Lönsamhet vid olika värmegenomgångskoefficienter
5.1 Ramverket och fallstudie Staketgatan 9, Gävle
Fallstudiens resultat visade att samtliga undersökta värmeisolerande puts (med olika andelar Z1) blir ekonomiskt lönsamma för byggnaden på Staketgatan 9, Gävle. Eftersom fallstudien inte tar hänsyn till underhållskostnader eller restvärde (se 3.1 indata) bestäms lönsamheten av energikostnadsbesparingspotentialen för väggen och merkostnaden, dvs kostnaden för en värmeisolerande puts i jämförelse med kostnaden för en kalkcementputs. Att lönsamheten bestäms av materialets energikostandsbesparing och investeringskostnad är gynnsamt för värmeisolerande puts baserat på Z1 och kalkcementputs, eftersom Z1 har en låg kostnad (i jämförelse med andra material) och en god isoleringsförmåga.
Fallstudiens resultat visar att samtliga undersökta värmeisolerande puts är lönsamma. När fallstudiens merkostnad och värmekonduktivitet prövades i ramverkets kostnadstak
överensstämde resultaten inte till 100 %. Enligt lönsamhetsjämförelsen är en värmeisolerande puts med 20 % Z1 och 80 % kalkcementputs inte ekonomiskt lönsam för en vägg med
värmegenomgångskoefficienten 0,8 W/m2×K, vilket resulterar i att resultaten inte stämmer överens. Jämförelsen visar att lönsamheten för olika värmeisolerande puts avstannar när värmekonduktiviteten är ca 0,63 W/m×K, dvs när fallstudiens merkostnad överskrider ramverkets kostnadstak (se fig. 31). Att resultatens inte stämmer överens kan bero på
resultatens olika beräkningsmetoder. Ramverkets ekvationer baseras på kommunens (Gävles) gradtimmar, vilket kan resultera i vissa felkällor eftersom gradtimmar endast beskriver hur många timmar en byggnad måste värmas upp under ett års tid. Antalet gradtimmar är en generell metod som inte tar hänsyn till en specifik byggnads egenskaper. I fallstudien används
överensstämmer till 100 %. Viktigt att notera är att skillnaden mellan resultaten är relativt liten.
Detta innebär att ramverket kan användas som en kostnadsmall, som visar värmeisolerande puts maximala merkostnad vid olika värmekonduktiviteter.
I fallstudien användes Comsol Multiphysics 5.1 för att skapa en beräkningsmodell för respektive värmeisolerande puts samt för traditionell kalkcementputs. Utifrån modellerna beräknades blandningarnas värmeflöde och värmekonduktivitet. I undersökningen gjordes endast en modell för respektive värmeisolerande puts, vilket kan påverka slutresultatet (för mer faktorer som kan påverka slutresultatet, se 4.4 känslighetsanalys fallstudie Staketgatan 9, Gävle). Om en
värmeisolerande puts baserad på Z1 och kalkcementputs skulle blandas i verkligheten skulle Z1 kornens storlek och placering variera, vilket bidrar till att värmekonduktiviteten förändras. Det skulle även krävas diverse bindemedel för att kunna applicera den nya värmeisolerande putsen på en byggnads fasad. Detta innebär att den beräknade värmekonduktiviteten ska beaktas som teoretisk värmekonduktivitet. För att få en korrekt uppfattning av de undersökta Z1 och kalkcementputs blandningarnas värmekonduktivitet krävs laboratorium undersökningar, där materialet blandats och värmekonduktiviteten uppmäts.
5.2 Förbättringspotential
I en studie av Brunner, Ghazi Wakili, Stahl & Zimmermann, & (2012) undersöktes potentialen att blanda aerogel med tjockputs. I experimentet fick den nya värmeisolerande putsen en värmekonduktivitet på 0,025 W/m×K. Materialet Aerogel har en värmekonduktivitet som varierar mellan 0,01–0,04 W/m×K, vilket kan jämföras med Quartzenes värmekonduktivitet som varierar mellan 0,024 – 0,06 W/m×K. Eftersom värmekonduktiviteterna inte skiljer sig väsentligt borde det gå att minska Z1 och kalkcementputs blandningens värmekonduktivitet.
Möjligheten att förbättra värmekonduktiviteten är intressant eftersom lönsamheten bestäms av merkostnaden och energikostnadsbesparingspotentialen. Sambandet mellan merkostnaden och energikostandsbesparingen visar att lönsamheten skulle öka vid en ökad värmekonduktivitet.
6 Slutsats
Med en ökad andel Z1 blandat i kalkcementputs ökar merkostnaden för investeringen medan energikostnaderna minskar. Detta beror på att en högre andel Z1 i blandningen resultera i en lägre värmekonduktivitet och värmegenomgångskoefficient. Om värmekonduktiviteten minskar ökar energikostandsbesparingen, vilket bidrar till att högre merkostnad i ramverket tillåts.
