Transcript Energieffektiva byggnader

Energieffektiva byggnader
Kretsloppsrådets översikt
Förord
Kretsloppsrådet har i “Miljöprogram 2010” formulerat övergripande mål för energieffektivisering bland
annat högt ställda mål för energieffektiva nya byggnader. Denna rapport har kommit till i syfte att besvara frågan om dessa mål kan uppfyllas i dagens byggande – både nybyggnad och ombyggnad. Totalt
har femton aktuella ny- och ombyggnadsprojekt studerats.
Innehållet i skriften har förankrats och bearbetats i en arbets/seminariegrupp bestående av:
Arne Elmroth
Professor emeritus, LTH
Arne Roos
Uppsala Universitet
Björn Berglund
Fagerhult
Jan-Erik Nowacki
SVEP
Jan-Ulrik Sjögren
NCC
Jonas Gräslund
Skanska
Kjell-Åke Henriksson JM
Lisa Engqvist
Projektengagemang
Lotta Bångens
ATON Teknikkonsult
Per Lilliehorn
Kretsloppsrådet
Per Wickman
ATON Teknikkonsult
Ulf Frisk
Swedisol
Yngve Green
Svenska Bostäder
Per Levin
Projektengagemang
Flera av de medverkande har bidragit med texter inom sina respektive expertområden, vilket tacksamt
tagits emot. Arbetet med rapporten har utförts av Per Levin, med stöd av Lisa Engqvist, som också
svarat för informationsinsamlingen från fastighetsägarna.
Arbetet har finansierats av Kretsloppsrådet med bidrag från CERBOF. Per Lilliehorn har varit Kretsloppsrådets projektledare och anslagsmottagare.
Ett varmt tack till alla bidragsgivare.
Stockholm i november 2010
Författarna
1
Läsanvisning
Innehållet i rapporten baseras på insamlad information från utvalda byggnadsprojekt för ny- och ombyggnad, vilka mer i detalj redovisas enligt en framtagen mall i bilaga 1 för bostäder och bilaga 2 för
lokaler.
Informationen från byggnaderna har sammanställts i diagram och tabeller i kapitel 3. I därpå följande
kapitel behandlas utveckling inom olika delsystem, med kopplingar till de utvalda byggnaderna.
I kapitel 12 analyseras och diskuteras vilka slutsatser vi kan dra av det insamlade materialet inför de
stundande nödvändiga reduceringarna av byggnaders energianvändning.
2
Innehåll
(klickbara länkar till sidorna)
Sammanfattning................................................................................................................................5
1. Syfte och avgränsningar............................................................................................................... 9
Urval och kravspecifikation.................................................................................................................9
2. Kort historik.................................................................................................................................10
Snabb utveckling efter energikriserna............................................................................................... 10
Inbromsning på 90-talet.................................................................................................................... 10
Hur gör vi nu för att nå miljömålen?................................................................................................... 11
Nya mål för nya byggnader............................................................................................................... 12
3. Projekt med dokumenterat låg energianvändning..................................................................... 13
3.1 Bostadsprojekt............................................................................................................................. 13
3.2 Lokalprojekt................................................................................................................................ 19
4. Vad kännetecknar ett bra hus?....................................................................................................24
Byggnaderna i energisystemen......................................................................................................... 25
5. Driftfaktorer av betydelse för låg energianvändning.................................................................. 27
Principer för lättskötta anläggningar - projektera för drift................................................................. 27
Insamling av data för medieanvändning och uppföljning...................................................................28
Driftorganisation...............................................................................................................................28
Driftoptimering.................................................................................................................................29
Överlämnande till driftsorganisation.................................................................................................29
6. Produkt- och konceptutveckling – värme och tappvarmvatten..................................................31
Värmedistributionssystem för små värmebehov............................................................................... 31
Tappvarmvatten................................................................................................................................ 32
Värmepumpar................................................................................................................................... 33
Solvärme........................................................................................................................................... 34
7. Produkt- och konceptutveckling – Komfortkyla..........................................................................36
Komforttemperatur.......................................................................................................................... 36
Solskydd........................................................................................................................................... 37
Minska internvärmen........................................................................................................................ 37
System för komfortkyla..................................................................................................................... 38
3
8. Produkt- och konceptutveckling – ventilation............................................................................39
Kontorshus - principsystem............................................................................................................... 39
Skolor............................................................................................................................................... 41
Bostäder........................................................................................................................................... 41
FTX-installation i befintliga bostadshus?...........................................................................................42
9. Produkt- och konceptutveckling – klimatskärm..........................................................................43
En välisolerad och lufttät klimatskärm.............................................................................................. 43
Kontrollmetoder och utbildning under byggtiden..............................................................................45
Tilläggsisoleringsmetoder.................................................................................................................45
Översikt över värmeisoleringsmaterial..............................................................................................46
Fönster och fönsterglas.....................................................................................................................49
10. Produkt- och konceptutveckling – belysning inomhus..............................................................52
Rekommendationer för belysningens energianvändning................................................................... 53
Ljuskällor..........................................................................................................................................54
Armaturer.........................................................................................................................................54
Planering...........................................................................................................................................54
Styr- och reglerutrustning................................................................................................................. 55
Effektivisering av befintlig belysning................................................................................................. 55
Installationer och erfarenheter från objekten.................................................................................... 55
11. Verktyg och checklistor.............................................................................................................. 57
12. Diskussion och slutsatser...........................................................................................................59
Byggnaderna.....................................................................................................................................59
Byggregler........................................................................................................................................ 61
Energistatistik...................................................................................................................................62
Byggnaders beständighet................................................................................................................. 63
Framtidsfrågor..................................................................................................................................64
4
Sammanfattning
Samhället har formulerat mycket ambitiösa energimål. Mellan 1995 och 2050 ska den genomsnittliga
energianvändningen (per kvadratmeter) i princip halveras. Detta innebär höga krav på energieffektivitet i ny- och ombyggda hus.
Hur energieffektivt är då dagens byggande? I syfte att besvara den frågan har 15 goda exempel på
energieffektiva ny- och ombyggnader studerats. Projekten omfattar både bostäder och lokaler och tillhör de bästa som sektorn kan leverera just nu. De beskrivs enskilt i bilagor till rapporten.
Projekten kännetecknas av
• Höga ambitioner
• Kompetenta beställare, konsulter och entreprenörer
• Hög motivation och noggrannhet i alla led.
Kravet på projekten har varit
• Bra energiprestanda och lågt värmebehov, verifierad med statistik
• De ska ha varit i drift i mer än två år
• Repeterbara projekt – ej ”experimentbyggande”
• Robusta system och kända tekniker med låg risknivå.
Väsentligt bättre energiprestanda än normalproduktionen från början av 2000-talet!
En slutsats är att de studerade projekten har uppnått väsentligt bättre energiprestanda än normalproduktionen från början av 2000-talet. Men samtidigt kan också konstateras att:
• I flera fall har de haft svårt att uppnå de projekterade värdena.
• I flera fall har byggnadernas installationssystem haft inkörningsproblem. Detta gäller framförallt
solfångare och FTX-aggregat.
• I flera fall har delar av uppvärmningsenergin ersatts med hushållsel vilket försvårar bedömningen av
byggnadernas energiprestanda. Data blir svåra att jämföra.
Större krav på energieffektivitet
Förklaringarna till projektens tydligt förbättrade energiprestanda är:
• Höga ambitioner i projekten
• Nya krav i byggreglerna
• Marknaden har utvecklats med nya tekniska koncept och målsättningar.
Hushållsel till uppvärmning?
I en del av bostadshusen sker eftervärmning av tilluft och uppvärmning av badrumsgolv med hushållsel,
vilket då ska återföras till uppvärmning. Det finns en uppenbar risk att nya byggnader kommer anpassas efter reglerna genom att flytta delar av uppvärmningen till hushållsel, vilket för närvarande inte
inräknas i byggnadens energiprestanda. Vi noterar också att flera av bostadshusen har hög hushållselanvändning. Vi ser inte samma tendens när det gäller lokaler.
5
Skillnaden mellan beräknade energiprestanda och de uppmätta värdena är i regel liten. I några fall har
skillnaderna visat sig bero på inkörningsproblem med installationer, bland annat solfångarsystem och
FTX-aggregat.
På väg mot NäraNollEnergibyggnader
BBR har skärpt energikraven och inom kort kommer ytterligare skärpningar och inom relativt kort tid
kommer BBR att skärpas till krav på så kallade NäraNollEnergibyggnader (NNE). Sannolikt i stort sett
en halvering av energianvändningen (per kvadratmeter) i förhållande till dagens BBR.
Framtidens krav innebär att vi måste minimera uppvärmningsbehovet vilket gör byggnaderna känsliga
för stora värmetillskott i form av solinstrålning och höga internvärmelaster. Helst ska vi klara att leverera en komfortabel inomhustemperatur utan att behöva installera komfortkyla i bostäder och använda
”högtemperaturkyla” i lokalbyggnader.
Höga krav på energieffektivitet vid ombyggnad av bostäder
En halvering av energianvändningen i byggnader fram till år 2050 kommer att innebära storskaliga åtgärder i det befintliga byggnadsbeståndet. Detta låter sig inte göras utan att fastighetsekonomisk lönsamhet (eller nära) uppnås. Energisparåtgärder måste genomföras vid alla ombyggnader eller större
renoveringar.
Lönsamhetsberäkningarna påverkas av vilka bedömningar vi gör om den framtida energiprisutvecklingen. Energiprisutvecklingen är okänd men byggnaderna ska utformas för att fungera under mycket
lång tid. Ser vi tillbaka på dagens byggnadsbestånd kan vi notera att förutsättningarna kraftigt har ändrats flera gånger under den senaste hundraårsperioden. Vilka kalkylmetoder och förutsättningar som
används kommer också att påverka vilka åtgärder som kommer att genomföras.
Halveringsmålet kommer också att minska värmeunderlaget i fjärrvärmenäten, som endast delvis kan
antas täckas med förtätningar. Här behövs anpassning till nya förutsättningar!
Recept på byggnader med bra energiprestanda
En gemensam nämnare för de lyckade byggnadsprojekten verkar ha varit att säkerställa en bra klimatskärm och förväntade prestanda på installationer genom att:
Vid planering och projektering
• Ställa krav på uppföljning, verifieringspunkter och dokumentation
• Tillvarata driftsynpunkter och erfarenhetsåterföring från tidigare projekt
• Tillämpa helhetssyn vid systemdesign.
Vid produktion
• Fullfölja (de goda) tankegångarna från projekteringen
• Ge information och utbildning till hantverkare till exempel genom att testa alla konstruktioner i
liten skala innan produktionsstart (”bygglabb”)
• Utnyttja täthetsmätning och termografering som motivationshöjande kontroller.
6
Vid drift
• Noggrann idrifttagning med uppföljning (funktionsansvar)
• Utbildning av driftspersonal
• Regelbunden kontroll – hitta felkällor (inte bara symptom).
Behov av riktlinjer, rutiner och verifikationsprotokoll
Ovanstående punkter stämmer väl överens med tidigare erfarenheter. För att uppnå de höga krav som
kommer att ställas på kommande ny- och ombyggnader behöver vi systematisera byggprocessen. Inte
minst för att skola in ny personal i alla led. Detta innebär att vi har stort behov av att utveckla:
• Sektorsgemensamma riktlinjer för energieffektivt byggande
• Rutiner
• Checklistor
• Verifikationsprotokoll.
Inom ramen för det så kallade Sveby-programmet utvecklas sådana hjälpmedel. Det finns också ett
brett utbud av verktyg tillgängliga för sektorns energiarbete. Som exempel på sådana kan nämnas:
• R1:an från Energi- och miljötekniska föreningen www.emtf.se
• Belok:s kravspecifikationer och beräkningshjälpmedel www.belok.se
• Energilotsens checklistor och handledningar www.energilotsen.se
Produkt och konceptutveckling
Rapporten innehåller också flera kapitel där erfarenheterna från de olika energiprojekten diskuteras
i förhållande till pågående produkt- och konceptutveckling. Viktiga delområden där en utvecklingspotential bedöms finnas är:
Klimatskärm
• Fönsterglas. Här finns det behov att bevaka både isolervärden (U-värde) och transmittans (g-värde
= förmåga att släppa igenom solenergi) samt beläggningar som eliminerar utvändig kondens.
• Isolermaterial. Nya effektivare isolermaterial utvecklas men är ännu så länge alltför dyrbara att
använda i stor skala. På kort sikt finns inga realistiska alternativ till den traditionella mineralullsiso leringen.
• Köldbryggor. Har stor betydelse för moderna hyperisolerade konstruktioner. Måste beaktas i bygg produktionen!
• Täthetsmätning för lägenheter. Ytterväggens täthet, framförallt inåt mot den fuktiga inneluften är
av avgörande betydelse för det framtida lågenergibyggandet. Teknikutveckling för täthetsprovning
behövs!
Värme och tappvarmvatten
• Värmedistribution för små värmebehov. Även i lågenergibyggnader måste rumsklimatet kunna sty ras. Att utveckla effektiva system för detta utan att använda el är en utmaning.
• Tappvarmvattenanvändningen är oftast låg i moderna byggnader men det finns behov att bevaka
isoleringen av tappvattenledningarna. Glöms ofta bort.
• Värmepumpar. Nya typer av värmepumpar för små energimängder och lågt effektuttag behövs.
• Solvärme. Nya typer av solfångare och energilagringsmetoder behövs.
7
Komfortkyla
I första hand en fråga som berör lokaler. Kostnaden för att installera och driva en kylanläggning kan bli
mycket hög. För att hitta en lämplig strategi för komfortkyla måste alla inblandade arbeta tillsammans.
Byggnadens utformning och användning är av avgörande betydelse.
• Utveckling mot minskad internvärme. Redan vid planering/projektering måste man arbeta för att
minska internvärmelasten.
• System för frikyla (vatten, sol, med mera). För att minska driftkostnaderna är det önskvärt att man
kopplar systemet till någon form av frikyla (vatten, borrhål eller liknande).
Ventilation
• Idrifttagning och uppföljning av luftflöden och verkningsgrader på aggregat är av avgörande be tydelse för att beräknade resultat ska kunna uppnås.
• Välfungerande och kostnadseffektiva FTX-system för installation i befintliga flerbostadshus måste
utvecklas för att de ambitiösa energimålen ska kunna uppnås.
Minskad konsumtion eller ökad försörjning
Rapporten avslutas med en diskussion om behovet av en avvägning mellan energisnålare byggnader
och försörjningsåtgärder till exempel i form av väl utbyggda fjärrvärmenät samt vilka systemavgränsningar som ska tillämpas när vi börjar bygga NNE-byggnader i stor skala. En fullständig balans mellan en hållbar energiproduktion och energianvändning är kanske en utopi – men vi måste fortsätta att
utveckla energieffektivare byggnader!
8
1. Syfte och avgränsningar
Syftet med denna rapport är att så objektivt som möjligt beskriva utvalda goda exempel på dagens
bästa teknik för energieffektiva nya byggnader och åtgärdade befintliga byggnader, inklusive en sammanfattande beskrivning av vilka åtgärder som vidtagits för energieffektivisering vid ny- och ombyggnad samt i förvaltningsskedet. Skriften är tänkt som en vägledning för byggherrar att visa att bra
projekt kan genomföras utan offentligt stöd.
Utgångspunkten för skriften har varit att redovisa goda exempel på genomförda projekt med tillgänglig
statistik och beskrivning av metodik och verktyg. Välbyggda bra hus med goda driftegenskaper, robust
teknik som är systemoberoende och kan klara förändringar i till exempel energiförsörjningen prioriteras. Det är också viktigt att inte tappa bort helheten, eftersom många olika system och konstruktioner kan kombineras mer eller mindre lyckat.
Förutom beskrivningarna av goda exempel, innehåller skriften analyserande sammanfattande beskrivningar samt olika tematiska delavsnitt som redovisar dagsläget och nära vision för olika delområden.
De tematiska kapitlen har skrivits tillsammans med medförfattare ur arbetsgruppen, som är speciellt
kunniga inom respektive område.
Urval och kravspecifikation
Byggnadsexempel har efterfrågats genom kontakter med olika branschorganisationer, byggherrar och
fastighetsägare. Några exempel har tidigare uppmärksammats i artiklar i media, medan andra är relativt okända. Information om byggnaderna har erhållits av respektive fastighetsägare samt i vissa fall
även från publicerade rapporter.
Följande krav har ställts för att byggnaderna ska kunna komma med i sammanställningen:
• Bra energiprestanda och lågt värmebehov, verifierad med statistik
• Repeterbart projekt
• Robusta system och kända tekniker med låg risknivå
• Genomfört på marknadsmässiga villkor, helst utan offentligt stöd.
Skriften har begränsats till att behandla nya och åtgärdade byggnaders energirelaterade egenskaper
samt olika faktorer som kan påverka byggnadernas energiprestanda samt att uppnå avsedd effekt
av åtgärder. Skriften omfattar vanliga byggnadstyper, dvs bostäder, kontor och exempel på en skola.
Således omfattas inte byggnadstyper med mycket hög andel verksamhetsenergi, som till exempel butikslokaler eller köpcentrum.
Energianvändning är också en viktig parameter i de flesta miljömärkningssystem, vilka börjar få allt
större uppmärksamhet. Miljömärkningssystemen har dock inte tagits med i denna sammanställning.
9
2. Kort historik
Snabb utveckling efter energikriserna
Den energieffektivisering som följde efter oljekriserna på 1970-talet gick framför allt ut på att minska
oljeberoendet. Hårdare krav på byggnaders värmeisolering ställdes i byggnormen SBN 75, som trädde i
kraft 1978. Dessutom ställdes för första gången krav på byggnaders lufttäthet, vilket var unikt i världen.
Tyvärr ställdes samtidigt inga tydliga krav på byggnaders ventilation, vilket kom ett par år senare i följande norm, SBN 80. Speciella, hårdare krav för direktelvärmda småhus kom 1984. Dessa kom att gälla
för alla nya byggnader genom Nybyggnadsreglerna från 1991. I princip har denna kravnivå bibehållits
fram till idag.
Under 1970-talet och början på 1980-talet utvecklades en rad produkter för att återvinna ventilationsvärmen, som ventilationsvärmeväxlare och olika typer av värmepumpar. Solfångare i form av svartmålade radiatorer presenterades i slutet på 70-talet och utvecklades sedan snabbt.
