5 GENOMFÖRANDE
5.3 IDA ICE- SIMULERING OCH KOSTNADSUTREDNING AV ALTERNATIV PROJEKTERING
I detta kapitel beskrivs tillvägagångssättet för de utförda IDA
ICE-simuleringarna med ett förbättrat klimatskal. Skillnaderna mellan den indata som används vid den ursprungliga projekteringen och det förbättrade
klimatskalet beskrivs. Slutligen beskrivs en utredning av kostnadseffektivitet samt de alternativa åtgärder som undersöktes.
5.3.1 Förbättring av klimatskal
För att uppnå högre energieffektivitet i klimatskalet och sänkta
transmissionsförluster utfördes vidare simuleringar. De nya simuleringarna utforskade vad ändringar av klimatskalets respektive delar (omslutande väggar, vindsbjälklag och bottenplatta) skulle innebära för de lokala transmissionsförlusterna genom den specifika byggnadsdelen.
Simuleringarna utgick från den ursprungliga projekteringen, sedan sänktes respektive byggnadsdels U-värden genom att öka isoleringsmängden. Varje byggnadsdel ändrades och nya simuleringar utfördes stegvis för att kunna undersöka hur isoleringseffektiviteten påverkas per extra mängd isolering.
De isoleringstjocklekar som undersöktes var 270-870 mm mineralull för ytterväggarna, 500-800 mm lösull för vindsbjälklaget och 300-600 mm EPS för bottenplattan.
Ändringarna i byggnadsdelarnas isoleringstjocklekar gjordes i ”Default-värdet” för den berörda byggnadsdelen. Det gjordes för att göra
arbetsmomentet så tidseffektivt som möjligt. Det utfördes även simuleringar med fokus på att sänka transmissionsförlusterna från byggnadens fönster och ytterdörrar.
De U-värden för fönsterkonstruktioner som simulerades var 0,9, 0,8 och 0,7 W/m2K. De fönster som ingick i den ursprungliga projekterade byggnaden var öppningsbara fönster i trä/aluminium vars U-värde var 0,9 W/m2K för hela fönsterkonstruktionen.
De U-värden för dörrkonstruktioner som simulerades var 1,5, 0,97 och 0,72 W/m2K. Dörrarna från den ursprungliga projekteringen var glasade
ytterdörrar från leverantören SWEDOOR, dessa hade ett U-värde på 1,5 W/m2K.
Transmissionsförluster genom fönster är höga i förhållande till deras procentuella andel av ett klimatskals totala omslutande area. Därför
undersöktes det hur transmissisonsförlusterna genom fönsterna påverkas när den procentuella fönsterandelen sänks. Byggnadens ursprungliga
procentuella fönsterandel som var 8 % sänktes till 7 %.
5.3.2 Utredning av kostnadseffektivitet
Genom att utvärdera resultaten från simuleringarna i avsnitt 5.3.1 avgjordes sedan vilka konstruktionslösningar som var mest kostnadseffektiva.
Kostnadseffektiviteten beräknades genom att ställa investeringskostnaderna för varje konstruktionsexempel mot kostnaden för den mängd energi som byggnadsdelen förlorar årligen i transmissionsförluster. Det gjordes över ett spann på 50 år vilket motsvarar byggnadens livslängd. Investeringskostnader för varje konstruktionsexempel beräknades med följande riktpriser, se Tabell 9. Samtliga kostnadsberäkningar har gjorts enligt 2017 års penningvärde.
Tabell 9: Riktpriser material.
Materialtyp Kostnad per m2 [kr] Källa
50 mm mineralull 29,74
Wikells (2016)
50 mm lösull 22,33
50 mm cellplast 29,05
Träreglar 45x170 c600 76,83
Eftersom samtliga materialpriser som användes för att beräkna de totala investeringskostnaderna fanns tillgängligt per m2 beräknades först varje isoleringsmängds investeringskostnad per m2. För vindsbjälklag och grund innefattade ändringarna i isoleringstjocklek endast en ökning för respektive byggnadsdels isoleringsmaterial. Ytterväggarna som innehåller reglar, beräknades enligt Tabell 10. Mängden reglar per m2 väggkonstruktion bestämdes genom att dividera mineralullstjockleken i regeltjockleken 170 mm. Genom att avrunda resultatet till närmaste heltal bestämdes således den teoretiska mängden reglar.
Tabell 10: Investeringskostnad per m2 yttervägg.
