Frostsikring av ubebodde bygninger

Å redusere energiforbruket i bygningssektoren er meget viktig for å sikre en bærekraftig fremtid. Fritidsboliger representerer en del av den norske bygningsmassen, og direkte elektrisk oppvarming brukes ofte til frostsikring av sanitærinstallasjoner i ubebodde perioder. Det er derfor ønskelig å undersøke alternative frostsikringsmetoder. I denne masteroppgaven er det hovedfokus på fritidsboliger lokalisert i Sør-Norge som ikke er knyttet til elektrisitetsnettet. En metode som utnytter solenergi til å frostsikre en ubebodd fritidsbolig analyseres i denne oppgaven. Metoden for frostsikring går ut på at en soloppvarmet vanntank plasseres i en indre isolert sone i en bygning som er isolert med fiberisolasjon og et vannlag. Den indre sonen huser sanitærinstallasjoner og rørsystemer. Vannlagets høye smeltevarme utnyttes til å holde lufttemperaturen over 0 ℃ og fungerer som PCM. Gjennom flere år har en del masterstudenter arbeidet med ulike løsninger for frostsikring av fritidsboliger. Alle disse oppgavene har vist at det er veldig hensiktsmessig med en indre, isolert sone som huser sanitærinstallasjoner ettersom det da er et mye mindre volum som må holdes frostfritt sammenliknet med å varme opp hele bygningen. En av studentene utførte en LCA på ulike fritidsboligkonsepter, og denne viste at en hytte bygget i heltre på påler vil gi et meget lavt CO2-utslipp. I denne masteroppgaven har ulike versjoner av en modell for fritidsboligen med vannlag, vanntank og solfanger har blitt simulert i programmet IDA ICE. Klimadata fra Östersund, Tjøme, Calgary og Fairbanks er blitt brukt. Først ble elektrisk oppvarming av den indre sonen med en ovn ble undersøkt ved bruk av simuleringer. Det var tydelig at energibruken var mye høyere da hele fritidsboligen ble varmet opp sammenliknet med bare den indre sonen. Videre var energibruken for å frostsikre hyttemodellen veldig forskjellig for de ulike stedene, og Fairbanks var den byen som utvilsomt krevde mest energi til oppvarming. Simuleringene av fritidsboligen med vannlag og soloppvarmet tank i den indre sonen viste at løsningen fungerer godt. Et hensiktsmessig konsept for Östersund har et vannlag på 2.5 cm, 7.5 cm isolasjon rundt den indre sonen og en vanntank på 200 liter med 5 cm isolasjon rundt. Med denne løsningen implementert ble en stor andel av vannlaget utnyttet, samtidig som en del fortsatt var flytende den kaldeste delen av året og fungerte som en sikkerhetsmargin. Ettersom klimadataene som er benyttet representerer typiske år, bør man ha i bakhodet at veldig kalde vintre kan forekomme. Isolasjonstykkelsen rundt vanntanken er ganske tynn, noe som også viste seg å være fordelaktig i Tjøme og Calgary. For Tjøme og Calgary ble simuleringene gjort uten vannlag. Ettersom klimaet i Tjøme er såpass mildt kunne man benytte det samme fritidsboligkonseptet som i Östersund uten vannlag med et godt resultat. Men, man bør ha en form for sikkerhet for særlig kalde vintre her også, og det kan være et vannlag på 1 cm. I Calgary er det lave utetemperaturer om vinteren og gode solforhold. For å utnytte solinnstrålingen var det fordelaktig med en stor solfanger og tank. En sikkerhetsmargin tilsvarende den i Tjøme vil også være fordelaktig i denne byen. I Fairbanks var man nødt til å ha mye isolasjon rundt den indre sonen, et tykt vannlag og en stor vanntank med en del isolasjon rundt for å oppnå frostfrie forhold i den indre sonen. En simulering ble også gjort i Fokstua, og et godt fritidsboligkonsept for Östersund ble benyttet. Resultatene viste at denne løsningen fungerte godt i Fokstua, og det er dermed rimelig å anta at den også vil fungere i andre fjellområder i Sør-Norge. Det konkluderes med at den analyserte metoden for å frostsikre ubebodde bygninger på fungerer godt og er meget energieffektiv. I tillegg er den robust ettersom den er uavhengig av strømnettet og automatisk igangsetting av alternative oppvarmingsløsninger.