Metoder för tilläggsisolering av ytterväggar utvecklades, från uppreglade konstruktioner med mellanliggande värmeisolering och lätta fasadmaterial som plåt och trä, till heltäckande isolerskikt med utanpåliggande putsskikt, vilket medförde att byggnader med putsade fasader kunde åtgärdas utan byte av
fasadmaterial. Metoden började snart användas (och används fortfarande) även för nyproduktion, där
dock tillämpningen i samband med bakomliggande träkonstruktion visat sig riskfylld ur fuktsynpunkt.
Tilläggsisolering av vindsbjälklag började utföras med lösull. Halvmetertjocka värmeisoleringar provades för att se hur isolerförmågan och fukttransporten påverkades.
Olika metoder för att komplettera 2-glasfönster med en extra glasruta eller isolerruta fanns redan på
70-talet. Treglasfönster med lågemissionsskikt kom till användning i början på 80-talet (U-värde cirka
1,5 W/m2K). Olika fönstertyper med persiennarrangemang eller inblåsta cellplastkulor provades i laboratorium med U-värden ner till cirka 0,6 W/m2K.
Ett stort antal experimentbyggnadsprojekt genomfördes under 80-talet med mer eller mindre lyckat
resultat. Områden kopplade till säsongslager för solvärme provades. Provhus med ”dynamisk” värmeisolering uppfördes. Olika åtgärder för att minska eller flytta energianvändningen provades, samt byte
av energislag för uppvärmning. En slående faktor är att under processen med experimentbyggnadsprojekt, vilka ofta tar fem år i anspråk, hinner förutsättningarna ändras. Från att spara värme (olja), vilket
oftast skedde på bekostnad av en högre elanvändning, till att spara på el, vilket periodvis varit en knapp
resurs.
Inbromsning på 90-talet
Början på 90-talet präglades av lågkonjunktur och åsikter om energieffektivitet, miljöpåverkan och innemiljö började gå isär. Den statligt stödda experimentbyggnadsverksamheten upphörde. Tilläggsisolering av byggnader minskade. Åtgärder utan hög investeringströskel genomfördes.
10
Misstroende om ventilationssystems funktion samt fuktproblem som relaterades till värmeisolering
och lufttäthet resulterade i en ”grön eko-våg” där husen skulle förses med ”förstärkt självdrag” och
”andas” genom ytterväggarna, det vill säga diffusionsöppna material skulle användas och fukten skulle
säsongsvis lagras i konstruktionerna. Ytterst få av dessa byggnader uppnådde låg energianvändning,
och problem med dålig komfort och fukt var inte ovanliga. Ett annat utvecklingsspår följde den tidigare
devisen ”Bygg tätt – ventilera rätt” vilket fortfarande tillämpas av de flesta småhusfabrikerna.
Hur gör vi nu för att nå miljömålen?
Enligt det nationella miljömålet ”God bebyggd miljö” ska vi halvera energianvändningen i våra byggnader fram till 2050. När nu fasadrenoveringar i stor omfattning står för dörren i 50-70-tals-bebyggelsen
kan vi troligen inte nå detta mål om vi inte tar vara på tillfället att tilläggsisolera samtidigt. Hur de ekonomiska beräkningarna utförs och bokförs är en viktig ingrediens i genomförandet. De aviserade nya
ombyggnadsreglerna som avses träda ikraft den 1 oktober 2011 bör komma att påverka vilka åtgärder
som kommer att genomföras i befintliga byggnader.
Aktuella åtgärder är i stort desamma som förut (se tabell 1) men belysning och apparater som vitvaror,
fläktmotorer och pumpar har blivit eleffektivare. Nya skikt på fönster har utvecklats med bättre
färgåtergivning och slitstyrka. Solfångare och solceller har kommit närmare lönsamhet vid tillämpning
men sker fortfarande i liten skala.
Tabell 1. Aktuella energisparåtgärder i flerbostadshus byggda mellan 50 - 70-talen.
Åtgärd Då 1970-1980-talen
Trimning av oljepannor
ja
Konvertering av energislag
till fjärrvärme eller elpanna
Nedvarvning av fläktar
ja
Byte av fläktar och pumpar
nej
Värmeåtervinning på ventilationsluften ja
Tätningsåtgärder
ja
Tilläggsisolering av ytterväggar
och vindsbjälklag
ja Tilläggsruta
ja
Byte av belysning
nej
Injustering och inreglering
ja
Nu
2000-2010-talen
sällan
från olja till fjärrvärme
eller bergvärmepump
normalt inte
ja
ja
ja
ja
ja, samt fönsterbyte
ja
ja
Vad har vi för nya metoder och produkter att ta till idag för att nå sparmålen? Administrativa åtgärder
som EPC (Energy Performance Contracting)? Kan teknikupphandling användas för att skynda på utvecklingen av nya anpassade rationella tekniska lösningar för användning i stor skala? Kan vi hitta andra nya
11
åtgärder än de som redovisas i tabellen ovan? Förbättra metoder? Hur kan vi göra för att tillgodose
bevarandeaspekterna samtidigt?
Slutsatsen är att vi måste använda våra erfarenheter från tidigare för att nå energimålet och åstadkomma varaktig låg energianvändning i befintliga flerbostadshus, med bibehållet eller förbättrat inomhusklimat.
Dessutom måste vi framöver se på energieffektivisering i ett vidare perspektiv där även förutsättningarna för effektiv energitillförsel och -distribution och produktion för el och värme inräknas så att
resulterande effektiviteten är hög och resurspåverkan minimeras.
Nya mål för nya byggnader
Sedan kraven på specifik energianvändning infördes i Boverkets Byggregler 2006 (BBR12), vilka i sig
inte innebar någon väsentlig skärpning mot tidigare krav, har isolertjocklekar ökat och ventilationsåtervinning börjat användas för den övervägande delen av nyproducerade byggnader.
Från och med 2010-02-01 gäller hårdare krav för elvärmda byggnader (BBR 16), vilket i princip innebär
att en bra värmepump måste användas om byggnaden är elvärmd. Kravnivåerna för nya byggnader
planeras skärpas under 2011 och 2015.
Det nya EU-direktivet, EPBD 2 ska börja tillämpas år 2020-12-31 för alla nya byggnader (2018-12-31
för offentliga byggnader), som då ska utföras som ”Nära-nollenergibyggnader” (”Nearly Zero Energy
Buildings”). Hur omfattande förändringarna blir på grund av detta kommer att styras av den svenska
definitionen på begreppet. De kravnivåer som diskuterats hittills handlar om ca en halvering av tillåten
energiprestanda jämfört med BBR 16.
12
3. Projekt med dokumenterat
låg energianvändning
I detta avsnitt redovisas en sammanfattande beskrivning av viktiga egenskaper hos utvalda goda
exempel på nybyggnad och ombyggnad, där byggnaderna var tagna i drift mellan 2005 och 2008. Byggnaderna har valts ut där tillräcklig information och dokumenterade uppmätta resultat erhållits eller funnits tillgängliga. Arkitektonisk utformning och ytskikt kan utsättas för omedelbar bedömning medan
information om funktionen hos installationssystem och husets energiprestanda har varit svårare att
granska. Det vet den som försökt få tag på verifierade uppgifter om energianvändning i byggnader.
3.1 Bostadsprojekt
Bland de redovisade bostadsprojekten finns både stora flerbostadshus och mindre radhus och villor.
Några av byggnaderna har varit mycket omskrivna medan andra är mindre kända. Två ombyggnadsprojekt med olika förutsättningar redovisas också, Orrholmen och Locus.
De utvalda byggnaderna klarar i princip de gällande byggreglerna (BBR 16) med dokumenterat resultat.
Jämförelser har gjorts med något äldre byggnader samt kommande specifika krav för en ny stadsdel
med miljöprofil i Stockholm.
De sammanfattande redovisningstabellerna har delats upp i tre olika delar: Uppmätt energianvändning, klimatskärm och installationer. En mer detaljerad redovisning av varje byggnad återfinns i bilaga 1. I tabellerna har byggnaderna grupperats så att först redovisas stora flerbostadshus, sedan mer
småhus och småhusliknande byggnader, och sist de två ombyggnadsprojekten.
Uppmätt och förväntad energianvändning (där det varit tillgängligt) för byggnaderna redovisas i figur
3.1, samt i tabell 3.1. Hushållsel, vilket ju inte ingår i de beräknade värdena på energiprestanda enligt
BBR, visas också i staplarna, där det varit tillgängligt. I diagrammet visas även som jämförelse energianvändning från byggnader uppförda innan de nya byggreglerna trädde i kraft1. Nybyggnadsmålet för
andra etappen av Norra Djurgårdsstaden i Stockholm har lagts in som jämförelse i figuren (Energikrav
55 kWh/m2, varav max 15 driftel. Av driftelen ska minst 1/3 produceras lokalt).
1 Levin, P., 2008, Energieffektiva flerbostadshus – erfarenheter. Rapport. SABO och Energimyndighetens
beställargrupp för flerbostadshus (BeBo, www.bebostad.se).
13
Figur 3.1. Energianvändning för utvalda nya och ombyggda bostadshus i kWh/m2Atemp. Som jämförelse
har 12 något äldre byggnader lagts in (högra staplarna) samt nya krav för kommande bebyggelse i Norra
Djurgårdsstaden i Stockholm. Observera att hushållsel inte ingår i beräknade BBR-värden.
För Järinges hus är energitillskottet från installerade solfångare på två hus utslaget på alla, eftersom
uppgifter på energianvändningen är medelvärden för alla 16 husen. Husen på Sandgrind har braskamin
som kompletterande värmekälla och mätvärden har endast erhållits från tre av femton hus.
Uppmätt energiprestanda
Byggnadernas energiprestanda är i genomsnitt för de fjärrvärmda nya byggnaderna 79 kWh/m2 (84
kWh/m2 om de ombyggda husen inkluderas), vilket ger en god marginal till gällande BBR-krav och en
väsentlig förbättring jämfört med hus byggda i Stockholm 1998-2003, där en uppföljning omfattande
cirka 1500 lägenheter visade en energianvändning av cirka 140 kWh/m2.
Energiprestanda för de elvärmda byggnaderna ser givetvis bättre ut i statistiken, cirka 45 kWh/m2 i
genomsnitt, eftersom värmepumpar används för att utnyttja ”gratisvärme”. Byggnaderna är delvis från
olika landsändar, vilket gör att de inte är direkt jämförbara sinsemellan.
Tabell 3.1. (nästa sida) Husens uppmätta energiflöden och energiprestanda (EP) redovisade efter användningsområde och energislag i kWh/m2(Atemp). I kolumnen ”Energitillskott köpt” har hushållsel adderats till byggnadernas energiprestanda.
14
Objektsnamn Ort, våningar/lgh
Elvärme Fjärr-
och värme
driftel
Seglet
Karlstad, 12/44
16
Anm: Atemp schablon
Kommendörkapt.
Malmö, 4/11
6
Förny-
bar
energi
Hus-
hålls
el
Upp-
mätt
EP BBR
Be-
räknad
EP BBR
Energi
tillskott
köpt
37
VP
24
53
-
77
72
-
30
78
66
108
Sol: 11
28
77
60
105
Hamnhuset
Göteborg, 5/115 25
52
Anm: Beräknat värde för solfångare
Concordia
Malmö, 7/129
22*
58
-
29*
80
82
109
Anm: Atemp schablon
Oxtorget
Värnamo, 2/40
28
-
Sol: 12
43
28
5-25**
71
Anm: Ej normalårskorrigerad.
Sandgrind
Kungsängen, 2/15 40
-
BVP
Anm: Uppm. värden för 3 av 15 hus. Braskamin.
38
40
47
78
Garnsviken
Sigtuna, 3/68
46
-
Anm: Hushållsel saknas (uppskattad).
30
46
66
76
BVP
Järinge
Stockholm, 2/16 57
-
Sol: 1 36
57
85
93
Anm: Medelvärden för alla hus.
Orrholmen
Karlstad, 7/630
12
74
-
24
86
-
110
Anm: Atemp schablon
Locus
Borlänge, 3/101 8
Anm: Studentbostäder
89
-
53
97
97
150
*Energianvändning för gemensamhetstvättstuga, 3 kWh/m2 är flyttad från driftel till hushållsel.
**Avser endast värmeanvändning, uppgift om beräknad driftel saknas.
15
Uppmätt jämfört med beräknad energiprestanda
För de flesta byggnaderna har beräknad energiprestanda erhållits från fastighetsägarna eller entreprenörerna. Tillräcklig information om beräkningarnas kvalitet har inte funnits att tillgå. För tre byggnader är uppmätt energiprestanda mellan 12-30 procent sämre än beräknat. Förklaringar som angivits
till detta är inkörningsproblem med FTX-aggregat och solfångaranläggningar.
För byggnaderna med bergvärmepumpar är uppmätt energiprestanda 15-30 procent bättre än den
beräknade, vilket åtminstone i ett fall beror på att beräkningarna utförts med hög säkerhetsmarginal
för att inte ”lova för mycket”.
Hög hushållsel
Några byggnader har förvånansvärt hög uppmätt hushållsel (se tabell 3.1) och om detta läggs till
byggnadernas energiprestanda, blir skillnaderna mellan byggnaderna betydligt mindre. För de luftvärmda byggnaderna Hamnhuset, Oxtorget och Kommendörkaptenen har lägenhetsvisa eftervärmare på
tilluften använts, vilka i de första två kopplats till hushållselen och den sista till fjärrvärmen. Denna del
av hushållselen ska flyttas över till uppvärmningsenergi, precis som uppvärmda badrumsgolv. Korrigering har utförts för Oxtorget där en mätstudie genomförts i fyra lägenheter för att uppskatta tillskottselen. För Hamnhuset har underlag för korrektion saknats. Studentbostäder har i allmänhet högre
hushållsel per kvadratmeter, vilket också bekräftas av uppmätta värden för Locus.
Bättre klimatskärmar
I tabell 3.2 redovisas tekniska egenskaper för bostadshusens klimatskärmar. De nya byggreglerna har
medfört lägre U-värden på klimatskärmar än innan (speciellt för ytterväggar). Byggnaderna Seglet
och Oxtorget har tjockast värmeisolering. Låga U-värden på fönster, ≤ 1,2 W/m2K, används i stort sett
genomgående för byggnaderna. De ombyggda husen har något högre U-värden på konstruktionerna
än de nybyggda.
En rättvisande redovisning av köldbryggor har inte gått att få fram. De uppgifter som lämnats har varierat i kvalitet och saklighet, vilket visar att ett utbildningsbehov finns för hur köldbryggor definieras,
beräknas och redovisas.
Många av byggherrarna har haft en hög ambitionsnivå avseende att minimera byggnadernas luftläckning. I många fall har uppmätta värden redovisats, baserat på varierande antal mätningar. För Seglet
och Hamnhuset har alla lägenheterna tryckprovats.
Täthetsmätning av enskilda lägenheter ger inte ett relevant resultat att använda som indata till en
energiberäkning för hela byggnaden, eftersom invändig luftläckning till grannarna kommer med om
mätningen utförs lägenhetsvis på ett standardiserat sätt. Om hela byggnaden tryckprovades på en
gång, skulle en bättre koppling till energiberäkningar fås. Hänsyn borde tas även till uteluftsventiler,
vilka ska vara stängda vid provning men öppna vid normala driftsfall.
16
Tabell 3.2. Tekniska egenskaper för bostadshusens klimatskärmar.
Objektsnamn Byggår/ Ort, våningar/lgh ombyggn.år
Klimatskärm U (W/m2K)
Fönster Väggar
Tak
Luftläckning vid 50 Pa
l/s m2 Aom
Seglet
Karlstad, 12/44
2007
1,0
0,11
0,06
0,13
Kommendörkapt.
Malmö, 4/11
2008
1,0
0,18
0,1
0,4
Hamnhuset
Göteborg, 5/115
2008
1,1
0,17
0,09
0,2 - 0,6
Concordia
Malmö, 7/129
2006
1,0
0,15
0,1
0,3
Oxtorget
Värnamo, 2/40
2006
0,9
0,1
0,07
0,2
Sandgrind
Kungsängen, 2/15
2008
1,2
0,18
0,12
-
Garnsviken
Sigtuna, 3/68
2005
1,0
0,13
0,1
0,4
Järinge
Stockholm, 2/16
2007
1,0
0,16
0,08
0,6
Orrholmen
Karlstad, 7/630
2004-09
1,2
0,2
0,11
Locus
Borlänge, 3/101
2005
1,3
0,2
0,11
-
Installationssystem
I tabell 3.3 redovisas installationssystem för värme och ventilation samt system för energiförsörjning
för bostadshusen.
Värmeåtervinning för ventilationsluften i flerbostadshus har nu blivit vanligare, och finns i alla byggnader utom Sandgrind och Orrholmen. De flesta större byggnader har centrala FTX-aggregat, men i Seglet finns speciella lägenhetsvisa FTX-aggregat utan tilluftsfläktar. För de mindre byggnaderna i Järinge
och Oxtorget finns också lägenhetsvisa FTX-aggregat. Garnsviken har ett aggregat per byggnad om
17
4 eller 6 lägenheter. Temperaturverkningsgrader är i de flesta fall beräknade leverantörsuppgifter. För
Hamnhuset och Locus redovisas uppmätta värden. Eftervärmning av tilluft med el och komfortgolvvärme kopplat till hushållsel förekommer, se ovan under hushållsel.
Tabell 3.3. Installationer och energiförsörjning i bostadshusen.
Objektsnamn Ventilation
Ort, våningar/lgh
Seglet
Karlstad, 12/44
Värme-
distribution
Verknings-
grad %/COP
FTX lägenhets- Golvvärme
40/3,2
aggregat
Energiförsörjningssystem
VP på fjärrv.retur
och fjärrvärme, el
Kommendörkapt. FTX centralt
Malmö, 4/11
aggregat
Luftvärme med
värmetillskott
genom fjv
?/-
Fjärrvärme
Hamnhuset
FTX centralt
Göteborg, 5/115
aggregat
Luftvärme med
värmetillskott
genom el
79/-
Sol och fjärrvärme
Concordia
FTX centralt
Malmö, 7/129
aggregat
Radiatorer
Golvvärme
i badrum
60-65/-
Fjärrvärme
Oxtorget
FTX lägenhets-
Värnamo, 2/40
aggregat
Luftvärme med
värmetillskott
genom el
87/-
Sol och el
Sandgrind
Frånluft
Radiatorer
-/ 5,0
Kungsängen, 2/15
Bergvärmepumpar
med elspets.