Tjocklek [mm] Investeringskostnad [kr/m2]
270 + ett regelskikt 195,8
370 + två regelskikt 332,1
470 + två regelskikt 391,6
570 + tre regelskikt 527,9
670 + tre regelskikt 587,4
770 + fyra regelskikt 723,7
870 + fem regelskikt 860,0
Byggnadsdelstypens area användes till att beräkna de totala
investeringskostnaderna för de olika isoleringstjocklekarna som simulerats.
För vindsbjälklaget och grunden användes byggnadens Atemp för denna beräkning. De totala investeringskostnaderna för ytterväggarna beräknades genom att skapa en väggförteckning som visade väggarnas totala
omslutande area i Revit. Den omslutande arean 554.8 m2 användes för att beräkna de totala investeringskostnaderna för samtliga
ytterväggsisoleringstjocklekar.
Diagram upprättades som visade total kostnad per byggnadsdelstyp och isoleringstjocklek. Det gjordes genom att beräkna de totala
energikostnaderna per konstruktionsdel.Det årliga energibehovet från simuleringarna i avsnitt 5.3.1multiplicerades med energikostnaden 1,08 kr/kWh. Energikostnaden som användes är ett riktvärde från en tidigare projektering utförd av WSP (WSP, 2017).
Diagrammen studerades för att avgöra vilka isoleringstjocklekar som var optimala för klimatskalet ur energianvändnings- och kostnadssynpunkt. För att kunna väga olika individuella konstruktionsalternativ mot varandra beräknades kostnad per kWh för konstruktionerna.
5.3.3 Kostnadseffektivt klimatskal
Utifrån det utredda kostnadseffektiva klimatskalet byggdes en IDA ICE-simuleringsfil genom att ändra byggnadens ”Default-värden”. Därefter utfördes en slutlig simulering för att ta reda på byggnadens totala Um-värde, totala transmissionsförluster genom de olika byggnadsdelarna samt hur dessa påverkar byggnadens specifika energiförbrukning.
5.3.4 Alternativa åtgärder
Det undersöktes även hur andra parametrar kan alterneras för att minska byggnadens specifika energianvändning.
Den första parametern som undersöktes var köldbryggor. Efter att ha studerat resultaten från simuleringen av det kostnadseffektiva klimatskalet gjordes en alternativ simulering med fokus på transmissionsförluster från köldbryggor. Simuleringen utfördes genom att ändra inställningarna under fliken köldbryggor i IDA ICE. Alla värden under fliken ändrades för att motsvara betyget “bra” enligt IDA ICE, se värden i Bilaga 7. Därefter jämfördes simuleringens resultat med värden från det kostnadseffektiva klimatskalets simulering.
En ytterligare alternativ parameter som undersöktes var värmeåtervinning. I simuleringen av den befintliga projekteringen användes verkningsgraden 80
% som indata för inställningen byggnadens FTX-system. Verkningsgraden ändrades i inställningarna för luftbehandlingssystem i IDA ICE från 80 % till 90 %, därefter startades en ny energisimulering.
Genom att använda beräkningsexempel från en rapport av Edvinsson et al.
(2014) undersöktes möjligheten att använda solceller för att sänka
byggnadens specifika energianvändning. För den mängd solenergi som kunde produceras i anslutning till byggnaden gjordes en översiktlig
beräkning, för att visa de teoretiska investeringskostnader som krävdes för att bygga ett system som kunde tillgodose byggnadens fastighetsel.
Den totala energimängd som solcellerna måste producera per år för att tillgodose byggnadens behov av fastighetsel beräknades genom att multiplicera byggnadens beräknade fastighetsel per m2 med byggnadens Atemp.
Energiproduktionen från effekten 1 kW antogs i beräkningarna vara 950 kWh per år. För att beräkna hur stor effekt som krävdes för att producera det beräknade energibehovet så dividerades energibehovet med den antagna producerade energimängden för 1 kW. Effekten 1 kW kräver ca 7 m2 solceller. Genom att multiplicera det beräknade effektbehovet med antalet m2 solceller per producerad kWh så kunde den totala ytan solceller som behövdes beräknas.
En kostnadsberäkning gjordes för att avgöra den totala
investeringskostnaden för ett startklart solcellssystem. Detta gjordes genom att multiplicera kostnaden för ett solcellsystem som kan producera effekten 1 kW med det beräknade effektkravet för byggnaden. Kostnaden per
producerad kWh beräknades genom att dividera de beräknade
investeringskostnaderna med den totala mängden energi som produceras under solcellernas livslängd.