg värmeledningsförmåga, vilket gör dem effektiva för att uppnå höga isoleringsvärden med relativt tunna lager.
Varje material har sina egna för- och nackdelar; mineralull är ofta kostnadseffektiv och lätt att installera, medan PIR kan ge bättre isolering per cm men är dyrare och mindre miljövänlig. Att välja rätt isoleringsmaterial beror på byggnadens specifika behov och miljömål.
Tunga material, såsom betong eller tegel, kan lagra värme under dagen och släppa den långsamt på natten, vilket bidrar till att hålla inomhustemperaturen stabil.
Ytterligare faktorer för att uppnå passiv uppvärmning
Förutom de grundläggande principerna som nämnts, finns det ytterligare faktorer som kan inkluderas:
- Ventilation och luftcirkulation: Passiv uppvärmning kan också innefatta smart ventilation, där byggnaden är utformad för att främja naturlig luftcirkulation. Detta kan ske genom att skapa luftflöden som sprider värmen effektivt genom olika delar av byggnaden utan att använda mekaniska fläktar som värmeförflyttare.
- Fönsterglas med låga U-värden: Genom att använda energieffektiva fönsterglas med låga U-värden minskar värmeförlusterna genom glasytorna, vilket bidrar till att behålla den passiva värmen inomhus. Sådana glas kan också ha beläggningar som minskar värmeinstrålning under varma perioder, vilket hjälper till att reglera temperaturen.
- Termiska massor: Förutom tunga material som lagrar värme kan även andra element, som golv eller väggar med hög termisk massa, användas för att absorbera och lagra solvärme under dagen och sedan avge den på natten.
- Tätning och isolering: En viktig del av passiv uppvärmning är att minimera luftläckage genom väggar, tak och golv. God tätning och isolering säkerställer att den värme som genereras naturligt stannar kvar inomhus, vilket minskar behovet av extra uppvärmning.
- Gröna tak och väggar: Dessa kan bidra till att förbättra byggnadens termiska prestanda genom att ge extra isolering och minska temperatursvängningar. De kan också absorbera solenergi som annars skulle ha ökat temperaturen inomhus under varma dagar.
- Klimatstyrd design: Anpassning av byggnadens design efter det lokala klimatet är en annan viktig aspekt. I kallare klimat kan man till exempel fokusera mer på att maximera solinstrålningen, medan man i varmare klimat kan prioritera skuggning och ventilation för att undvika överhettning.
Så mycket el drar ett passivhus
Ett passivhus har mycket låg energiförbrukning tack vare sin effektiva isolering och design som utnyttjar passiv solvärme och värme från boende och apparater. Den typiska elförbrukningen för ett passivhus ligger på cirka 50-70 kWh per kvadratmeter och år, vilket inkluderar både uppvärmning och hushållsel.
Detta är betydligt lägre än för konventionella hus, där förbrukningen ofta kan vara 150-200 kWh per kvadratmeter och år. Den låga elförbrukningen beror på att de flesta passivhus endast behöver ett minimalt tillskott av värme, ofta via en liten värmekälla eller värmepump.