Braskaminer
Garnsviken
Sigtuna, 3/68
FTX centralt
Radiatorer
ca 80/ 3,2
aggregat
Bergvärmepump
och el, centralt
Järinge
Stockholm, 2/16
FTX lägenhets-
aggr. i 8 hus
Radiatorer
?/?
och luft
Frånluftsvärmepump
i varje lgh, el
Orrholmen
Karlstad, 7/630
Frånluft
Radiatorer
-/-
Fjärrvärme
Locus
Borlänge, 3/101
FTX centralt
aggregat
Radiatorer
81/-
Fjärrvärme
18
De större byggnaderna är anslutna till fjärrvärme, medan de mindre är mer eller mindre elvärmda via
värmepumpar. Garnsviken och Seglet har uppmätt värmefaktor (COP) för värmepumparna, övriga har
beräknad.
3.2 Lokalprojekt
Exemplen i detta avsnitt är tre nya kontorsbyggnader och en ny skola. Byggnaderna är tagna i drift
2008. Byggnaderna kan jämföras med GreenBuilding-märkta nya byggnader. Ett ombyggnadsprojekt
redovisas också, Gällivare badhus, vilket jämförs med GreenBuilding-märkta befintliga byggnader.
Den sammanfattande redovisningen har delats upp i tre olika delar: Uppmätt energianvändning, klimatskärm och installationer. En mer detaljerad redovisning av varje byggnad återfinns i bilaga 2.
Uppmätt och beräknad energiprestanda
Uppmätt jämfört med beräknad energianvändning för byggnaderna redovisas i figur 3.2, samt i tabell
3.4. Ytterligare detaljer om klimatskärmar och installationer redovisas i följande tabeller.
Uppmätt energiprestanda är väl under kravnivåerna i BBR, där ventilationstillägget gör att kraven på
byggnaderna blir olika för olika verksamheter. Godkända GreenBuilding-märkta lokalbyggnader, som
lagts in i diagrammet i figur 3.2, klarar beräkningsmässigt en nivå som är 75 procent av BBR-kravet. De
flesta av dessa är dock för nya för att ha uppmätta värden. Hagaporten, Västerport och Kaggen har
också GreenBuilding-märkning.
De övriga GreenBuilding-lokalerna ser ut att ha bättre beräknad energiprestanda, vilket delvis kan vara
sant, men staplarna visar i huvudsak beräknade värden till skillnad från byggnaderna i sammanställningen. En förklaring är också att GreenBuilding-gruppen består av en blandning mellan olika lokaltyper med olika verksamheter och olika krav på inneklimat och storlek på internbelastning.
Verksamhetselen är den klart största posten i energianvändningen för kontorsbyggnaderna och relativt
sett liten för Vargbroskolan.
Uppmätt kylbehov i kontorsbyggnaderna är relativt litet, mellan hälften till en tredjedel av uppvärmningsbehovet. Detta trots stor glasandel på ytterväggarna. Tappvarmvattenanvändningen är låg
i dessa byggnader. Verksamhetskyla för serverrum med mera har avräknats från uppmätt kylbehov.
Storleken på denna i de redovisade kontorshusen är ungefär lika som komfortkylan. Energianvändning
för varmvattencirkulationen är med all sannolikhet betydligt större än för förbrukningen av tappvarmvatten. Varmvattencirkulation har i Kaggen och Vargbroskolan ersatts med lokala elberedare för varje
våtgrupp.
Beräknad energianvändning är i tre av de fyra fallen högre än uppmätt, vilket tyder på stor säkerhetsmarginal i beräkningarna eller en försiktig bedömning av verksamheternas bidrag till uppvärmningen.
19
Figur 3.2. Uppmätt energianvändning för nya lokalbyggnader i jämförelse med beräknad energiprestanda
för nya GreenBuilding-märkta lokalbyggnader, kWh/m2Atemp.
20
Tabell 3.4. Husens uppmätta energiflöden och energiprestanda (EP) 2009, redovisade efter användningsområde och energislag i kWh/m2(Atemp). Processkyla för serverrum har dragits av från fjärrkylan för kontorshusen.
Objektsnamn Ort, m2 LOA El-
Fjärr- Fjärr-
värme, värme kyla
driftel
Hagaporten
Solna, 28 000
17
Kaggen
Malmö, 8 500
14
Västerport
Stockholm, 20 000 25
Anm: Prognos
Vargbroskolan
Storfors, 4 000
0,4*
Förny- Verk-
bar
sam-
energi hetsel
Uppm. Beräk. EnergiEP
EP
tillskott
BBR
BBR
köpt
43
18
-
53
79
85
131
38
13
-
60
65
67
125
45
17
-
75
87
90
162
4
19
35,4
50-60
58
35
*Hälften av elen har använts för fastighetsdrift och hälften för tappvarmvatten, uppmätta värden.
Klimatskärmar
I tabell 3.5 redovisas information om lokalbyggnadernas klimatskärmar. Förutom Vargbroskolan har
lokalbyggnadernas byggnadsdelar högre U-värden än bostäderna. Resurser läggs på att göra kontorsbyggnader attraktiva för uthyrning, vilket de senaste åren bland annat utförts i form av stora glasytor,
ljusgårdar med mera. Klimatskärmarna klarar givetvis BBR-kravet på U-medelvärde, vilket dock inte är
styrande.
Objekten visar mycket knapphändig information om köldbryggor. De konstruktioner som används i
lokalbyggnader uppvisar normalt en större andel köldbryggor än bostadbyggnader..
Täthetsprovningar av hela kontorsbyggnader börjar bli vanliga, men precis som för bostäder råder det
en viss begreppsförvirring hur man uttrycker resultaten. Resultaten som redovisas i tabellen får anses
som goda.
21
Tabell 3.5. Tekniska egenskaper för lokalbyggnadernas klimatskärmar.
Objektsnamn Ort, m2 LOA
Byggnads-
år
Klimatskärm U (W/m2K)
Fönster
Väggar
Tak
Hagaporten
Solna, 28 000 2008
Kaggen
Malmö, 8 500 2008
Västerport
Stockholm, 20 000 2008
Vargbroskolan
Storfors, 4 000 2008
Luftläckning vid
50 Pa, l/s m2 A
om
1,4
0,32
0,14
0,5
1,3
0,31
0,18
-
1,2
0,23
0,18
-
1,1
0,11
0,08
0,24
Tabell 3.6. Installationssystem och energiförsörjning för lokalbyggnaderna.
Objektsnamn Ort, m2 LOA Hagaporten
Solna, 28 000
Kaggen
Malmö, 8 500
Västerport
Stockholm, 20 000
Vargbroskolan
Storfors, 4 000
Venti-
lation Värme-
distribution
Temperatur-
verkn.grad %
Energiförsörjningssystem
FTX
Radiatorer
69
Fjärrvärme, fjärrkyla
FTX
Radiatorer
85
Fjärrvärme, fjärrkyla
FTX
Luftvärme
80
Fjärrvärme, fjärrkyla
Självdrag
Radiatorer
-
Fjärrvärme, el
Installationer
Byggnadernas installationssystem för värme, kyla och ventilation, samt typ av energiförsörjning framgår av tabell 3.6.
Kontorsbyggnaderna har alla olika typer av FTX-aggregat med olika temperaturverkningsgrad. Våningsvisa aggregat användes i Västerport, stora batterivärmeväxlaraggregat i Hagaporten och centrala
aggregat med roterande värmeväxlare i Kaggen. Vargbroskolans hybridventilation med självdrag har
22
utvärderats och koldioxidhalterna har befunnits stiga för mycket i vissa lektionssalarna vid sjunkande
utomhustemperatur, beroende på att lokalerna ventileras med rumstemperaturstyrning, vilket medför
att luftflödena sänks när utetemperaturen sjunker och kylbehovet minskar2.
Ombyggda lokaler
Det finns stor energibesparingspotential i befintliga lokaler. Det har trots detta varit svårt att hitta
ombyggda lokaler med verifierad energibesparing som kommer i närheten av en halvering av energianvändningen.
I Gällivare simhall har energianvändningen nästan halverats i och med att ett helhetsgrepp togs på
ventilations- och värmesystemen inklusive styr- och reglersystem. Fortfarande är energianvändningen mycket hög för denna typ av byggnader och verksamhet. Ett antal lokalbyggnader har fått GreenBuilding-märkning, där kriteriet är 25 procents energibesparing. Denna kan vara antingen uppmätt eller beräknad i avvaktan på uppmätta värden (de flesta). I figur 3.3 visas energianvändning före och efter
åtgärder för de GreenBuilding-märkta lokalerna samt Gällivare simhall (staplarna längst till vänster). I
urvalet finns en hel del byggnader som klarat eller säger sig klara en halvering av energianvändningen.
Figur 3.3. Energianvändning för Gällivare simhall samt GreenBuildingmärkta byggnader före och efter åtgärd, kWh/m2Atemp. Energianvändningen för GreenBuildingmärkta lokaler är antingen beräknad eller uppmätt efter åtgärd. Gällivare simhall är staplarna längst till vänster. Där ingår också verksamhetsenergi.
2 Beiron, Jens. 2010, Drifterfarenheter från en energieffektiv skola – Vargbroskolan i Storfors, Karlstads
universitet, Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Energi-, miljö- och byggteknik, Arbetsrapport
januari 2010.
23
4. Vad kännetecknar ett bra hus?
I föregående kapitel redovisades goda exempel på byggnader med dokumenterat låg energianvändning. Vad är det då som gör att dessa betraktas som bra byggnader? Svaret på detta är olika beroende
på var systemgränserna dras, vilka parametrar som prioriteras samt vilka schablonvärden och framtidsscenarier som används. Systemsynen varierar mellan olika myndigheter, branschorganisationer
och företagsintressen.
Det nationella miljömålet God bebyggd miljö innebär en halvering av byggnadernas energiprestanda
(specifika energianvändning, kWh/m2) till år 2050. Detta bygger också på det nya EU-direktivet EPBD 2,
som kräver att nya byggnader från år 2021 skall utföras som ”Nearly Zero Energy buildings”.
Använder byggreglerna rätt mått för att se till att vi bygger bra hus? Hur ska myndigheterna styra
marknaden för att få bra hus?
Kan en bra byggnad vara:
• ett hus som klarar BBR-kraven?
• ett hus med litet värmebehov (ev. på grund av hög internvärme eller ”fel bokförd” energi)?
• ett hus med bra klimatskärm?
• ett hus försedd med kraftvärmeförsörjning?
• ett hus med stora förluster som täcks med solenergi?
• ett hus med hög COP-värmepump?
• ett FTX-hus med hög verkningsgrad?
• ett bra driftsatt hus?
• ett hus med enkla eller komplicerade system?
En princip, som delvis genomsyrar Boverkets Byggregler, har varit att värna om byggnadens bestående
värden, främst klimatskärmen, som tillsammans med installationer utformas så att låg energianvändning för värme, kyla och el uppnås. Energiförsörjningen kan därefter väljas (se figur 4.1).
24
Minimalt utsläpp av CO2
Ackumulatortank för mix
Lågvärdig energi
4-vägs shunt
Välj
energi
Visa,
reglera
Förbrukningsmönster med åtgärder
Behovsstyrning värme, vv etc
Lättförståelig mediestatistik
Storlek och orientering av fönster
Taksprång, tanke på solhöjden
Solfångare för värme och vv
Orientering i väderstreck
Solceller för elektricitet
SFPv-talet max 1,5 kW/m3/s
Utnyttja
solenergin
Minimera elbehovet
Minimera värmebehovet
Energieffektiva vitvaror
Lågenergibelysning
Ev effektvakt
Undertrycksbalanserad vent. med återvinning
Kraftigt isolerad och lufttät klimatskärm
Högeffektiva fönster och dörrar
Effektivt areautnyttjande
Kompakt byggnadsform
Figur 4.1. En version av ”Kyotopyramiden” (efter Bergman 2007 3).
Byggnaderna i energisystemen
Det är mycket viktigt att se till helheten när miljöpåverkan från byggnaders uppvärmning och kylning
ska minimeras. Bilden är komplicerad och en byggherre eller fastighetsägare kan bara delvis påverka
vilka energislag som kan användas i byggnaden. Fastighetsägaren har ingen mätare för byggnadens
miljöpåverkan i anslutning till huset, utan omräkning måste ske med till exempel så kallade primärenergifaktorer, vilka kan vara mer eller mindre schablonartade eller ”politiskt” påverkade. Användningen av fossila bränslen måste avvecklas och ersättas med förnybara, helst flödande, energislag.
Primärenergi kallas den energi som krävs för att producera en viss mängd slutlig energi. På vägen från
produktion till slutkund försvinner en del energi vid utvinning, förädling, transport, omvandling och distribution. Beräkningen av CO2-utsläpp ger i princip samma resultat som primärenergi. Begreppet ger
en delvis förenklad bild av energianvändningens miljöpåverkan såtillvida att resursknapphet, övergödning, försurning, human- och ekotoxicitet inte beaktas.
3 Bergman, Carl-Göran. Personlig kommunikation.
25
Marginal- eller bokföringsprincip?
Olika uppfattningar finns hur vi ska se på elanvändningen. En ståndpunkt är att el är högvärdig energi
och kommer att vara en knapp resurs i framtiden och ska reserveras för mer komplicerade uppgifter
än byggnadsuppvärmning. Resursknapphet finns även för andra energislag som olja, biobränslen med
mera, men detta vägs sällan in i kalkylerna.
Två principiellt olika sätt finns att se på elanvändningen:
• Marginalbetraktelse: För varje tillkommande kWh el som används i framtiden, måste det dyraste
produktionsalternativet användas, vilket normalt även är det mest ineffektiva och förorenande. Principen tillämpas ibland även för besparingar, vilket kan medföra ett resultat som är mindre än noll, på
grund av att marginalel byts ut mot mer miljöanpassad elproduktion eller att en given fjärrvärmemix
ändras. Att det mest miljöanpassade alternativet kommer att användas först är en ideal förutsättning
i detta resonemang, som i verkligheten kommer att bero på pris, överföringskapacitet, offentliga styrmedel med mera. För el används ofta hela Europa som avsättningsområde.
• Bokföringsbetraktelse: Den köpta produktionsmixen för el används, det vill säga dessa utsläpp har
genererats från den egna användningen.
Problemet med dessa båda synsätt är att skillnaden dem emellan är så stor att betraktelsesättet och
inte byggnadens egenskaper blir avgörande för resultatet.
Systemgränser
En byggherre eller fastighetsägare har oftast en mycket begränsad valmöjlighet avseende energislag.
Olika tillgänglighet och förutsättningar finns beroende på läget – fritt på landsbygden, i nyanlagd stadsbebyggelse eller förtätning av äldre bebyggelse.
26
5. Driftfaktorer av betydelse för låg
energianvändning
Principer för lättskötta anläggningar - projektera för drift
Idrifttagning
Driftpersonalen har stor möjlighet att påverka en byggnads energianvändning. En förutsättning för att
få anläggningar som går att reglera är att de är begripliga. Det finns ett behov av enkla scheman som
förklarar systemuppbyggnad, de olika delarnas funktion och hur de samverkar i systemet. Därtill kommer användbara och begripliga driftinstruktioner. Komplicerade och invecklade installationer är svåra
att styra och därför finns risken att deras potential blir outnyttjad. Graden av komplexitet hos systemet
ger olika förutsättningar för en god drift. En enkelt utförd anläggning är enklare att utföra felavhjälpning på än en komplicerad. Om man har driftspersonal som arbetar i många olika fastigheter underlättar det att systemen har likartad uppbyggnad och beteckningssystemen är desamma4. Installationerna
ska dessutom vara lätt åtkomliga.
En på ritbordet energieffektiv men komplicerad byggnad har sämre förutsättningar att drivas energieffektivt än en på ritbordet lika energieffektiv men mindre komplicerad byggnad5.
Många typer av lokalbyggnader, kanske speciellt kontorsbyggnader, står inför ständiga förändringar.
Nya hyresgäster innebär ombyggnader och lokalanpassningar. Installationslösningarna bör därför vara
flexibla. En robust lösning utan alltför många motoriserade komponenter förenklar driften och förbättrar också möjligheten att driva anläggningen på ett effektivt sätt.
Ett robust och enkelt installationssystem kännetecknas av få centralt placerade styr- och övervakningspunkter istället för många små. Det finns gott om produkter som är konstruerade för att skapa flexibilitet och möjlighet att anpassa inomhusklimatet efter olika behov i enskilda zoner i en lokalbyggnad.
Dessa produkter har ofta en mängd komponenter som fläktar, spjäll, motorer och givare och risken för
fel är större än om systemet innehöll färre komponenter. Självklart är det en balansgång att välja rätt
klimatsystem. Torsten Ros på Landstingsfastigheter i Dalarna instämmer om värdet i enkelhet men
påpekar dock att det inte är så självklart: “Man får inte vara teknikfientlig och vissa saker går inte att
göra enkla”.
Vid ombyggnader kan det löna sig att renodla funktioner, höja standarden på den tekniska utrustningen och städa i komplicerade installationssystem. För att få ett bra resultat kan det i vissa fall vara
bättre att helt byta ut installationssystem.
4 Intervju med Torsten Ros, Landstingsfastigheter i Dalarna.
5 Jonas Gräslund, Husbyggaren, nr 5, oktober 2005.
27
Byggandet av energieffektiva bostäder lånar allt mer installationer från lokalsidan. Lokaler har traditionellt haft en helt annan typ av driftsituation och i och med att tekniken flyttar in i bostäderna följer
driftbehovet med. Behovet av automatisk övervakning och insamling av mätvärden finns inte på samma sätt i den äldre bebyggelsen.
Det är bra om driftspersonalen är med redan i projekteringsskedet och ges möjlighet att påverka utformningen av anläggningen. I flera av de projekt som legat till grund för denna rapport har driftspersonal involverats i projekteringsstadiet. Med sin kunskap om hur en anläggning fungerar i drift har de
goda möjligheter att granska, hitta fel och föreslå förbättringar i projekterade handlingar.
Insamling av data för medieanvändning och uppföljning
Många olika metoder och hjälpmedel finns för att mer eller mindre automatiskt samla in, sammanställa, följa upp och analysera mätvärden på energianvändning. Det viktiga är hur och till vad statistiken
används och hur den kommuniceras inom fastighets- eller driftbolaget. Om statistiken bara används
för att jämföra med motsvarande period föregående år, finns risk att man missar en stor besparingspotential. Det behövs dessutom en analys av vilken användning som byggnaden borde ha om allt fungerade felfritt. Idag hittas fel ofta genom klagande hyresgäster.
