Energianvändning

Energianvändningen i byggnader är något som blir mer och mer aktuellt. Eftersom en stor del av den totala energianvändningen i Sverige används i byggnader ställs idag hårda krav på nybyggnader. Målet i EU är att alla nybyggnader från och med år 2021 ska vara nära-nollenergibyggnader. De nya kraven kommer gälla offentliga byggnader redan år 2019 (Regeringskansliet, 2015). De nya kraven visar på hur aktuellt ämnet är samt att det ligger högt upp på den politiska agendan.

Kraven som finns vid nybyggnad bör enligt BBR även eftersträvas vid ombyggnad. Vid om-byggnader och renovering måste även den befintliga byggnaden tas hänsyn till vilket gör att antalet parametrar ökar och blir mer komplicerade. Det blir alltså mer och mer viktigt att för-stå hur en byggnad fungerar och vad energianvändningen beför-står av och påverkas av. Nedan beskrivs en byggnads energibalans, hur den beräknas och vilka parametrar som ingår.

2.6.1 Energibalans

En byggnads energibalans består av bidrag från de system som dels kräver energi, dels tillför energi. Ekvationen för en byggnads energibalans beskrivs av: (Abel & Elmroth, 2012).

Där är transmissionsförluster

är luftläckageförluster

33

är värme som kan återvinnas i till exempel värmeväxlare, avloppsvärmeväxlare m.m.

är personvärme och värme från maskiner m.m.

är energitillskott från solinstrålning. Beror på fönsternas storlek och fönsterglasets egen-skaper.

Storleken på posterna i energibalansen för en byggnad skiljer sig mycket åt beroende på hu-sets konstruktion samt vilka installationer som finns. Det är ofta stora skillnader mellan gamla och nya byggnader. För äldre byggnader är generellt sett posterna för uppvärmning och varm-vatten störst. För nya, välisolerade byggnader, blir istället posterna som behandlar installa-tionsutrustning och hushållsel de största.

Energibalansen kan förenklas genom att slå ihop delar av ekvationen. Förenklingen ger istället posterna; uppvärmning, komfortkylning, tappvarmvatten, ventilation, hushållsel och fastighet-sel. Begreppen förklaras närmare nedan. I Figur 2-17 nedan visas de olika poster som påver-kar en byggnads energianvändning, hushållsel finns dock inte representerat.

Figur 2-17: De olika posterna i en byggnads energianvändning (Boverket, 2008).

Uppvärmning

Den energi som används till uppvärmningen av en byggnad går främst åt till att täcka trans-missionsförlusterna, luftläckage genom klimatskalet samt distributionsförluster. Energibeho-vet för denna post minskas dock av personvärme, värmeväxlare och solinstrålning. Figur 2-18 visar hur stor del av uppvärmningen som används till olika poster.

34

Figur 2-18: Uppvärmningens olika delar (Energimyndigheten, 2015).

Transmissionsförluster är den värme som läcker ut genom byggnadens klimatskal. Värme-transportens storlek beror på temperaturskillnaden mellan ute och inne samt hur välisolerad konstruktionen är. Ekvationen för transmissionsförluster tar hänsyn till konstruktionens U-värde, antalet gradtimmar samt arean enligt:

Där är U-värdet för byggdelen [W/m²K]

är arean för byggdelen [m²]

är gradtimmar [°Ch]

är transmissionsförluster Luftläckageförluster

Otätheter i ett hus skapar luftläckage, även vädring bidrar till denna post. Läckaget innebär att en större mängd kall uteluft måste värmas upp och därmed ökar energianvändningen.

Distributionsförluster

Förluster i byggnadens installationer. Dessa förluster beror främst på ledningarnas längd, iso-leringsgrad och regleringssystem.

Kylning

Normalt sätt finns ingen aktiv kylning installerad i bostadshus. Oftast behövs kylning främst i kontorsbyggnader där det finns stora höga internlaster i form av personer och maskiner samt mycket glasytor som kan släppa in solstrålning.

Tappvarmvatten

Uppvärmning av tappvarmvatten ökar energianvändningen och kan vara mycket varierande eftersom denna post styrs av människors beteende. Energianvändningen för varmvatten beror till viss del även på utformningen av hushållets installationer och maskiner.

35 Ventilation

För att värma uteluften innan den pumpas in i byggnaden som tilluft används en del energi. I ett hus med styrd ventilation kan det därför bli väldigt viktigt att dimensionera ventilations-flödena rätt för att undvika att använda mer energi än nödvändigt.

