A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Impact of grey energy on optimal wall insulation thickness
For decades efforts have been made to reduce the greenhouse gases emissions of buildings by reducing their energy demand with governmental regulations in Europe, pushing towards very low thermal transmittances (U‐values) with ever thicker insulation layers for new buildings. However, there is no linear relationship between the insulation thickness and the heat losses. Therefore, above a certain thickness the consumption of buildings does not decrease significantly. Hereafter a life cycle analysis, including emissions before the building becomes operational is applied to evaluate the impact of the increasing thickness of components on the overall emissions. Publicly available product data sheets are used to compare four insulation materials under three scenarios. These analyses yield interesting results showing that energy‐intensive insulation materials lead to a negative impact in the overall energy balance after a certain thickness. Even though there is not always a pronounced optimum insulation thickness, it is logical that further reductions in U‐value for new buildings should hence be carefully evaluated. The results show that the optimal thickness is around 20 cm for most materials, while the important major savings come from the first 10 cm.
Optimale Dämmstoffdicke für Außenwände unter Berücksichtigung der grauen Energie
Seit Jahrzehnten wird in Europa versucht die Treibhausgasemissionen von Gebäuden zu reduzieren, indem der Energiebedarf durch staatliche Regulierungen gesenkt wird, wobei für Neubauten sehr niedrige Wärmedurchgangskoeffizienten (U‐Werte) mit immer dickeren Dämmschichten angestrebt wurden. Es besteht jedoch kein linearer Zusammenhang zwischen der Dämmstoffdicke und den Wärmeverlusten. Ab einer gewissen Dicke sinkt der Heizenergieverbrauch von Gebäuden daher nicht mehr signifikant. Im Folgenden wurde eine vollständige Lebenszyklusanalyse durchgeführt, die alle Emissionen berücksichtigt, also auch solche aus vorgelagerten Prozessen, um die Auswirkungen der Dämmstoffdicke auf die Gesamtemissionen zu bewerten. Informationen über graue Energie sind heute für fast alle Produkte öffentlich zugänglich. Es wurden Produktdatenblätter verwendet und vier Dämmstoffe in drei verschiedenen Szenarien verglichen, um Unsicherheiten zu berücksichtigen. Diese Untersuchungen liefern interessante Ergebnisse und zeigen, dass energieintensive Dämmstoffe ab einer bestimmten Dicke zu einem negativen Einfluss auf die Gesamtenergiebilanz führen. Auch wenn es nicht immer eine ausgeprägte optimale Dämmstoffdicke gibt, ist es logisch, dass weitere Absenkungen des U‐Wertes bei Neubauten sorgfältig geprüft werden sollten. Die Ergebnisse zeigen, dass die optimale Dicke für die meisten Materialien bei etwa 20 cm liegt, während die wichtigen großen Einsparungen von den ersten 10 cm erzielt werden.
Impact of grey energy on optimal wall insulation thickness
For decades efforts have been made to reduce the greenhouse gases emissions of buildings by reducing their energy demand with governmental regulations in Europe, pushing towards very low thermal transmittances (U‐values) with ever thicker insulation layers for new buildings. However, there is no linear relationship between the insulation thickness and the heat losses. Therefore, above a certain thickness the consumption of buildings does not decrease significantly. Hereafter a life cycle analysis, including emissions before the building becomes operational is applied to evaluate the impact of the increasing thickness of components on the overall emissions. Publicly available product data sheets are used to compare four insulation materials under three scenarios. These analyses yield interesting results showing that energy‐intensive insulation materials lead to a negative impact in the overall energy balance after a certain thickness. Even though there is not always a pronounced optimum insulation thickness, it is logical that further reductions in U‐value for new buildings should hence be carefully evaluated. The results show that the optimal thickness is around 20 cm for most materials, while the important major savings come from the first 10 cm.
Optimale Dämmstoffdicke für Außenwände unter Berücksichtigung der grauen Energie
Seit Jahrzehnten wird in Europa versucht die Treibhausgasemissionen von Gebäuden zu reduzieren, indem der Energiebedarf durch staatliche Regulierungen gesenkt wird, wobei für Neubauten sehr niedrige Wärmedurchgangskoeffizienten (U‐Werte) mit immer dickeren Dämmschichten angestrebt wurden. Es besteht jedoch kein linearer Zusammenhang zwischen der Dämmstoffdicke und den Wärmeverlusten. Ab einer gewissen Dicke sinkt der Heizenergieverbrauch von Gebäuden daher nicht mehr signifikant. Im Folgenden wurde eine vollständige Lebenszyklusanalyse durchgeführt, die alle Emissionen berücksichtigt, also auch solche aus vorgelagerten Prozessen, um die Auswirkungen der Dämmstoffdicke auf die Gesamtemissionen zu bewerten. Informationen über graue Energie sind heute für fast alle Produkte öffentlich zugänglich. Es wurden Produktdatenblätter verwendet und vier Dämmstoffe in drei verschiedenen Szenarien verglichen, um Unsicherheiten zu berücksichtigen. Diese Untersuchungen liefern interessante Ergebnisse und zeigen, dass energieintensive Dämmstoffe ab einer bestimmten Dicke zu einem negativen Einfluss auf die Gesamtenergiebilanz führen. Auch wenn es nicht immer eine ausgeprägte optimale Dämmstoffdicke gibt, ist es logisch, dass weitere Absenkungen des U‐Wertes bei Neubauten sorgfältig geprüft werden sollten. Die Ergebnisse zeigen, dass die optimale Dicke für die meisten Materialien bei etwa 20 cm liegt, während die wichtigen großen Einsparungen von den ersten 10 cm erzielt werden.
Impact of grey energy on optimal wall insulation thickness
Delmonte, Branca (author) / Latz, Sebastian (author) / Youmbi, Jules (author) / Maas, Stefan (author)
Bauphysik ; 46 ; 1-10
2024-02-01
10 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Impact of grey energy on optimal wall insulation thickness
| Wiley | 2024
Optimal location and thickness of insulation layers for minimizing building energy consumption
| Taylor & Francis Verlag | 2012
| European Patent Office | 2022
Optimum external wall insulation thickness considering the annual CO2 emissions
| SAGE Publications | 2019