JM och Skanska arbetar med larm som varnar när energianvändningen för varje månad börjar närma
sig det förväntade värdet. Syftet är att larmen ska kunna användas för att tidigt upptäcka fel och brister. Vissa styr- och övervakningssystem larmar inte bara vid direkta fel utan även vid värden som kan
indikera att något är fel.
JM ser ett behov att utveckla driftlarmen även för villor. De anser till exempel att FTX-system är nödvändiga för att minska värmebehovet, men att varje filterbyte och fläkt är ett problem ur driftsynpunkt,
framförallt när man bygger en bostad som man sedan själv inte förvaltar. Ett förslag är att anpassa
larmfunktioner på installationer för småhus. Istället för en lampa som varnar kanske man kan komplettera med ljud och felmeddelanden i klartext.
Individuell mätning av hushållsel och tappvarmvatten sker i de flesta av de redovisade bostadsprojekten. Debiteringen kan ske automatiskt, som till exempel i Seglet. Idrifttagningen av dessa system har
visat sig komplicerad och det har tagit tid innan både mätning och debitering fungerar.
Resultaten varierar också mellan olika byggnader. Systemleverantören tar själv ofta hand om mätinsamling med mera. Om fastighetsägaren skall debitera elanvändningen, räknas han som elleverantör,
vilket ställer särskilda krav på administrationen.
Driftorganisation
I bland annat Karlstad har man anställt energijägare som har som uppgift att hitta energisparåtgärder i
bostäder. Hos Landstingsfastigheter i Dalarna har man länge drivit ett systematiskt arbete som fokuserar på att minska energianvändningen. De har under många år gjort förbättringar i sina fastigheter,
men det är ofta svårt att se effekten av varje liten åtgärd i stora byggnader. Vissa åtgärder har inte gett
28
resultat direkt, utan öppnat för andra möjligheter och genom uppföljning i drift lett till energibesparingar i ett senare skede. Det är ett värde i att hålla en linje över tiden.
En bra organisation bör även innehålla väl fungerande rutiner, till exempel ronderingsscheman för förebyggande underhåll med uppgifter om när installationerna ska besökas och vad som ska göras samt att
detta kvitteras i någon form. I rutinerna skall även ingå utbildning av driftspersonalen, speciellt på de
installationer och byggnader som ingår i fastighetsbolagets byggnadsbestånd.
Driftoptimering
Vissa fastighetsägare köper in tjänsten driftoptimering/energioptimering och andra har kompetensen
i det egna företaget. I vilket fall är det viktigt att lägga tid på att trimma in ett installationssystem så
att det fungerar optimalt tillsammans med klimatskärmen efter rådande förutsättningar. Installationssystem kan vara konstruerade så att de möjliggör energieffektivitet men det är under driften resultaten
kommer.
Det ombyggda Locus och nybyggda Hamnhuset är exempel på projekt som använt LCC-kalkyler och
för Locus har i kontraktet med ventilationsentreprenören avtalats om effektiviteten hos ventilationsaggregatet i drift. I båda fallen har upptäckts att beräknad effektivitet inte var uppnådd efter färdigställandet och felsökning och justeringar av anläggningen har krävts.
Flera av de hus som presenteras i denna rapport har avtal kring driften. I Hamnhuset har man en driftoch underhållsöverenskommelse med totalentreprenören. Beställaren har från övertagandet rollen
som driftoperatör. Under de fem år som garantitiden gäller har totalentreprenören rollen som beställare av garantiförvaltning.
I Hagaporten har en avancerad driftoptimering och energiuppföljning med verktyget Pia utförts under
hela första året. Utan denna uppföljning skulle flera förbättringsmöjligheter ej identifierats och utförts,
och byggnaden skulle då ej klarat energikravet enligt GreenBuilding.
Det är möjligt att kraven på uppmätta värden och energideklarationer har bidragit till att injusteringen av
nya byggnader blivit viktigare och utförs snabbbare än tidigare, men användningen av mer avancerade
och överskådliga verktyg, typ Pia, behöver spridas för att minska skillnaden mellan beräknad och uppmätt energianvändning.
Överlämnande till driftsorganisationen
Som framgår av detta kapitel uppträder även i dessa väl genomförda projekt en del problem vid överlämnandet från entreprenad till praktisk drift. Det finns exempel på att de krav som ställts vid upphandlingen inte tillräckligt tydligt har formulerats som funktionskrav och följts upp på ett strukturerat
sätt under idrifttagandet. De goda intentioner som funnits i projektens tidiga skeden har inte alltid kunnat förverkligas i den praktisk drift. Nedan ges några förslag till hur idrifttagningen kan förbättras.
29
Noggrann idrifttagning med uppföljning (funktionsansvar)
• Formulera tydliga funktionskrav till exempel med hjälp av Sveby-dokumenten.
• Alla krav som ställs i upphandlingen ska följas upp. Undvik att ställa krav som inte kan eller kommer
att följas upp!
• Avtalen ska reglera vad som händer om entreprenören inte uppfyller kraven.
• Se till att entreprenören har funktionsansvar åtminstone under garantitiden.
• Säkerställ att det finns ett bra uppföljningsprogram med en vältäckande driftstatistik både under
idrifttagningen (och senare). Arbeta strukturerat!
Utbildning av driftspersonal
• Se till att konsult eller entreprenör introducerar driftspersonalen i intentionerna bakom den nya
anläggningens driftsegenskaper.
• Skapa rutiner och säkerställa att driftpersonalen har kompetens för de arbetsuppgifter som före kommer i driften.
• Engagera driftspersonalen i arbetet med att bygga upp drift- och underhållsinstruktioner.
• Kvalitetssäkra och bygg upp kontinuitet i verksamheten.
Regelbunden kontroll – hitta felkällor (inte bara symptom)
• Kontrollera regelbundet anläggningarnas funktion
• Säkerställ att endast de system som behövs för byggnadernas funktion och brukarnas behov är i
drift.
30
6. Produkt- och konceptutveckling –
värme och tappvarmvatten
Byggnadernas värmebehov blir mindre och mindre, vilket medför att enklare system för värmedistribution än traditionella lågtemperaturs radiatorsystem efterfrågas. Golvvärme är relativt vanligt i småhus
av komfortskäl. Att distribuera värme med ventilationsluften utan radiatorsystem har (igen) ansetts
attraktivt. Exempelbyggnaderna täcker in de flesta varianterna på distributionssystem och som värmekälla används antingen fjärrvärme eller värmepumpar, i några fall kompletterat med solvärme.
Värmedistributionssystem för små värmebehov
Utvecklingen mot allt energieffektivare byggnader kännetecknas av lufttäta och välisolerade konstruktioner och effektiv återvinning på ventilationsluften. Tillskottsvärmen från solinstrålning, människor
och apparater täcker då en allt större del av byggnadens värmebehov. Detta betyder att byggnadens
system för värmedistribution måste anpassas till dessa små värmebehov. Energiflöden ska kunna styras med så små förluster som möjligt (kulvert, källare med mera). Perioder med uppvärmningsbehov
blir allt kortare och komforten måste bibehållas även när värmesystemet är avstängt.
Ett skäl till att vilja ha ett enskilt värmesystem är att kunna styra värmetillförseln individuellt och på
rumsnivå. Hus har behov av luft, värme och kyla men inte nödvändigtvis samtidigt i hela byggnaden.
Alternativet till ett separat värmesystem är att använda tilluften för att distribuera den värme som behövs, vilket idag är vanligt i så kallade Passivhus, där kostnaden för värmesystemet kan sparas in. För
att värma tilluften efter att den passerat ventilationsvärmeväxlaren, installerar man antingen ett litet
elbatteri eller ett vätskeburet batteri. Dessa batterier är i bostäder placerade lokalt för varje bostad eller
efter ett centralt aggregat.
Det minskade värmebehovet gör det också möjligt att använda lägre systemtemperaturer (är dock svårt
vid värmedistribution med hygienluftsflödet). Lågtemperatursystem kräver större värmeavgivande
ytor än högtemperatursystem och kan nyttja lågvärda energislag som spillvärme, solvärme med mera.
Golvvärme är ett system med en stor värmeavgivande yta som lämpar sig för lågtemperatursystem.
Det är ett även ett trögt system som reagerar långsamt på reglering, vilket minskar möjligheten att ta
tillvara kortvariga tillskott av internvärme. Tidsfördröjningen på värmesystemet bör vara så kort som
möjligt i energieffektiva byggnader.
Bostäder
Att använda ventilationsluften för distribution av värme i bostäder, har periodvis varit aktuellt. Exempel på byggnader finns från 70-, 80- och 90-talen. Systemen har på senare tid anpassats för att kunna
distribuera värmen utan att öka luftflödena, vilket behövdes i 70- och 80-talens byggnader. Dock har
antalet luftvärmehus inte blivit stort, vilket delvis beror på svårigheter att göra klimatskärmen tillräckligt lufttät och välisolerad.
31
Idag har detta återigen blivit aktuellt i samband med så kallade Passivhus med motivet att så lite tillskottvärme behövs att ventilationsluftflödet räcker till som värmebärare.
Lokalbyggnader
För lokalbyggnader, där ventilationen endast är i drift under delar av dygnet, medför luftvärme att ventilationen måste vara igång hela tiden, vilket ger en stor ökning av elanvändningen för fläktdrift. Detta
är ett motiv för att använda vattenburen värme och kyla för kontorshusen.
Krav på klimatskärmen
Välisolerade konstruktioner ger generellt en högre yttemperatur på insidan, vilket ger en friare placering av värmekällan i rummet. Traditionellt har ju radiatorer placerats under fönster för att motverka
kallras. Även om dagens fönster är betydligt bättre än tidigare, är yttemperaturerna vintertid mycket
lägre än på ytterväggarna och trots interna värmetillskott är det fortfarande viktigt att motverka kallraset vid större fönsterpartier.
Inläckande kall uteluft genom otätheter och ventiler påverkar givetvis komforten och måste undvikas
eller beaktas.
Ur ett driftperspektiv är det lönsamt att fokusera på en bra klimatskärm. Att öka investeringen på klimatskärmen leder inte bara till minskade driftskostnader, det kan också innebära att ett installationssystem försvinner som i de bostäder där man väljer att låta bli att installera ett separat värmesystem
och istället värmer tilluften. Däremot visar LCC-beräkningarna för Hamnhuset att en förtjockad väggkonstruktion har liten lönsamhet men en lufttät konstruktion är en förutsättning för att luftvärmesystemet ska fungera.
Tappvarmvatten
Tappvarmvattenanvändningen kan sägas ha minskat med utvecklingen av effektivare armaturer och
individuell mätning och debitering. Skillnader mellan likadana byggnader kan dock fortfarande vara
mycket stora.
En detalj som ofta glöms bort är att isolera distributionssystem och VVC-ledningar i byggnaden, rumsapparater och tappställen. Det är framför allt i kulvertar och rördragningar i utrymmen med lägre rumstemperatur som värme går förlorad.
I lokaler med litet tappvarmvattenbehov är VVC-förlusterna ofta större än för själva tappvarmvattenbehovet. I Vargbroskolan och Västerport har VVC-ledningar ersatts med lokala elberedare i anslutning
till våtgrupperna. Ett spekulativt och delvis kontroversiellt alternativ till elberedare kan vara att använda en värmepump som tar värme ur inomhusluften till tappvarmvattenberedningen, speciellt om
kylbehov finns.
En utveckling av avloppsvärmeväxlare har skett de senaste åren, med bättre verkningsgrader, växlare
anpassade för vertikalt montage samt mer anpassade system för bostäder. Avloppsvärmeväxlare har
trots detta ännu inte slagit igenom vid nyproduktion eller som energisparåtgärd.
32
Figur 6.1. Fördelning över året av energi för tappvarmvatten (Sjögren 2007).
Energianvändning för tappvarmvatten varierar över året beroende på temperaturskillnad på inkommande kallvatten, viss skillnad i tappflöde (lägre i juni-augusti) och varmvatteninblandning (varmvattenandelen ökar när kallvattnets temperatur minskar). I figur 6.1 visas variationerna i energianvändning för tappvarmvatten över året. Värdena baseras på statistik från för flerbostadshus i Stockholm med
mätning av tappvarmvatten, vilka matats in i e-nyckeln. Kallvattentemperaturer har tagits som medelvärden för Stockholm Vatten år 2001 6. Total tappvarmvattenanvändning för urvalet var ca 30 kWh/
m2 (BOA+LOA) och här ingår inte VVC eller det varmvatten som framställs i disk- och tvättmaskiner.
Värmepumpar
Värmepumparnas värmefaktor (COP) har stadigt förbättrats med cirka 1,5 procent per år sedan början av
80-talet. En typisk bergvärmepump har år 2010 värmefaktorn 3,5 och en typisk luft/vattenvärmepump
har ungefär 3,0. Totalt tar alla värmepumpar i Sverige in cirka 16 TWh, huvudsakligen lagrad solenergi,
från omgivningen. Till det tillsätter man omkring 8 TWh elenergi och ut i alla Sveriges byggnader kommer därför omkring 24 TWh från värmepumpar (2009). De stora värmepumparna i fjärrvärmenäten
börjar bli gamla och ersätts inte. Av de 16 TWh omgivningsenergi ovan, upptar de stora värmepumparna numera endast cirka 3 TWh.
Idag har ungefär 700 000 småhus någon form av värmepump. Det motsvarar ungefär hälften av de
småhus som kan ha värmepump. Fortsättningsvis får man räkna med att antalet nyinstallationer
i småhus minskar, men man kommer nog även på lång sikt att ha cirka 100 000 små värmepumpar
som ersätts varje år. Man kan också utgå från att de tillkommande värmepumparna i småhus också blir
något mindre än de som redan installerats. Det beror både på att nybyggda hus blir bättre isolerade och
på att de mest energislukande husen redan åtgärdat sina energiproblem.
6 Sjögren, Jan-Ulrik, 2007, Användning av varm- och kallvatten i flerbostadshus, Energi & miljö, Nr
11, 2007.
33
Det kommer alltså att finns ett ökande behov av små värmepumpar för nya byggnader med litet
värmebehov. Hitintills har det marknadssegmentet ekonomiskt endast kunnat tas med små luft/luft
värmepumpar och frånluftsvärmepumpar. Några tillverkare har försökt bygga mycket små värmepumpar för jord- och bergvärme (till exempel Markus, Zirius). Av olika skäl har marknadsgenombrottet uteblivit. Nya strikta byggnormer missgynnar dock frånlufts- och luft/luftvärmepumpar så den
marknadsnischen kanske återöppnas.
En god klimatskärm är bra för värmepumparnas värmefaktor genom att man då kan värma huset med
låga temperaturer i radiatorerna eller golvvärmeslingorna, vilket ger en hög värmefaktor.
Det är en trend att värmepumparna också utvecklats, bland annat med varvtalsstyrda kompressorer
så att de kan ta en större del av husets maxeffekt den kallaste dagen. Från att ha dimensionerats för
kanske 40-50 procent av husets maxeffekt på tidigt 80-tal, ligger man numera ofta på 60-70 procent av
maxeffekten. Nya hus med god värmeisolering kommer att få ett relativt kortvarigt värmebehov och
det blir då svårare att få råd med t ex en heltäckande bergvärmepump.
Man kan däremot förmoda att billiga luft/luftvärmepumpar som också kan användas för kylning av
rumsluften kommer att få en ökad användning i befintliga välisolerade hus.
Som följd av de hårdare kraven för elvärmda byggnader i BBR 16, har nya frånluftsvärmepumpar tagits
fram, vilka kan sänka avluftstemperaturen till flera minusgrader. Den högre värmeeffekten som uppnås, kan då räcka till för att klara effektbehovet för mindre villor.
Solvärme
EU-direktivet om att förnybar närproducerad energi ska användas till 2020 kommer troligen att öka
användningen av solvärme- och solelsystem, från den idag blygsamma nivån. Minskad kostnad för systemen kommer också att öka användningen. Fyra av byggnaderna i denna sammanställning använder
solfångare eller solceller.
I Sverige installeras drygt 2 000 solvärmesystem per år och totalt finns cirka 15 000 system installerade,
de flesta i småhus. Solvärmen kan antingen användas i en varmvattenberedare för tappvarmvatten
eller i ett kombisystem med ackumulatortank och tillsammans med någon ytterligare energikälla när
solenergin inte räcker till. Nackdelen med solvärme är naturligtvis att den genererar mest energi under
den del av året som vi använder minst värme. Några extra väl lämpade användningsområden är därför
uppvärmning av pooler eller att värma krypgrunder under sommaren. Solvärme kan också kombineras
med bergvärme genom att under sommaren ”ladda” borrhålen med värme inför vinterns värmeuttag.
Att använda något av dessa sätt för att göra sig av med överskottsvärme kan också vara nödvändigt för
att slippa kyla solfångarsystemet de varmaste dagarna.
De vanligaste typerna är idag plana solfångare och vacuumsolfångare. Det finns också enheter som
kombinerat solfångare och solceller. De plana solfångarna är i jämförelsen ofta billigare än övriga men
har sämre årsutbyte. De är dock inbyggbara i exempelvis takkonstruktionen och har då lättare att
smälta in. Företaget Soltech har gått steget längre med inbyggnad, där takpannor av glas används
34
över en duk som absorberar solenergin. Luften i den underliggande spalten värms och cirkuleras för
värmeöverföring till husets befintliga uppvärmningssystem. Årsutbytet sägs vara jämförbart med plana solfångare.
Att kunna lagra energin är nästa steg för att solvärmens användningsområde ska öka. Företaget ClimateWell har kommit fram med en modell där värmen från solfångare lagras med hjälp av salt, vatten
och vakuum, för användning under nätter och molniga dagar. I systemet ingår även en möjlighet att få
kyla från solvärmen, utan att använda el.
Oxtorgshusen i Värnamo har 3 m2 solfångare per lägenhet för uppvärmning av tappvarmvatten. Första
året producerade solfångarna 256 kWh/ m2, vilket var något mindre än förväntat på grund av läckage.
Trots det stod solenergin för 43 procent av områdets energianvändning för uppvärmning av tappvarmvatten. Nödkyla behövde användas på tre av fem hus, där varmvattenförbrukningen varit lägst. Flera av
solfångarnas temperaturgivare har fått bytas ut på grund av fabrikationsfel, det har varit stora problem
att hålla trycket på solvärmekretsen på en korrekt nivå och flera läckage har inträffat under första tvåårsperioden. Styrningen av solfångarna på Hamnhuset har varit felprogrammerad.