Fastighetsel

Energin som används till byggnadens system, till exempel pumpar, fläktar och hissar.

Hushållsel

Hushållselen består av den el som används för apparater som brukarna använder, till exempel spis, kylskåp, lampor m.m.

2.6.2 Specifik energianvändning

För att på ett bättre sätt kunna jämföra olika byggnaders energianvändning med varandra an-vänds begreppet Specifik energianvändning . I en byggnads Specifika energianvändning inkluderas varken hushållsenergi eller verksamhetsenergi vilket ger ett värde mindre styrt av brukarvanor. Den Specifika energianvändningen fördelas på den uppvärmda arean, , och har enheten [kWh/m², år] (Boverket, 2015 c).

De myndighetskrav som ställs på en byggnads energianvändning gäller den Specifika energi-användningen och beräknas enligt: (Boverket, 2015 c).

[kWh/m²,år]

Där är den specifika energianvändningen fördelar energin på den uppvärmda arean

är den uppvärmda arean

är byggnadens energianvändning och beskrivs enligt ekvation:

Där är energin som krävs för att värma upp byggnaden

är eventuell komfortkyla för att kyla ner byggnaden

är energin för uppvärmning av tappvarmvatten

är fastighetsenergi (fläktar, pumpar, trapphusbelysning m.m.)

2.6.3 Framtida energikrav

För att få ett mer energieffektivt byggande i Europa har direktiv med nya energikrav för byggnader tagits fram. Kraven innebär att alla nya byggnader i Europa ska vara nära-nollenergibyggnader från och med år 2021. En nära-nollenergibyggnad definieras som en

36

byggnad med hög energiprestanda och en stor mängd tillförd energi från förnybara energikäl-lor.

I Sverige har Boverket i uppgift att föreslå vilken innebörd en nära-nollenergibyggnad ska ha när det gäller energiprestanda. Ett förslag i form av rapporten "Förslag till svensk tillämpning av nära-nollenergibyggnader" lades fram i juni 2015. Här definieras dels vilken energimängd som ska räknas in i energianvändningen, dels hur hög den specifika energianvändningen ska vara.

Boverkets förslag på nya krav för specifik energianvändning i nära-nollenergibyggnader be-skrivs i Tabell 2-3 (Boverket, 2015 b).

Tabell 2-3: Specifik energianvändning för nära-nollenergibyggnader.

Typ av byggnad Flerbostadshus, ej eluppvärmda

"Byggnader ska utformas så att fukt inte orsakar skador, lukt eller mikrobiell växt som kan påverka hygien eller hälsa", så står det i BBR-kraven för ändring av byggnader (Boverket, 2015 c). För att uppfylla dessa krav behövs alltid fuktsäkerhet finnas i åtanke när material och konstruktionens utformning väljs. Fukt på fel ställen i konstruktionen kan skapa flera olika problem, bland annat mögel, röta och illaluktande material.

2.7.1 Fuktkällor

Det finns en rad anledningar till varför för höga fukthalter uppstår i en konstruktion. När det gäller takkonstruktioner kan den fuktiga inomhusluften ta sig in i konstruktionen, regn eller snö kan läcka in, byggfukt kan finnas kvar och installationer kan läcka. Fukten bör alltså både förhindras att ta sig in och säkerställa att den kan torka ut om den väl gör det.

Regn och snö

Inläckage av regn och snö är starkt beroende av byggnadens placering och utseende. Dessa fuktkällor kan spela en stor roll vid dels dimensioneringen av byggnadens bärighet och dels fuktsäkerhetsprojekteringen. När det gäller takkonstruktioner ska taktäckningen vara vattentät och ventilationsintag placerade så att snö inte kan blåsa in. En annan viktig aspekt är takav-vattningen, denna måste dimensioneras för att klara regnintensiteten på orten (Elmarsson &

Nevander, 2006).

Luftfukt

Fukten i luften är en annan fuktkälla som kan skapa problem. Denna fukt kan mätas dels i relativ fuktighet ϕ [%], dels i vattenånghalt v [kg/m³]. Vattenånghalten beskriver hur mycket fukt det finns i luften. Den relativa fuktigheten beskriver kvoten mellan den aktuella ånghal-ten v, och mättnadsånghalånghal-ten vid en given temperatur, vs.

Utomhus varierar ånghalten mycket över året. Ånghalten är hög på sommaren och låg på vin-tern. Den relativa fuktigheten varierar inte lika mycket. På grund av variationerna i