Källor
http://www.svensksolenergi.se/omsolenergi/solvarme.html
http://www.energimyndigheten.se/sv/Hushall/Din-uppvarmning/Solvarme/
http://www.soltechenergy.com/soltech_system_2009.pdf
http://www.climatewell.com/index.html#
http://www.eco-kinetics.com/assets/files/design_guidelines_cw10_cw20_v9_32_1_EN.PDF
35
7. Produkt- och konceptutveckling
– komfortkyla
Sverige har relativt sett en mycket stor area med installerad komfortkyla. Förekomsten är framförallt
i kommersiella lokaler som kontor, butiker med mera. Än så länge är komfortkyla i bostäder ovanligt,
men det finns en risk att den ökar om inte exempelvis solskyddet planeras. Bland de redovisade exempelbyggnaderna har kontorshusen komfortkyla installerad. I skolan ökas tilluftsflödet och bostäderna
saknar kyla.
Det är många faktorer som påverkar temperaturen i en byggnad. Solinstrålning genom fönster, interna
värmelaster i form av människor, datorer, belysning och annan utrustning. Behov av komfortkyla i lokalbyggnader styrs av tillskottens storlek, byggnadens förutsättningar och hur man kan utnyttja befintliga
installationer. I Sverige finns mycket stor area med installerad komfortkyla, och använd kylenergi varierar kraftigt mellan till synes likadana byggnader med likartad verksamhet.
Innan systemen för komfortkyla dimensioneras skall möjliga bygg- och installationstekniska åtgärders
inverka beaktas, till exempel:
• fönsterplacering och storlek
• solavskärmning
• solskyddande glas
• effektiv belysning och apparater
• nattkyla, kylackumulering
• anpassning av verksamhet efter byggnadens förutsättningar.
Komforttemperatur
För att komma fram till lämplig strategi för komfortkyla att använda behöver alla inblandade aktörer
arbeta tillsammans. Det är viktigt att vara överens med hyresgäster och brukare om vilka förutsättningar som gäller för att uppnå förväntat inomhusklimat. Ett första steg är att tillsammans med fastighetsägare och brukare definiera vilket termiskt klimat som ska gälla på sommaren 7. Det termiska klimatet
påverkas av byggnaden, dess installationer och interna värmelaster som vi i viss mån kan ställa krav på
och försöka styra. Termisk komfort påverkas även av brukarnas ålder, klädsel, aktivitet, acklimatisering
med mera. Dessa faktorer definieras av brukaren. Krav på installerad komfortkyla ställs ofta av brukare
och beställare, men deras kunskap om konsekvenserna för systemkonstruktören är många gånger begränsad. Kostnaden för att installera och driva en kylanläggning kan bli mycket hög.
7 Wickman, P., 2009, Ta det kallt – strategier för komfortkyla. Sveriges Kommuner och Landsting.
36
Det termiska klimatet definieras inte bara av rumstemperatur utan också av luftens hastighet och fuktighet, stålning mellan ytor i rummet, temperaturskillnader i rummet och skillnaden mellan högsta och
lägsta temperatur och under hur lång tid en viss temperatur råder. Det finns dokument som gör det
enklare att specificera kraven på inneklimatet och kommunicera kring dessa frågor med beställare och
konsulter. Energi- och miljötekniska föreningens R1:an täcker in de flesta av de faktorer som utgör det
termiska klimatet och behandlar även luftkvalitet, ljud och ljus. Belok, Beställargruppen för lokaler, har
också tagit fram kravspecifikationer för innemiljö. Den innehåller bland annat en varaktighetskurva
som visar hur många timmar av året man kan acceptera en viss temperatur.
Det kan vara en bra strategi att tillåta temperaturen att variera över dygnet så mycket som ett komfortabelt brukande tillåter. Energibesparing på grund av varierande temperatur förutsätter god tillgång på
internvärme och kommer att variera beroende på intervallets storlek och byggnadsstommens värmelagringsförmåga. Bäst resultat uppnås om balanstemperaturen är mitt i komfortintervallet, det vill säga
att både värme och kyla kan lagras 9.
Solskydd
Genom byggnadens utformning och planlösning kan man påverka hur mycket värme som släpps in
och ut ur huset. En byggnads omgivning påverkar inneklimatet genom till exempel skuggande träd,
asfalterade ytor som reflekterar in solljus, buller och förorenad luft som påverkar möjligheter att fönstervädra. Temperaturen på tilluften påverkas av var friskluftsintag sitter, exempelvis på ett varmt tak
eller skuggigt i markplan.
Användning av effektiva solskydd minskar solinstrålningen kraftigt. Det finns en uppsjö av olika solskydd. Förutom solskyddsglas finns markiser, filmer och persienner. Dessa monteras invändigt, utvändigt eller mellanliggande, för sig själva eller i kombination. I kontorshus investeras oftast i solskyddsglas, men i flerbostadshus har det ända till nyligen ansetts för dyrt. Av bostadshusen har man i
Seglet använt solskyddsfilm.
Minska internvärmen
Att anpassa verksamheten efter byggnadens förutsättningar och verksamhetens klimatkrav kan begränsa kylbehovet till vissa zoner. Förlägg värmealstrande utrustning som kopiatorer och servrar, till
områden där den påverkar verksamheten minst. Använd en färgsättning som minskar behovet av belysning. Frilägg ytor hos byggnadsstommen för att utnyttja byggnadens termiska tröghet, möjlighet
att ta upp värme på dagen och avge värme på natten.
8 Belok, www.belok.se
9 Ståhl, F, 2009, Influence of thermal mass on the heating and cooling demands of a building unit,
Chalmers 2009.
37
Interna laster utgör en mycket stor del värmetillförseln till rummen under arbetstid och genom att byta
ut stationära datorer mot laptops, gamla belysningsarmaturer mot nya med styrning kan internlasterna minskas avsevärt. Internlasterna påverkar innetemperaturen så mycket att det kan finnas skäl att
villkora det termiska klimatet beroende på storleken av internlaster orsakade av hyresgästen/brukaren.
Energieffektiv utrustning minskar kostnaden för både verksamhetsel och kyla.
System för komfortkyla
Om passiva åtgärder inte är tillräckliga för att uppnå det inneklimat som verksamheten kräver, rekommenderas att frikyla i första hand och miljövänlig kylteknik i andra hand.
Exempel på så kallad frikyla är cirkulerande vatten i kyltorn, borrhål, grundvatten, sjövatten eller snö/islager eller ökat ventilationsflöde dagtid och/eller nattetid. Till miljövänlig kyla räknas evaporativ, sorptiv och absorbtionskyla. Då kyls tilluften genom att utnyttja fysikaliska egenskaper hos vatten, fuktig
och torr luft samt kall och varm luft. Det går också att framställa kyla genom att använda förnybara energikällor för att torka och värma luft. Till sist tar man till åtgärder från den konventionella kyltekniken,
som fjärrkyla eller kompressorkyla.
Skanska har nu infört ett system för självreglerande kyla som en utveckling efter erfarenheter i Hagaporten. En större värmeöverförande flänsyta i kylbafflarna eliminerar behovet av rumsstyrning med
bibehållet inneklimat. Ju större ytorna är som avger kylan desto mindre temperaturskillnad behövs mellan den varma inneluften och den kylande ytan i kylbaffeln. Med ett traditionellt system är köldbärartemperaturen kring 15°C och varje kylbaffel kräver en motoriserad styrventil som stänger när rummet
blivit tillräckligt nerkylt. Självreglerande kyla innebär en köldbärartemperatur på omkring 20°C. På så
sätt kan rummet aldrig bli för kallt och styrsystem med givare och tillhörande matningsnät kan helt
utgå. Dessutom kan kylvatten tas direkt ur till exempel borrhål utan hjälp av kylmaskin/värmepump.
38
8. Produkt- och konceptutveckling
– ventilation
Idag används olika koncept och strategier för nya ventilationssystem. I kontorshusen finns FTX-system
antingen med konstanta eller variabla luftflöden. Här styrs valet av vilken strategi som väljs för värmedistribution, komfortkyla och behovsstyrning. För bostäderna ökar användningen av FTX-system igen,
främst på bekostnad av frånluftssystem utan återvinning. Nya tekniska lösningar med lågt elbehov är
viktigt både för bostäder och lokaler. Ett hybridsystem med fläktförstärkt tilluft och självdragsfrånluft
har använts för Vargbroskolan.
Vanliga typer av ventilationsvärmeväxlare som används idag är: roterande värmeväxlare, som har hög
verkningsgrad men kräver mer skötsel och har viss risk för överläckning av frånluft till tilluft, batterivärmeväxlare som medger hög flexibilitet och stor säkerhet mot överläckning men lägre verkningsgrad,
eller plattväxlare som i korsströmsutförande traditionellt har sämre verkningsgrad men i så kallat motströmsutförande kan fås med nästan lika bra verkningsgrad som en roterande värmeväxlare. Användning av korsströms- eller batteriväxlare ger således en högre avluftstemperatur och luften används ofta
för att värma upp garage och liknade utrymmen som kanske inte behöver vara fullt uppvärmda.
Användningen av allt effektivare ventilationsvärmeväxlare gör att behovet av eftervärmning för komfort minskar, speciellt om tilluften kan tillföras rummen utan upplevelse av drag. Om tilluften ska värma
hela byggnaden, behöver eftervärmningsbatterierna väljas stora för att slippa höga systemtemperaturer.
För att erhålla en god energiåtervinning i praktiken krävs att prestandan på systemet går att verifiera.
Funktionsuppföljningar på luftflöden i aggregatet, el till fläktar och värmeåtervinningsgraden är viktiga
för att veta att systemet fungerar som tänkt.
Andra viktiga faktorer för ett energieffektivt aggregat är låga lufthastigheter genom aggregatet och
stora värmeöverförande ytor i aggregatets värmeåtervinningsbatteri.
Det arbete som krävs av fläktarna för att trycka ut luften i byggnaden bli mindre om kanalerna är stora
med få spjäll och få ljuddämpare. Det ger ett distributionssystem som har låga tryckfall. Det största
motståndet sitter i stället i slutapparaterna vilket ger hög auktoritet och förbättrar styrningen. Detta
medför ett lågt SFP-tal (specifik fläkteffekt) för fläktarnas elanvändning.
Kontorshus – principsystem
Ventilationssystem för lokaler är antingen dimensionerade för att förse byggnaden med det luftflöde
som krävs av hygienskäl eller så dimensioneras systemet för att även fungera som bärare av kyla och
ibland värme. Ett sådant system återfinns i kontorsbyggnaden Västerport som ingår i denna översikt.
Här finns ingen risk att värme och kylsystem går samtidigt och byggnaden behöver inga ytterligare kyl-
39
eller värmeinstallationer. Att cirkulera stora mängder luft är dock kostsamt och för att hålla nere och
behovsanpassa luftflöden kan ett VAV-system installeras.
Ett VAV-system har en fläkt som kan variera flödena ut i byggnaden och tilluftsdonen eller spjäll i kanalerna har motorer som låter tilluftsflödena till rummen variera. Syftet är att använda luften där den
behövs och i exakt de mängder som behövs för att tillgodose behovet av kyla, värme och ren luft. Detta
är ett system med tre funktioner där givare, motorstyrda spjäll och ett styrsystem samverkar.
Traditionellt är dimensionerande luftmängd dubbelt så stort i ventilationssystem som bär kyla jämfört
med dimensionerande luftmängd för enbart hygienbehov. System för konstanta flöden, CAV-system,
kan användas för att bära ut kyla men dimensioneras då efter sommarfallet och innebär onödigt stora
luftmängder resten av året då kylbehovet inte är så stort.
Lokaler med ventilationssystem som är dimensionerade för det luftflöde som krävs av hygienskäl har
separata systemen för värme och kyla. Systemet har relativt konstanta behov av luft och bara tilluftsdon
i möteslokaler där persontätheten varierar stort har motoriserade spjäll. I övrigt saknar systemet motorer och rörliga delar. Fläkten varvtalsregleras men flödet är relativt konstant.
Investeringskostnaden för ett vattenbaserat system för värme och kyla tillsammans med CAV-system
för hygienluftflöde är högre än att utöka ett redan nödvändigt ventilationssystem. Med ovanstående
alternativ har man tre separata system som alla har enkel uppbyggnad och möjlighet finns att styra alla
tre individuellt.
Den stora skillnaden mellan CAV- och VAV-system är antalet rörliga komponenter. VAV-system har möjlighet att hålla lägre flöden än CAV men innehåller många rörliga delar. Komplexiteten hos systemet
gör att det åldras fortare och är svårare att sköta.
Skanska har valt att installera robusta CAV-system i sina kontorshus. Man har valt att hålla konstanta
luftmängder för att säkerställa hög tillgänglighet hos klimatsystemet och begränsa underhållskostnaderna, men även säkerställa ett gott inneklimat och goda generella luftmängder enligt försiktighetsprincipen. Klimatiseringen sker separat via kylbafflar och radiatorer. Kontorsrum och öppna kontorslandskap har konstanta ventilationsflöden. Mötesrummen har ett lågt grundflöde med möjlighet till
forcering av ventilationen.
För att hålla nere energianvändningen läggs resurser på få, stora och eleffektiva luftbehandlingsaggregat och låga tryckfall i systemet. Aggregaten är låghastighetsaggregat utan ljuddämpare och injusteringsspjäll vare sig vid aggregatet eller vid avstick från schakt ut på våningsplanen. Kanalsystemen
är jämntjocka genom hela systemet och bildar en trycklåda i stället för att som vid traditionella system
ha lägre och lägre tryck ju längre från schaktet man kommer. Utan injusteringsspjäll och kanalljuddämpare minskar tryckfallet hos kanalsystemet och fläkten har lättare att trycka igenom luften. I Skanskas
projekt Hagaporten är lufthastigheten nere i 1,6 m/s. Systemets största tryckfall sitter i slutdon och
kylbafflar vilket ger auktoritet till styrsystemet. SFP-talet ligger då kring 1,4 kW/m3/s och värmeåtervinningens temperaturverkningsgrad kring 70 procent med enkla värmeväxlarbatterier. Genom att frånluften från kontorsytorna används för värmning och ventilering av garageytorna, motsvarar den i två
40
steg utnyttjade luften en ytterligare ökning av verkningsgraden med 7 procent jämfört med om separat
uteluft behövts för att ventilera garaget. Värmeåtervinningen ur frånluften från kontorsdelarna utförs,
tack vare batterivärmeväxlarna, först efter att frånluften passerat och ventilerat garagen.
Skolor
En utvärdering av hybridventilationen i Vargbroskolan 10 visar att koldioxidhalterna stiger för mycket
i lektionssalarna vid sjunkande utomhustemperatur. Detta beror på minskade tilluftsflöden på grund
av att tilluftsflödet styrs av rumstemperaturen, vilken sjunker vid kallare väderlek. Det är tveksamt om
ett självdragssystem med hjälpfläktar är tillräckligt säkert och lättskött för att kunna användas i större
skala där samma möjlighet till uppföljning som på Vargbroskolan saknas.
Bostäder
Bostadsventilationen har under en längre tid haft en standardiserad uppbyggnad med gemensam
frånluftsfläkt och friskluftsintag via springventiler i fönsters över- eller underkant alternativt ventiler
i fasaden, vilka ibland sätts bakom radiatorer för att få viss förvärmning. Separata köksfläktar på eget
kanalsystem alternativt gemensamt kanalsystem med forceringsspjäll i spiskåpan med ett grundflöde
som kan forceras vid behov. FTX-system har varit relativt ovanliga i bostäder, trots att villaaggregat
funnits sedan slutet på 1970-talet. I flerbostadshus har FTX-system ansetts för krångliga och svåra att
underhålla.
Krav på värmeåtervinning på ventilationsluften har funnits sedan 1980-talet, men dispens har lämnats
vid användning av i huvudsak förnybara bränslen för uppvärmning (det vill säga i de flesta städer som
har fjärrvärme) vilket speciellt utnyttjats för flerbostadshus. Idag, med de nya energikraven, ökar andelen flerbostadshus med återvinning markant.
För FTX-ventilation i flerbostadshus används idag antingen villaliknande system med ett litet aggregat
för varje lägenhet, eller lokalliknande system med ett stort centralt aggregat som förser lägenheter
med till- och frånluft trapphusvis eller byggnadsvis.
För radhusliknande byggnader som Oxtorget är det kanske motiverat att ha lägenhetsvisa aggregat,
vilka har lägre investeringskostnad men högre drift- och underhållskostnader. Med ett gemensamt
aggregat måste brandproblematiken lösas. Detta har lösts på olika sätt för Hamnhuset och Kommendörkaptenen.
10 Beiron, Jens, 2010, Drifterfarenheter från en energieffektiv skola– Vargbroskolan i Storfors, Karlstads universitet, Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Energi-, miljö- och byggteknik, Arbetsrapport januari 2010.
41
FTX-installation i befintliga bostadshus?
Återvinning av ventilationsvärme i befintliga hus kommer att vara en viktig åtgärd om vi ska kunna nå
det nationella miljömålet med en halvering av byggnaders energianvändning till år 2050. Ombyggnad
av ventilationssystem i bostadshus till FTX har hittills inte varit vanligt, annat än i småhus med radonproblem, varför erfarenhetssammanställningar och teknisk-ekonomiska uppföljningar saknas. För att
råda bot på detta har Energimyndighetens beställargrupp för bostäder 11 (BeBo) initierat en teknikupphandling, där två vinnare utnämnts i november 2010, vilkas koncept nu kommer att installeras.
Inom BeBo-projektet ”Rekorderlig Renovering” har tre byggnader tagits i bruk under 2009 med installation av FTX-ventilation i äldre flerbostadshus. Byggnaderna ägs av Sigtunahem, Uppsalahem och
Signalisten i Solna. Vissa inkörningsproblem har förekommit och ännu föreligger inga resultat för energibesparing. Ombyggnadskostnaderna för FTX-installationerna i dessa projekt var mellan 70 000 till
83 000 kr per lägenhet inklusive moms. Förhoppningsvis kan kostnaderna minska framöver när denna
typ av åtgärd blivit vanligare.
11 www.bebostad.se
42
9. Produkt- och konceptutveckling
– klimatskärm
Eftersom byggnadskonstruktionerna utgör en mycket långsiktig investering, bör de dimensioneras
med ett livscykelperspektiv, det vill säga funktionerna ska vara bestående och tillräckliga under en lång
tid framöver. Tidigare brister i långsiktighet blir tydligt vid en tillbakablick på vissa årgångar i den äldre
bebyggelsen samt hur vissa tilläggsisoleringar utfördes. Många byggnader har uppförts med speciell
utformning och ”beständiga” och påkostade fasadmaterial, vilket gör att de blir mycket svåra att åtgärda, både ur bevarande och ekonomiska synvinklar. Vi bör således vara medvetna om att även arkitektoniska överväganden i form av byggnadsgeometrier, fönsterareor, fasadmaterial med mera måste
avgöras med ett livscykelperspektiv. LCC-beräkningar har använts för dimensionering av klimatskärmars värmeisolering i flera av exempelbyggnaderna. Byggnadens förutsättningar byggs in för minst
40-50 år – rätt val görs nu!
En välisolerad och lufttät klimatskärm
En välisolerad och lufttät klimatskärm är en nödvändighet för en energieffektiv byggnad med uppvärmningsbehov. Konstruktionerna måste vara rätt sammansatta för att funktionskraven ska uppfyllas och problem undvikas. Detta gäller speciellt i anslutningar mellan olika byggnadsdelar samt vid
tilläggsisolering av äldre konstruktioner.
Följande byggnadsfysikaliska funktionskrav ska vara tillgodosedda:
• regnskydd
• vindskydd
• värmeisolering
• lufttätning
• fuktskydd (inifrån kommande fukt)
I dagens högpresterande konstruktioner har olika material utvecklats för olika funktioner, i äldre konstruktioner användes ofta homogena material som i sig uppfyllde funktionskraven, men på en lägre
nivå. Nackdelen med flerskiktskonstruktionerna är att de är mer sårbara och kräver mer omsorg om
detaljer än de homogena konstruktionerna.
I välisolerade konstruktioner blir köldbryggornas relativa inverkan större, vilket också kräver särskild
omsorg om konstruktionsdetaljerna.
Värmeisolering för små värmeförluster och bra komfort
Kravet på värmeisolering styrs sedan energikriserna av behovet att minska värmetransporten genom
klimatskärmen. Tidigare kravnivåer styrdes av termisk komfort, det vill säga att tillräckligt hög yttemperatur skulle uppnås på konstruktionernas insida för att minska strålningsdrag och kallras. Ytterväggars isolertjocklekar har i storstadsområdena begränsats av att byggrätter tillhandahålls med brutto-
43
area, BTA (utvändiga mått), vilket innebär att ökad isolertjocklek minskar bostadsarean och därmed
intäkterna. De nya byggreglerna har trots ovanstående medfört en sänkning av U-värden för klimatskärmens olika delar. För att hålla konstruktionstjockleken nere har det blivit allt viktigare att använda
värmeisoleringsmaterial med låga lambda-värden. Dessutom behöver köldbryggor beaktas i energiberäkningar mer än tidigare.
För att avsedd isolerförmåga ska uppnås, måste konstruktionerna utformas och utföras noggrant
med genomtänkta detaljer. Konstruktioner med tjocka luftgenomsläppliga isolermaterial måste skyddas från luftrörelser på grund vindpåverkan och konvektion inuti materialskikten. Isolermaterialet ska
således fylla ut hela utrymmet och inga springor och spalter får förekomma. Många av objekten har
lagt tonvikt vid välisolerade konstruktioner, både vid utförande och med större isolertjocklek. Detta har
utförts med traditionella metoder där viss förbättring av detaljer åstadkommits.
Liten luftläckning för att kontrollera ventilationen och undvika skador
Lufttäthetskravet i byggreglerna infördes främst för att minska värmeförlusterna från luftläckning, för
att kunna kontrollera ventilationen. Kravet var inte tillräckligt för att ha kontroll på mer än delar av
luftflödena. I dagens byggregler finns ett krav på lufttäthet, men det är inte kvantifierat. Utläckande
uppvärmd luft kan också orsaka problem med kondenserande fukt och därmed ökad risk för fukt- och
mögelskador.
För åstadkomma en lufttät konstruktion krävs genomtänkta konstruktionsdetaljer och ett noggrant arbetsutförande vid anslutningar. Detaljer som medför enkelt utförande förespråkas. Antalet genomföringar bör minimeras genom exempelvis indragna tätskikt, avväxlingar av golvbjälkar eller undvikande av
installationer i klimatskärmen. Material- och systemvalet ska anpassas så att materialen passar ihop.
De flesta byggnader i urvalet har haft en hög ambitionsnivå för att åstadkomma lufttäta klimatskärmar.
Många har ställt krav på färdig byggnad. Det har i många fall inte varit tydligt vilka konkreta åtgärder,
utöver noggrannhet i utförande, som förelogs för att ambitionsnivån på lufttäthet skulle uppfyllas. I
Seglet valdes att inte göra några genomföringar för el i ytterväggar, utan elledningar drogs genom
bjälklaget och i golvsockel. Tavellister sattes upp för att minska påverkan från spikar och krokar.
Skanska tryckprovar rutinmässigt sina kontorsbyggnader med hjälp av ventilationsaggregaten. Erfarenheter från dessa mätningar visar att metallpartier på betongbjälklag, tätningslister i fönsterbågar och
drevning kring fönsterkarmar är känsliga punkter.
Fuktbeständiga konstruktioner
För konstruktionernas hållbarhet över tiden krävs hög fuktsäkerhet. Konstruktionerna ska klara fuktpåverkan från slagregn och yrsnö utifrån samt inifrån kommande fukt.
Fuktproblem i utfackningsväggar av trä med utvändig gipsskiva och puts på värmeisolering, som varit
vanliga under det senaste decenniet, har lett till större försiktighet i branschen. Fuktproblemen orsakas av inträngande vatten i otätheter i putsfasaden, vilket blöter ner den pappbeklädda gipsskivan och
träreglarna. Kritiska punkter finns framförallt vid anslutningsdetaljer runt fönster och infästningar för
balkonger, skärmtak och liknande. Diffusionstät puts gör att uttorkningen går mycket långsamt och
44
fukt kan ackumuleras i konstruktionen. Tunnputs appliceras vanligen på cellplast och tjockputs oftast
på mineralull. Tunn dispertionsytputs är nära tio gånger så diffusionstät som en traditionell cementbaserad tjockputs. Tillsammans med isoleringsmaterialens olika diffusionsmotstånd fås en avsevärd
skillnad mellan konstruktionerna i uttorkningsförmåga av fukt som läckt in och ansamlats på insidan av
det yttre heltäckande isolerskiktet. Denna skillnad kan också ses i skadestatistiken.
För att undvika fuktproblem i ytterväggar måste man i första hand försöka hindra vatten från att tränga
in, genom att ha noggrant utförda beständiga konstruktioner och anslutningar som klarar temperaturoch fuktrörelser. Dessutom ska material väljas som tål viss fuktpåverkan och minskar risken för mögelskador. Det är viktigt att fuktskydda de delar av väggen som inte lätt kan bytas vid en eventuell skada.
Ett utvändigt heltäckande isoleringsskikt är ett sätt att skydda bakomliggande träkonstruktioner. Dessa hamnar då en bit in i väggen där det är varmare och torrare.
I både Seglet och i Hamnhuset har väggreglar av trä bytts till plåtreglar i de fall de inte behövs av konstruktionsskäl. Gipsskivan är utbytt mot oorganiska fibercementskivor som inte möglar, vilket användes
i Hamnhuset, eller mineritskivor som man använde i Seglet. I Hamnhuset har man tagit hjälp av tekniska experter som opartiskt granskat konstruktioner och detaljer och man har även monterat fuktgivare
för att övervaka och kontrollera fukthalten i ytterväggen.
Prefabricerade betongsandwichväggar är en robust och fukttålig konstruktion, som dock har något
högre U-värden än lättare utfackningsväggar.
Kontrollmetoder och utbildning under byggtiden
Termografering och provtryckning är sedan länge tillgängliga, periodvis bortglömda, verktyg för att
kunna kontrollera kvaliteten på lufttätning och värmeisolering.
I Seglet utförde KBAB täthetsmätningar i varje enskild lägenhet och termograferade allt eftersom
byggnadsarbetet fortlöpte. På så vis upptäcktes brister som kunde åtgärdas direkt och en erfarenhetsåterföring som kunde implementeras direkt i den fortsatta produktionen. Utan denna kontroll hade
täthetsresultatet blivit betydligt sämre. I Seglet kunde man också se att resultatet varierade över tiden
och med olika arbetslag, vilket talar för att kvaliteten och noggrannheten är en färskvara.
I Seglet har man också utformat och testat byggnadsdetaljer i ett bygglabb för att tillsammans med
hantverkarna se att de fungerar vid montering innan man börjat bygga. På så sätt säkerställs att man
får en konstruktion som fungerar i verkligheten. Till dessa försiktighetsåtgärder kommer kontroll av
utförandet.
Tilläggsisoleringsmetoder
Metoder för tilläggsisolering med puts utvecklades under slutet av 1970-talet. De blev under senare
delen av 1980-talet populära även vid nyproduktion, där påföljande fuktproblem redovisats ovan. Vid
tilläggsisolering finns inte samma omfattning på skador dokumenterad som vid nyproduktion, troligen
beroende på att de bakomliggande väggkonstruktionerna är mer tåliga mot fukt.
45
Metoder för utvändig puts på tilläggsisolering skiljer sig åt och har delvis olika egenskaper. En metod
består av tjock cementbaserad puts på mineralullsisolering, där putsskiktet hänger i ett armeringsnät
fastsatt med kramlor i den gamla ytterväggen. En annan metod består av cellplastskivor med ett glasfibernät och utanpåliggande tunnputs (plast- eller cementbaserad). Givetvis har dessa metoder olika
egenskaper när det gäller skydd mot och uttorkning av inträngande fukt.
Bevarandeaspekter bevakas mer idag än på 1970-80-talen, och detta begränsar isolertjocklek och ibland
krävs att fönstren flyttas utåt. Ibland kan åtgärder stoppas helt av kulturbevarande instanser. Här finns
mycket dåligt med enhetliga riktlinjer och förhållandena påverkas mycket av subjektiva bedömningar.
Översikt över värmeisoleringsmaterial
Kravet på värmeisoleringsmaterialens funktion sträcker sig i tid lika långt som byggnadens livslängd.
Kompletteringar av isolerskikt sker oftare än utbyte, i takt med att kraven på isoleringseffekt ökar. Att
isoleringsmaterialet långsiktigt bibehåller sina egenskaper är således av vital betydelse för ett hållbart
samhällsbyggande.
I tabell 9.1 nedan följer en överblick över de vanligaste materialen och nytillskott som skett under de
senaste åren. Materialen kommenteras i den efterföljande texten.
Tabell 9.1. Egenskapsöversikt för olika typer av värmeisoleringsmaterial. Enhet för lambdavärde är
W/(m K).
Material Isolerförmåga,
Lambdavärde
Brand-
egenskaper
Organiskt/
oorganiskt
Lastupptagning
Sågspån
Mineralull
Cellplast EPS/XPS
Cellplast PIR/PUR
Cellulosaisolering
Fårull och Linull
Reflekterande folier
Vakuumisolering
Cellglas
Aerogel med
polyester o glasfiber
0,080
0,031-0,044
0,030-0,041
0,020-0,023
0,039-0,040
0,038-0,040
Redov. R-värden
0,005-0,008
0,042
Brännbart
Obrännbart
Brännbart
Brännbart
Brännbart
Brännbart
Obrännbart
Obrännbart
Obrännbart
Organiskt
Oorganiskt
Oorganiskt
Oorganiskt
Organiskt
Organiskt
Oorganiskt
Oorganiskt
Oorganiskt
Dålig
Dålig till bra
Bra till mycket bra
Bra
Dålig
Dålig
Dålig
Dålig
Extremt bra
0,014
Brännbart
Oorganiskt
Bra
46
Sågspån
Av tradition och tillgång det äldsta och mest förekommande materialet vid tiden för mer än 50 år sedan. Isolerförmågan är måttlig. Egenskaper som brännbarhet, sättningsbenägenhet och att det är organiskt begränsar dess användbarhet. Alternativa användningsområden som råmaterial till spånskivor
och bränsle begränsar dessutom tillgången.
Mineralull (sten- och glasull)
Det vanligast förekommande isoleringsmaterialet och har varit så de senaste 50 åren. Huvudskälen
är att den kombinerar egenskaperna: God isoleringsförmåga, obrännbarhet, oorganisk och relativt
lågt pris. Mineralullen är ett fibröst material sammanfogad med ett bindemedel. Fibrerna är spunna
av stenmaterial som huvudsakligen består av silikatföreningar. Bindemedlet är en härdplast (bakelit).
Produktsortimentet är brett från lösfyllnadsisolering, lätta och tunga skivor, till olika typer av mattor
och formpressade produkter som rörskålar.
Cellplast EPS och XPS
Oljebaserad styrenplast som genom gasutvidgning getts en cellstruktur med mer eller mindre slutna
celler. Materialet har god isoleringsförmåga och god lastupptagning, men är brännbart. Cellplast med
slutna celler kan även användas i konstruktioner där de utsätts för fritt vatten till exempel omvända
tak och i mark. XPS har generellt något bättre lastupptagningsförmåga än EPS, men är också något
dyrare.
Cellplast PIR och PUR
Oljebaserat plastmaterial med cellstruktur i form av skivor eller fogtätning som skummas på plats. Materialet är oorganiskt men brännbart. PIR uppvisar dock bättre brandegenskaper än PUR. Cellerna innehåller drivgas som har bättre isoleringsegenskaper än luft, därav det goda lambdavärdet. Denna effekt
avtar med tiden.
Cellglas
Består av skivor med slutna glasceller. Materialet är oorganiskt och obrännbart. Den extremt höga tryckhållfastheten gör produkten användbar även vid mycket stora laster.
Cellulosaisolering och fårull/linull
Samtliga är fibrösa material som ofta betecknas som ”naturliga”. Cellulosaisolering är den mest beprövade och då som lösfyllnadsisolering. I övrigt måste materialen betecknas som oprövade. Samtliga har
god isoleringsförmåga men är brännbara och organiska och behandlas därför oftast med substanser
som är kombinerande mögelgift och brandhämmare. Det hittills vanligast förekommande är borsalter.
Mängden varierar men vanligen utgör den 15-20 viktsprocent. Borsalter bedöms enligt Kemikalieinspektionen (Bygg och måla klokt) kunna skada fortplantningen och ge fosterskador.
Reflekterande folier
Kan appliceras enbart som folie i slutet hålrum eller i kombination med skummat plastmaterial. Produkterna har beskrivits som revolutionerande rymdteknik med fantastisk isolerförmåga. Mätningar utförda av Norska SINTEF visar att folier inneslutna i hålrum i exempelvis en vägg kan uppnå en isolereffekt
likvärdig motsvarande hålrum fylld med till exempel mineralull. Detta gäller så länge hålrummets djup
47
inte är större än cirka 5 centimeter. Vid ökat djup sker ingen förbättring av isoleringseffekten. Folie i
kombination med skummad plast har en uppmätt förbättring av isoleringseffekten med 18 procent
(KTH 2000-03-22 Folke Björk), jämfört värdet för enbart den skummade plasten. Omräknat till förbättring i isolertjocklek skulle det innebära ett tillskott av cirka 1 millimeter i det prövade fallet. Noterbart är
att folier är känsliga för nedsmutsning och mekanisk åverkan som avsevärt nedsätter funktionen.
Vakuumisolering
En ny teknik där materialet är uppbyggt av celler som innesluter hålrum utan gas. Stommaterialet i cellväggarna är huvudsakligen kiseldioxid. Skivan av celler är helt innesluten i en tät metallfolie. Produkterna blir skivor vars format därmed är helt fixerat. Punkteras folien ödeläggs vakuumeffekten. Materialet
får mycket goda isoleringsegenskaper med lambda 0,005–0,008 (det senare värdet efter 20-25 år) att
jämföras med vanlig mineralull som har lambda 0,037.
Lambdavärdet tar inte hänsyn till de köldbryggor metallfolien utgör i alla skarvar. Beroende på
mängden skarvar och därmed köldbryggor, kan ett punkterat material uppnå isoleringsvärden i nivå
med mineralull eller sämre. För att undvika punktering måste produkten behandlas omsorgsfullt och
omges av skyddsskikt i den färdiga konstruktionen. De priser som presenterats ligger vid 40 000 kr/m3.
I marknadsutbudet presenteras endast mycket tunna tjocklekar (10-25 mm).
Aerogel
Ett gel uppbyggt av silikatföreningar som i sin ursprungsform är obrännbar och med extremt bra isolerförmåga men i denna form ej praktiskt användbar i byggnadssammanhang. Produkter har utvecklats
med tillsatser av polyester och glasfibrer vilket ger både flexibilitet och god tryckhållfasthet. Isolerförmågan har då försämrats men är fortfarande mycket god (se tabell s. 46). Denna produkt är oorganisk men brännbar. Priser som presenterats ligger vid 30 000 kr/m3. I marknadsutbudet presenteras
endast mycket tunna tjocklekar (5-10 mm).
Övrigt
Olika typer av skumplaster som sprutas på plats och målarfärg för förbättring av fasad eller insidan av
ytterväggar har nyligen presenterats på marknaden. Dessa lösningar är tämligen oprövade i Sverige
och utlovade resultat kan i vissa fall ifrågasättas.
Källor
Sågspån: Mineralull: Cellplast EPS och XPS: Cellplast PIR och PUR: Cellglas: Cellulosaisolering: Fårull/Linull: Reflekterande folier: Vakuumisolering: Areogel: Boverkets rapport ”Värmeisolering - Värmegenomgångskoefficienter
för byggnadsdelar och köldbryggor, tjälfri nivå” (1989)
Swedisol
EPS Bygg, Jackon
Plast och kemiföretagen, Wikipedia, Kingspan
Owens Corning, Foamglas
SITAC, Kemikalieinspektionen
SWEFAB, Isolina
SINTEF, KTH
T. Knutsson AB, Lading Arkitekter och Konsulenter A/S
Thermisol, Aspen Aerogels Inc
48
Fönster och fönsterglas
Nya skikt minskar utvändig kondens
Användningen av energieffektiva fönster (3-glasfönster med ett lågemissionsskikt, U-värde cirka 1,2-1,4
W/m2K och solenergitransmittans, g-värde cirka 0,55-0,63) har länge bromsats, bland annat på grund
av ökad förekomst av utvändig kondens, vilket medfört klagomål från de boende. Fenomenet uppträder under klara nätter med hög luftfuktighet, exempelvis efter en regnig dag, och tendensen ökar ju
lägre U-värdet är. Förekomsten är störst under hösten.
Utveckling pågår av nya skikt på den yttre glasytan som kan minska effekterna av utvändig kondens
eller till och med eliminera bildandet av kondens. Det har då visat sig att glas med en så kallad ”självrengörande” yttre glasyta påtagligt minskar effekterna av utvändig kondens och gör att kondensen
försvinner snabbare än på vanligt glas. Det går förmodligen inte att fullständigt eliminera problemet,
men de försök som hittills gjorts visar att nackdelarna kan minskas. Det är dessutom ett litet problem,
som till en viss del borde kunna lösas genom information till de boende om att detta helt enkelt är ett
pris vi måste betala för att skona miljön.
Bilden i figur 9.1 nedan visar ett exempel där det vänstra glaset i ett dubbelfönster har belagts med ett
självrengörande glas. Bilden är tagen på morgonen efter en ”kondensnatt” och det framgår tydligt att
Figur 9.1. Skillnad i utvändig kondens på fönster mellan en belagd ytteryta (till vänster) och obelagd
ytteryta (till höger).
49
sikten genom fönstret med en belagd utsida är helt återställd. Båda fönstren har ett glas-U-värde på
cirka 0,65 W/m2K.
Både U- och g-värden är viktiga egenskaper
U-värdet för fönster visar värmeförluster i mörker (utan solinstrålning mot fönstret) och ska redovisas
som ett medelvärde för hela fönstret, inklusive karm och båge. Anges U-värdet bara för glasdelen fås
ett lägre U-värde då denna i regel har lägre U-värde än karmarna. För ett fönster med angivet U-värde
på 1,3 W/m2K har glasdelen ett U-värde på cirka 1,0 W/m2K.
Solenergitransmittansen anges av g-värdet, som är ett mått på hur stor andel av solstrålningens energi
som transmitteras genom fönstret. För att utnyttja gratisvärmen från solen ska g-värdet vara så högt
som möjligt. Ett traditionellt 2-glasfönster har ett g-värde på 0,76 och ett treglasfönster 0,68. Med ett
minskande U-värde minskar även g-värdet. För ett energisparfönster med U-värde 1,2-1,3 är g-värdet
cirka 0,55. Fönster med U-värden under 1,0 kräver dubbla lågemissionsskikt och då minskar g-värdet
till cirka 0,45 eller lägre.
I Sverige har vi infört en energiklassning av fönster som baseras på den välkända ”kylskåpsmodellen”
med A-klassat som ”bäst” och G-klassat som ”sämst”. Som enda land i världen av de länder som har en
energiklassning av fönster, har Sverige valt att enbart använda U-värdet som kriterium. Det innebär en
direkt koppling mellan U-värde och energiklass, vilket innebär att energiklassningen inte tillför någon
information utöver den som U-värdet redan ger.
Då det är allmänt känt att solinstrålningen kan ge ett positivt bidrag till uppvärmningen är det lite
olyckligt att vi i Sverige har valt en sådan klassning. Gör man en energibalansberäkning visar det sig att
kopplingen mellan bäst energibalans och energiklassning blir svag. Det går inte att bortse från g-värdet
då fönstrets energieffektivitet ska utvärderas. En olycklig trend, som bygger på kända fysikaliska lagar,
är att fönster med lägsta möjliga U-värden också får låga g-värden. De fungerar bra som solskyddsglas
på sommaren, vilket i sig är en fördel, men den gratisvärme som kan utnyttjas höst, vinter och vår minskar. Dessutom tenderar dagsljustransmittansen att vara lägre för de ”bästa” fönstren vilket gör att de
kan uppfattas som mörka eller tonade. Än så länge är behovet av uppvärmning av våra bostäder skyhögt högre än behovet av kylning, och att i det läget inte lägga större vikt vid g-värdet är inte optimalt
ur en energisynvinkel.
Belagda glas med lågemissionsskikt finns av två huvudtyper, hårda och mjuka. De hårda skikten är
baserade på en beläggning av tennoxid, som tål samma behandling som obelagt glas. De kan användas
i gamla kopplade fönsterbågar och behöver inte förseglas i en isolerruta. De mjuka skikten är baserade
på en beläggning av silver (inte silveroxid) och måste alltid förseglas i en isolerruta, då de inte tål att utsättas för fukt och mekanisk nötning. De mjuka skikten ger något lägre U-värde än de tennoxidbelagda,
men de hårda ger högre g-värde. Dagsljustransmittansen är ungefär lika. Dock finns de mjuka skikten
i en stor mängd olika alternativ med vitt skilda värden på dagsljustransmittans och g-värde, vilket gör
att valet av fönster blir svårt.
Vid renovering av äldre byggnader blir val av rätt fönster någorlunda lätt om karm och båge måste bytas. Då väljs i regel ett nytt fönster med U-värde 1,2 W/m2K, liknande de som används vid nyproduktion
50
av bostäder. Ett sådant fönster är ”bara” D-klassat, men har högre g-värde än ett A-klassat fönster och
ger därmed ungefär lika bra eller bättre energibalans på årsbasis. Äldre fönster är ofta tillverkade av
kärnvirke, med lång hållbarhet, och många tvekar inför att byta ut hela fönstret om karm och båge är
helt friska. I sådana lägen finns flera olika alternativ, vilket kräver en ingående analys. Ett fönster med
U-värde 1,6 är inte ens klassat i det svenska systemet, men innebär ändå en påtaglig förbättring jämfört
med det gamla obelagda tvåglasfönstret med U-värde 2,9. Vid renovering av äldre bostäder är detta
faktorer som måste vägas in.
51
10. Produkt- och konceptutveckling
– belysning inomhus
Belysningsområdet har utvecklats snabbt de senaste åren, både ljuskällor, armaturer och styrning, vilket
har givit förutsättningar för att kraftigt kunna reducera energianvändningen för belysning i både lokaler och bostäder. Det är viktigt att inte glömma bort innemiljön. Belysningsindustrin och projektörer
dimensionerar belysning efter normer, men med de nya ljuskällorna är det inte säkert att normerna är
tillräckliga. Viljan att spara ska inte gå ut över ljuskvaliteten och nya ljuskällor kan ge en annan ljusbild
som kan försämra ljuskvaliteten, genom till exempel bländning.
Belysningsområdet har utvecklats snabbt med avseende på energieffektivisering de senaste 30-40
åren. Energianvändningen kan minska med så mycket som 80 procent för en viss synuppgift (se figur
10.1). Den senaste trenden i utvecklingen är att använda styr- och reglerutrustning för att begränsa
drifttiderna för belysningsanläggningen.
100
bättre armaturer
och ljuskällor
80
60
styr- och reglerutrustning
40
20
0
1975
1980
1985
1990
idag
Figur 10.1. Teknikutveckling för belysning för en given uppgift. Källa: Belysningsbranschen.
52
När nya ljusstarka ljuskällor och högreflekterande reflektormaterial används måste dock krav på synergonomi, och då speciellt bländning, speciellt uppmärksammas.
Rekommendationer för belysningens energianvändning
I Sverige finns inga bindande myndighetskrav för belysningens energianvändning. I BBR-kraven ingår
bara den del av belysningen som definieras som byggnadens fastighetsenergi, vilket kan vara belysning i gemensamma utrymmen som trapphus, tvättstugor och hissar. BBR-kraven påverkar verksamhetsbelysningen indirekt via klimatkrav och reducering av kylbehov. Vissa butikslokaler med mera har
mycket stor internlast på grund av belysningen, vilket medför att värmebehovet minskar (oftast mer än
kylbehovet ökar) och dessa byggnader kan då på grund av detta utformas med sämre klimatskärmar.
Det finns dock rekommendationer för belysningens energianvändning som av beställaren kan göras till
bindande krav i ett specifikt projekt. Riktlinjer för installerad effekt per kvadratmeter och användning
av styr- och reglerutrustning för en rad olika lokaltyper har tagits fram av Belysningsbranschen i samarbete med Energimyndigheten12.
Nu finns också en standard för hur energianvändningen för belysning, uttryckt i kWh/m2 och år, ska
beräknas13. Energiåtgången för belysning deklareras med ett index för belysningens specifika årliga
energianvändning (Lighting Energy Numeric Indicator, LENI). LENI-talet räknas på belysningen för hela
byggnaden och kan användas för att jämföra den energi som åtgår till belysningen mellan olika utföranden.
Tabell 10.1 Krav på maximal installerad effekt för belysning i nya kontorsbyggnader. Dessutom ska energianvändningen begränsas genom installation av styr- och reglerutrustning. Möjliga reduktionsfaktorer för
kontorslokaler redovisas nedan. Källa: Energimyndigheten, 2010.
Kontor drifttider
Jämförelse energianv. (LENI-tal)
kWh/m2, år enl. SS EN 15 193
Installerad Manuell
Eur. medel-
Manuell
effekt
styrning reglering
2
W/m SS EN 151 93 ljusstyrn.
skall
10
0,8
0,60
0,56
2500
20
15
8
bör
8
0,8
0,60
0,56
2500
16
12
7
12
1
0,90
0,77
2500
30
27
21
Riktlinjer
Möjliga reduktionsfaktorer
Närvaro- Dagsljus-
Schabloner
värden enl.
Närvaro- Närvarostyrning
och dags-
Cellkontor
Storkontor
skall
12 Belysningsbranschen 2010, Ljus och Rum.
13 SS EN 15193:2007, Energy performance of Buildings - Energy requirements for lighting.
53
Standarden visar hur hänsyn ska tas till påverkan av styr- och reglerutrustning som installeras i en belysningsanläggning. Detta har tidigare varit svårt att beräkna då inga schabloner funnits för hur stor
påverkan är. Att styr- och reglerutrustning har stor potential att minska belysningens energianvändning syns tydligt vid beräkningar enligt standarden. Detta är nästa stora besparingsområde inom belysningsområdet. Standarden ger exempelvärden på LENI-tal för ett antal vanligt förekommande verksamheter.
I tabell 10.1 redovisas exempel på de ”krav” som Energimyndigheten och belysningsbranschen gemensamt tagit fram och som nu finns publicerade i Ljus och Rum.
Belysningen skall samtidigt uppfylla gällande standarder och rekommendationer (EN 12464-1 och den
svenska planeringsguiden Ljus och Rum). Medelbelysningsstyrka i drift ≥500 lux på arbetsplanet och
≥300 lux inom den omedelbara omgivningen.
Ljuskällor
En ljuskällas energieffektivitet uttrycks i lumen per watt [lm/W]. Lysrör, som ännu dominerar marknaden,
har fortfarande högst energieffektivitet bland de ljuskällor som används inomhus, men lysdioderna
(också benämnda LED) knappar in och har teoretiskt möjligheten att nästan fördubbla energieffektiviteten jämfört med lysrör. En annan fördel med lysdioder är att de inte innehåller kvicksilver.
Många anser att lysdioderna inte har tillräckligt bra ljusegenskaper för att användas inomhus, men
även på det här området går utvecklingen snabbt och idag finns många exempel där lysdioderna används inomhus. Näraliggande LED-tillämpningar idag är exempelvis punktbelysning, samt i trapphus
och hissar.
Armaturer
Armaturens uppgift är att styra ljuset dit det behövs samt att minska risken för bländning. Nya typer av
reflektormaterial gör att armaturernas effektivitet har ökat, vilket innebär att belysningseffekten kan
sänkas. Armatur och reflektor måsta anpassas till varje ny ljuskälla för att nå så hög effektivitet som
möjligt.
Ett sätt att behålla belysningsnivåer och samtidigt minska belysningseffekten är att armaturerna pendlas ner och kommer närmare den area som avses belysas.
Planering
En av de allra viktigaste faktorerna för en låg energianvändning för belysning är planeringen av anläggningen. Belysningsplanerare med god erfarenhet av att arbeta med energieffektiv belysning bör anlitas. Belysningsplaneraren måste alltid ta reda på hur lokalen ska användas, vilka synergonomiska krav
som finns samt LCC-beräkna olika alternativ för till exempel styr- och reglerutrustning.
54
Styr- och reglerutrustning
En belysningsanläggning kan styras på flera olika sätt. De vanligaste är:
• Närvarodetektor
En givare detekterar närvaro i rummet/del av rum och tänder belysning när någon kommer in och
släcker när personen lämnar rummet.
• Frånvarodetektor
Personen som använder rummet tänder själv vid behov, men styrutrustningen släcker när personen
lämnar rummet.
• Dagsljusreglering
Denna typ av reglering används i lokaler med stort infall av dagsljus, vilket då kan tas tillvara. När
dagsljus faller in i lokalen regleras den artificiella belysningen ned. Tillsammans uppfylls de krav på
belysningsstyrka som finns.
Beroende på typ av ljuskälla i anläggningen behövs olika typer av driftdon för att kunna reglera belysningen (ändra nivån på belysningen, inte bara on/off). Kostnaden för det reglerbara driftdonet måste uppvägas av minskade elkostnader, om regleringen installeras av energiskäl. Det finns en stor outnyttjad
potential för energibesparing i styr- och reglerutrustning för belysning. När styr- och reglerutrustning
installeras måste hänsyn tas till standbyeffekter, som om de inte begränsas kan uppgå till en betydande
del av energianvändningen i en energieffektiv anläggning.
Effektivisering av befintlig belysning
Åtgärder i en befintlig anläggning kan vara att byta ljuskällor mot mer energieffektiva alternativ (exempelvis glödlampor mot lågenergilampor). Det är också viktigt att se över att anläggningens drifttider
stämmer med verksamheten så att belysningen inte är tänd i onödan. Eftersom utvecklingen varit så
stor inom belysningsområdet de senaste årtiondena bör alltid en LCC göras för att beräkna om det inte
är mer lönsamt att byta hela anläggningen än att uppgradera den befintliga. Är belysningsanläggningen gammal bör den också ses över av arbetsmiljö/synergonimiska skäl.
Installationer och erfarenheter från objekten
I Vargbroskolan har standby-funktionen för ljusreglering av klassrummens belysning (DALI-systemet)
visat sig dra mycket el under icke drifttid eftersom elektroniken har en hög tomgångsström. Analysen
indikerar att tomgångsströmmen utgör cirka 10 procent av maxeffekten och kan stå för nära 40 procent av belysningselen, eftersom drifttiden endast utgör 5-10 procent av årets totala antal timmar. Det
borde vara möjligt att kostnadseffektivt minska elbehovet för belysning med cirka 8 kWh/m2 (50 procent) om detta beaktats från början.14 Enligt de nya Ecodesign-kraven kan varje armatur nu maximalt
dra 0,5 W.
14 Beiron, Jens, 2010, Drifterfarenheter från en energieffektiv skola– Vargbroskolan i Storfors, Karlstads
universitet, Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Energi-, miljö- och byggteknik, Arbetsrapport
januari 2010.
55
Belysningen i kontorshuset Västerport är utformad med närvarostyrd belysning i samtliga kontorslokaler, och deltog i GreenLight, ett äldre EU-program för att stödja energibesparande åtgärder i belysningssammanhang. I Hagaporten används energisnål belysning med närvarostyrning i mindre använda
utrymmen och Kaggen har närvarostyrd belysning vid arbetsplatser och i allmänna utrymmen.
För bostadshusen är det de boende själva som styr belysningen. Utöver att elanvändningen mäts och
debiteras individuellt, har effektmätare installerats som visar de boendes momentana elanvändning.
Tanken är att påverka brukarbeteendet genom att öka medvetenheten. Detta har provats i JM´s radhus
Järinge. Tillräckligt detaljerade mätresultat för att utvärdera effekten saknas.
56
11. Verktyg och checklistor
Nedan visas exempel på verktyg och hjälpmedel för energi och inneklimat som finns att tillgå, med
hänvisningar till de olika skedena och parterna.
Sveby - Standardisera och Verifiera Energianvändning i Byggnader
I Sveby-programmet fastställer bygg- och fastighetsbranschen standardiserade brukardata för beräkningar och
hur verifiering av energiprestanda skall gå till. Man kan
förenklat säga att branschen fastställer en ”körcykel” och
mätmetoder för byggnader på liknande sätt som fordonsbranschen gjort för bilars bränsleförbrukning. Det ger möjlighet att ge kunder ett enkelt och enhetligt
svar på hur mycket energi som går åt i huset. Minst lika viktigt är att det underlättar för byggherrar att
beskriva och följa upp sina krav.
Ett stort antal delprojekt säkerställer att man täcker in alla frågeställningar, varav några redovisas
nedan:
• Definition av begrepp och parametrar, kravspecifikation och upphandling
• Standardiserad användning av bostäder och kontor för energiberäkningar
• Tydligare avtal mellan byggherrar och entreprenörer
• Tydligare avtal mellan beställare och konsult
• Mätmetoder och kontroller
• Analyser av avvikelser mellan uppmätt och beräknad energianvändning
• Ansvar och sanktioner vid för hög energianvändning
• Fallstudier där metodiken provas i verkliga byggprojekt
Rapporter och hjälpmedel finns fritt tillgängliga på www.fastighetsagarna.se 15.
R1:an
En utgångspunkt är att krav och råd från svenska
myndigheter, och gällande svensk standard ska definiera
inneklimatkvalitetens grundnivå. R1:an ska utgöra underlag för att specificera och utvärdera inneklimatets kvalitet, som referenshandling i samband med projektering och upphandling av inneklimatsystem, men
även vara ett hjälpmedel vid bedömning av inneklimatets kvalitet i befintliga byggnader.
15 www.fastighetsagarna.se
57
R1:an är avsedd att utgöra ett hjälpmedel framförallt före systemlösningsskedet, genom att fungera
som ett samlande underlag för samverkan mellan beställare och de konsulter som ska ansvara för projektering av byggnaden och dess installationer.16 Avsikten är att R1:an ska fungera som en mall, när det
gäller krav på inomhusklimatets kvalitet så som luftkvalitet, termiskt klimat, ljud och ljus, för att underlätta kommunikationen mellan beställare, hyresgäst, arkitekt, konsulter, entreprenörer och förvaltare.
BELOK
På sin hemsida har BELOK lagt upp kravspecifikationer
för Energi, innemiljö och styr- och övervakningssystem.
Syftet är att underlätta för beställare och andra i branschen vid upphandlingar. Kravspecifikationerna är utformade så att de kan bifogas till förfrågningsunderlag eller
som bilaga till kontrakt och avtal. Kravspecifikationerna
får användas fritt, utan kostnad, men på användarens eget ansvar. 17
Följande verktyg finns tillgängliga för direkt nätanvändning eller nerladdning: LCC-program, energiberäkningsprogram för arkitekter BV2Arch, internräntediagram och värmeåtervinningsberäkning.
Energilotsen
Energilotsen beskriver hur de energitekniska frågorna
hanteras i olika skeden och av olika aktörer. I varje byggskede åskådliggörs de möjligheter som varje aktör har att
minska behovet av köpt energi i den färdiga byggnaden.
För var och en av projektdeltagarna finns beskrivningar
och checklistor som lyfter fram just deras möjligheter att.
Genom att följa det metodiska tillvägagångssättet som beskrivs i handledningen kan suboptimering av
enskilda system undvikas. 18
Energilotsen är tänkt att fungera som handledning för hantering av energifrågor vid projektering av
bostäder eller lokaler. Energilotsen ska kunna användas av envar engagerad i nybyggnadsprojektering utan att man är energispecialist. I handledningen får byggherren hjälp med vilka krav på utredningar som är rimliga och respektive aktör får hjälp hur undersökningarna går till, vilka metoder som
kan användas, vilka indata som krävs, hur resultaten ska analyseras och hur energirelaterad information hanteras i och mellan olika skeden.
16 Energi- och miljötekniska föreningen, www.emtf.se
17 www.belok.se
18 www.energilotsen.nu
58
12. Diskussion och slutsatser
Byggnaderna
Rapporten bygger på insamlad information från fastighetsägare och förvaltare med flera som har
tillgång till byggnaderna och energistatistik. När uppgifternas innehåll kontrolleras visar det sig att
många fastighetsägare har dålig kontroll på siffrornas innebörd. Det har varit en betydande svårighet i
projektet att kunna utläsa siffrornas innehåll så att rättvisande jämförelser kan ske mellan olika byggnader och koncept. Hus med braskaminer är givetvis svåra att utvärdera, speciellt när användningen av
ved är okänd.
Nedan redovisas några iakttagelser baserat på resultatredovisningen i kapitel 3.
•
De redovisade byggnaderna har en dokumenterad uppmätt energiprestanda som är betydligt bättre
än snittet av byggnader uppförda i början på 2000-talet. De är även betydligt bättre än kraven i
BBR 16. Många av byggnaderna har dock svårt att uppnå sin beräknade energiprestanda, vilket i de
flesta fall kan förklaras med inkörningsproblem för installationer.
• Solfångaranläggningar kräver inkörningsperiod – felprogrammering och läckage har förekommit i
byggnaderna.
• Beräknade temperaturverkningsgrader på ventilationsvärmeväxlare kan ibland vara svårt att uppnå
om man inte anpassar till exempel börvärden för luftflöden och frysskydd till verklig drift. Mät ningar behövs för att kunna detektera felen.
•
Vissa byggnader har hög hushållselsanvändning, vilket inverkar på deras energiprestanda. En antydan till samband mellan hög hushållselanvändning och specifik energianvändning kan skönjas i
figur 12.1. För Oxtorget visas höga värden också efter korrigering av el till eftervärmningsbatterier i
tilluftskanaler (baserat på mätning i fyra lägenheter). Studentlägenheterna i det ombyggda Locus
är undantaget med både hög hushållselanvändning och specifik energianvändning, vilket kan bero
på små lägenheter i kombination med hög tappvarmvattenanvändning. Några av byggnaderna har
komfortvärme i badrum som ingår i hushållselen, vilket egentligen ska bokföras som värme.
• Ökad verksamhetselanvändning för kontorslokaler verkar inte minska den specifika energianvänd ningen på samma sätt som för bostäder (se figur 12.2). Underlaget är dock litet.
En slutsats som kan dras av de tre första punkterna är att idrifttagningen är utomordentligt viktig. Verifiering och uppföljning måste göras noga så att fel kan påtalas och rättas till. Här gäller det för beställaren att inte ge upp innan rätt funktion uppnåtts.
59
Figur 12.1. Hushållselanvändning i bostadsbyggnaderna i förhållande till specifik energianvändning.
Figur 12.2. Verksamhetselanvändning för lokalbyggnaderna i förhållande till specifik energianvändning.
Idrifttagning, verifiering och uppföljning
Vikten av en noggrann idrifttagning med verifiering av prestanda på installationer och byggnad kan inte
nog betonas. Mycket av skillnaden mellan uppmätt och beräknad energianvändning kan förklaras av
att felaktiga eller bristfälliga funktioner inte åtgärdats. Detta är idag ännu mer i fokus när byggnadens
specifika energianvändning ska redovisas två år efter byggnaden tagits i bruk och energideklaration,
snart med energiklassning, ska utföras. Arbetet med byggnaden tar inte slut efter slutbesiktningen,
utan kontinuerlig uppföljning måste ske för att optimera driften och upptäcka felfunktioner.
60
Byggregler
Byggreglernas syfte är att spegla samhällets minimikrav på byggnader, vilket då höjer upp de ”sämsta”
projekten. Det är fullt tillåtet att bygga bättre och till exempel dokumentera detta med någon typ av
certifiering.
Använder byggreglerna rätt mått för att se till att vi bygger bra hus? BBR-kraven ställs idag för specifik
energianvändning, vilket definieras som till byggnaden levererad energi för uppvärmning, tappvarmvatten, komfortkyla och energi för byggnadsdrift.
Vilken relevans har detta mått för olika byggnadstyper och användningsområden? Vissa byggnader
innehållande intensiv verksamhet och byggnader med lägre temperatur (exempelvis lager) har lätt att
klara kraven och klimatskärmarnas prestanda har i stort sett inte utvecklats sedan 1980-talet.
Ska verksamheterna på något sätt ingå eller beaktas i kraven för att inte byggnadernas klimatskärmar
ska bli för dåligt isolerade? Ska byggnaderna klara kraven även om verksamheten ändras? Klimatskärmarna för lokalbyggnader har ju mindre inverkan på energianvändningen än bostäder på grund av internvärmen, att det ofta är större byggnader med gynnsammare förhållande mellan omslutningsarea
och volym med mera.
Tappvarmvattenanvändning är en beteendestyrd post som ingår i BBR-kraven, troligen mest av praktiska mättekniska skäl, till skillnad från hushållsel som inte ingår. Onormal tappvarmvattenanvändning,
vädring och så vidare kan korrigeras för i särskild utredning.
En viss förskjutning av energianvändning mot hushållsel kan ses i vissa byggnader, vilket egentligen
borde korrigeras för, men mätningar som underlag saknas ofta. Detta gäller till exempel komfortgolvvärme i badrum och eftervärmning av tilluften till lägenheter.
I figur 12.3 visas total tillförd energi (inklusive hushållsenergi) för bostadsbyggnaderna och motsvarande
för lokalerna visas i figur 12.4. För bostäder innebär det att skillnaderna mellan byggnaderna delvis jämnas ut jämfört med figur 12.1. Husen med värmepumpar ser här bättre ut än vad deras klimatskärmars
egenskaper är. Detta regleras i BBR med de särskilda kraven för elvärmda byggnader, under vilka byggnaderna i Sandgrind, Garnsviken och Järinge faller om de skulle byggas idag.
61
Figur 12.3. Hushållselanvändning i bostadsbyggnaderna i förhållande till totalt tillförd energi. Här ingår
även solvärme för Oxtorget, Hamnhuset och Järinge.
Figur 12.4. Verksamhetselanvändning för lokalbyggnaderna i förhållande till total tillförd energi.
Energistatistik
Kommer vi att kunna ha någon jämförbar energistatistik i framtiden? Det finns många faktorer som
försvårar en jämförelse mellan olika byggnader, nedan ges några exempel.
Den tempererade arean enligt BBR, Atemp, används men för befintliga byggnader mest som konverterad area, vilket kan vara mer eller mindre missvisande. Internt i fastighetsbolagen används vanligen
fortfarande bostads- och lokalarea, BOA och LOA.
Hur många fastighetsägare kommer att utföra korrektion för gemensamhetstvättstugor i flerbostadshus? Detta gäller även avdrag för motorvärmare, markvärme och belysning på tomtmark, samt tillägg
62
för uppvärmningskällor som anslutits till hushållsel, exempelvis golvvärme i badrum och eftervärmning
av tilluft. Om korrektioner genomförs, var redovisas storleken – kommer avdragen och tilläggen att
påverka vilken utrustning som sätts in?
Ska vi korrigera statistiken för värmepumpar och kylmaskiner, eller ska dessa byggnader ligga bättre
till i energiprestanda?
Det finns heller inte någon geografisk korrektion för att kunna jämföra byggnader i olika delar av landet.
Trots nya definitioner har jämförelser mellan byggnader försvårats:
• Atemp – Konverterad eller uppmätt. BOA och LOA
• Korrektion för gemensamhetstvättstugor till hushållsel ?
• Avdrag för markvärme, utebelysning, motorvärmare
• Tillägg för värme ansluten till hushållsel, elvärmda badrumsgolv, eftervärmare på tilluft med mera
• El till värmepumpar och kylmaskiner
• Geografisk korrektion?
Byggnaders beständighet
Är de redovisade goda exemplen på byggnader att anse som ”teknikjulgranar”? Vad händer med tiden
i dessa ur ett förvaltarperspektiv? Vilka bekymmer kan förutses för byggnader som lämnas över till en
bostadsrättsförening?
De redovisade exemplen har nästan genomgående mycket välisolerade och relativt lufttäta klimatskärmar, vilket gör dem relativt sett mindre känsliga för variationer i brukarbeteende samt störningar och
problem med installationerna. Vissa av byggnaderna har även robusta installationssystem, där stabil
drift prioriterats högre än maximal prestanda. Exempel på motsatsen finns också.
En fråga man bör ställa sig vid utformningen av nya byggnader är vilka låsningar för förändringar som
skapas redan från början. Detta är mycket tydligt idag när vi står inför genomgripande åtgärder i det
befintliga beståndet. Byggnader med påkostad utformning eller ytskikt får oftast inte förvanskas. Hur
kommer man i framtiden att betrakta dagens glasbyggnader?
Nya metoder och material är spännande och utveckling kräver ofta att man tänker i nya banor, men
man måste också betrakta nyheter med sund skepsis – speciellt om fantastiska resultat utlovas. Avkräv
därför tillverkare och marknadsförare mätvärden uppmätta enligt godkända mätmetoder. Lita inte på
egenhändigt utformade metoder eller beräkningar.
63
Framtidsfrågor
Utvecklingspotential
Inom nedanstående delområden bedöms utvecklingspotential finnas.
Klimatskärm:
• Fönsterglas
• Isolermaterial
• Köldbryggor
• Täthetsmätning för lägenheter
Värme och tappvarmvatten:
• Värmedistribution för små värmebehov
• Tappvarmvatten återvinning – VVC
• Värmepumpar
• Solvärme
Komfortkyla:
• Utveckling mot minskad internvärme
• System för frikyla (vatten, sol, med mera)
Ventilation:
• Idrifttagning och uppföljning av luftflöden och verkningsgrader på aggregat
• FTX-installation i befintliga flerbostadshus
Hur ska myndigheterna styra för att få bra hus?
Systemskiftet med nya byggregler och energideklarationer har medfört en förändring för nyproducerade byggnader, och ett ökat intresse för åtgärder i befintlig bebyggelse. Den svåra uppdelningen
mellan fastighetsenergi och verksamhetsenergi medför svårigheter med bokföring och verifiering, när
olika poster ska dras av och läggas till. Detta medför en risk att byggnadernas systemutformning delvis
anpassas till regelverket. Reglerna bör styra för att ge så bra förutsättningar som möjligt för brukarna
att åstadkomma låg användning av uppvärmningsenergi, tappvarmvatten, kyla och el. De höga kraven
på energieffektivitet ställer stora krav på precision i utförandet vad gäller både byggnad och installationer. Dessutom ökar kraven på uppföljning och väl genomförda mätprogram. Verifiering av nya byggnader kan ske med standardiserad mätning mot schabloner, till exempel enligt Sveby-programmet.
Byggreglernas mått är idag relativt grovt och byggnader anpassade till vissa intensiva verksamheter har
idag lätt att uppfylla kraven. En differentiering av kraven för lokaler skulle medföra en energibesparing.
Kan lokaler med olika verksamhet samförläggas så att synergieffekter uppstår?
Hur kommer dagens produktion av byggnader stå sig år 2050? Vi kan redan anta att energianvändningen kommer att halveras jämfört med nuvarande kravnivåer. Kommer dagens Passivhus eller motsvarande att vara standard, eller kommer utvecklingen att gå fortare?
64
Hur ska myndigheterna styra för att energisparåtgärder ska bli genomförda i stor skala?
En stor utmaning är att uppnå halveringsmålet till år 2050. Detta kommer att kräva mycket stora åtgärder i bebyggelsen, och det är nödvändigt att passa på tillfället att ordentligt uppgradera de byggnader som har behov av ombyggnad eller större underhållsåtgärder. Ombyggnadsregler kommer att
införas, troligen under 2011. Dyrare åtgärder, till exempel på klimatskärmen, kan ha svårt att uppnå
fastighetsekonomisk lönsamhet, även om samhällsvinsten är tydlig. Eftersom många åtgärder på klimatskärmen har lång livslängd, kan och bör ett långt tidsperspektiv och livscykeltänkande användas.
Genomförda åtgärder borde även kunna medföra en högre köpeskilling vid en eventuell försäljning. Då
fastighetsägaren själv eller tilltänkta hyresgäster har miljömål eller krav såsom GreenBuilding kan det
innebära att omfattningen på åtgärderna styrs av de specificerade energikraven.
Trots livscykeltänkande och en tro på reala energiprisökningar samt försiktiga avkastningskrav, kan
åtgärder som medför en halvering av energianvändningen vara svåra att motivera och ett stöd från
myndigheter kan vara nödvändigt för att öka antalet åtgärdade byggnader. Högre investeringskostnader kan motiveras om de i förhållande till sin merinvestering ger en betydande besparing av driftkostnaden.
Hur ser de framtida energipriserna ut för fjärrvärme och el? Det är viktigt att ha bra prognoser på prisutvecklingen, även om många parametrar är osäkra, eftersom vi i LCC-kalkyler intecknar den framtida
energiprisökningen i lönsamhetsberäkningen. I figur 12.5 visas medelvärden på prisutvecklingen på el
och fjärrvärme de senaste 15 åren jämfört med konsumentprisindex.
Figur 12.5. Historisk prisutveckling på el, fjärrvärme m.m. jämfört med konsumentprisindex.19
19 Fastigheten Nils Holgerssons underbara resa inom Sverige – en avgiftsstudie för år 2009. Fastighetsägarna, HSB, Riksbyggen, SABO, Hyresgästföreningen.
65
Minimera uppvärmningsbehov utan kylinstallationer
Låg energianvändning ger sannolikt bättre ekonomi för fastighetsägare och en säkerhet mot framtida
energiprisutveckling. Återvinning på ventilationen kommer att vara nödvändigt för att nå sparmålen.
Kommer vårt minskande värmebehov och därmed ökande risk för förhöjd innetemperatur medföra
att vi börjar installera komfortkyla i bostäder? Man kan se en tänkbar parallell med utvecklingen av
komfortkyla i bilar. Det som ansågs om lyx i början på 90-talet är standard idag. Det finns en uppenbar
risk att krav på komfortkyla kommer att ställas av bostadskonsumenter. Kylinstallationer kan möjligen
motiveras ur ett hållbarhetsperspektiv om det kan ske med lokalt förnybar flödande energi, till exempel
sol.
Möjlighet att använda kylstrategier för bostäder?
Kyla är nog ett av de installationstekniska områden där det finns störst utvecklingspotential, framför allt
när det gäller att använda nya energikällor för kyla, till exempel mark, vatten och daggpunkt. Det krävs
ett distributionssystem som är anpassat därefter. Hur påverkar distributionssystemet möjligheten att
byta energikälla för kylan i framtiden? Samma princip som för vattenburen värme som utnyttjar låga
systemtemperaturer och avgivning över stora ytor? Utformning av distributionssystem och slutapparater beror på vilka systemtemperaturer man väljer. Det är en fördel om byggnadsstommen är skild
från kylinstallationerna, det vill säga om ingjutna rörsystem undviks, eftersom installationer har kortare
livslängd än byggnadsstommen och måste kunna bytas ut flera gånger.
Ska luft eller vatten användas som distributionsmedel av värme och kyla i byggnader? På grund av att
en vätska har högre densitet än luft kan den med samma volym bära en större mängd energi. Att transportera en viss energimängd via en vätska istället för via luft kräver av den anledningen mindre volym
och därmed mindre energi. Elbehovet är alltså mindre i vattenburna system.
Att distribuera ut kyla i en byggnad med hjälp av vatten tar liten plats vilket kan vara avgörande vid
ombyggnad. Om ventilationssystemet har tillräckligt stora flöden för att klara effektbehovet används
det ofta som distributionsmedel för lokaler. Luft är därför möjligt vid mindre värmebehov.
Begränsningar med båda systemen är med vilka mängder och vid vilka temperaturer som luften kan
tillföras rummet utan att det blir obehagligt för brukarna. Nu finns det don på marknaden som har stor
inblandning av rumsluft för att minska risken för drag. Med låga värme- och kylbehov behöver flödena
heller inte vara så stora.
Vilka erfarenheter och system kan lånas från lokalsidan till bostadssidan? Solskydd med markiser och
solskyddsglas kan användas tillsammans med arkitektonisk utformning.
Minskad konsumtion eller ökad försörjning?
En framtida knäckfråga är utvecklingen i fjärrvärmenäten jämfört med byggnaderna. Energimålen,
med en halvering av energianvändningen till 2050, kommer att minska värmeunderlaget och gör fjärrvärmenäten överdimensionerade, vilket till viss del kan kompenseras med förtätning.
66
Fjärrvärmebolagen genomför nu en omställning med utbyggnad av biobränsleeldad kraftvärme,
vilket medför att de även blir elleverantörer. Risk finns för framtida överskott på el alternativt att fjärrvärmenäten inte räcker till för att kyla bort värmen från elproduktionen. I det senare läget kommer
incitament för energieffektivisering att minska eller utebli, och resursanvändningen öka. Hur långt
räcker biobränslena? Vilken energimix kommer att gälla? Nuvarande framtidsscenarier på energimixer
behöver ses över mot bakgrund av ovanstående förutsättningar.
Kommer nybyggnadsområden att ansluta sig till fjärrvärme om inte anläggningskostnaderna och distributionsförlusterna anpassas till mindre energitäthet? Idéer om enklare lågtempererade fjärrvärmenät
har provats tidigare - dags att återanvända?
Att få fullständig balans mellan hållbar energiproduktion och användning är kanske en utopi – men vi
måste fortsätta att utveckla energieffektivare byggnader!
67
Layout och formgivning: Fantasiskafferiet 2011