Ramverket visar att ytterväggarnas värmegenomgångskoefficienter har stor betydelse, där en högre värmegenomgångskoefficient skapar en större energikostnadsbesparingspotential.
Resultatet illustrerar att en högre andel Z1 är gynnsamt eftersom merkostnaden för Z1 är relativt låg. Av detta kan tre viktiga slutsatser dras:
• Att Z1 och kalkcementputs blandningar har störst potential hos byggnader med en hög värmegenomgångskoefficient.
• Att Z1 och kalkcementputs blandningar har störst lönsamhet vid låga värmekonduktiviteter.
• Att energieffektivisering av en q-märkt byggnad i Gävle, med en värmeisolerande puts baserad på Z1 och kalkcementputs är ekonomiskt lönsamt.
Referenser
Adamczyk, J., & Dylewski, R. (2013). The ecological and economic analysis of using
Thermopor plaster for thermal insulation. Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie, nr 34 (106). Hämtad från http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-88266aa6-7e2b-485a-9f06-b0a6f1f9c86d
Aerogel. (2016). En bolagsbeskrivning av Svenska Aerogel Holding AB. Hämtad 2017-05-22, från http://www.aerogel.se/en/wp-content/uploads/sites/2/2016/11/Bolagsbeskrivning-Svenska-Aerogel-Holding-AB.pdf
Aerogel Technologies, LLC. (2017). Enova® Aerogel IC3110 Particles. Hämtad 2017-04-13, från http://www.buyaerogel.com/product/enova-aerogel-ic3110/
Afriyie, E. T., Karami, P., Norberg, P., & Gudmundsson, K. (2014). Textural and thermal conductivity properties of a low density mesoporous silica material. Energy and Buildings, 75, 210–215. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.02.012
Barbero, S., Dutto, M., Ferrua, C., & Pereno, A. (2014). Analysis on existent thermal insulating plasters towards innovative applications: Evaluation methodology for a real cost-performance comparison. Energy and Buildings, 77, 40–47.
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.03.037
BFS 2016:6 Boverkets byggregler (föreskrifter och allmänna råd), BBR. [Elektronisk]. Karlskrona.
Boverket.
Bianco, L., Serra, V., Fantucci, S., Dutto. M,m & Massolino, M. 2015). Thermal insulating plaster as a solution for refurbishing historic building envelopes: First experimental results:
Energy and Buildnings, 86-91.
https://doi-org.webproxy.student.hig.se/10.1016/j.enbuild.2014.11.016
Brunner, S., Ghazi Wakili, K., Stahl, T., & Zimmermann, K. (2012). Thermo-hygric properties of a newly developed aerogel based insulation rendering for both exterior and interior
applications. Energy and Buildings, 44, 114–117.
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.09.041
BV2. (u.å.). Varför BV2. Hämtad 2017-04-13, från http://www.bv2.se/9/Introduktion.php
Energimyndigheten. (2015). Energiläget 2015: En samlad bild över energiläget i Sverige. (Rapport 2015:08). Bromma: Energimyndigheten
GIA Sweden AB. (2016). Svenska Aerogel AB. Hämtad 2017-04-26, från http://giasweden.com/project/project-01/
Holm, D & Sandö, P. (2015). Energieffektivisering av kulturhistoriska byggnader. Stockholm: IVL Svenska Miljöinstitutet AB.
Jensen, L. (2008). Utetemperaturberoende årsenergibehov - Teoridel. Lund: Avd Installationsteknik, LTH, Lunds Universitet.
Liu, L., Rohdin, P., & Moshfegh, B. (2016). LCC assessments and environmental impacts on the energy renovation of a multi-family building from the 1890s. Energy and Buildings, 133, 823–
833. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2016.10.040
Länsstyrelsen. (2012). Energieffektivisering av flerbostadsfastigheter – Elva lokala exempel år 2012.
Gävle: Länsstyrelsen.
Markusson, P., & Persson, F. (2013). Beräkningsmodell för småhus : En statistiskt uppbyggd modell för beräkning av kostnads- och energieffektiva åtgärder för småhus. Hämtad från
http://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:634776
Miljömål. (2014). God bebyggd miljö. Hämtad 2017-04-26, från
http://www.miljomal.se/Miljomalen/Alla-indikatorer/Indikatorsida/Fordjupning/?iid=246&pl=1&t=Land&l=SE
Persson, K., Posse, G., & Rosner, M. (2007). Investeringsbedömning : En studie om
investeringsbedömningen i ett antal svenska tillverkande företag. Hämtad från http://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:4963
Sjöström, C. (2016). Workshop – Innovativa byggmaterial för hållbara hus [PowerPoint-presentation]. Hämtad 2017-05-22 från H-house:
http://www.h-house-project.eu/images/04_Documents/03_Presentation/161208_Workshop_ITB/161006_HHO _National%20workshop.pdf
Techno-gateway co. ltd. (2017). Svenska Aerogel. Hämtad 2017-04-26, från http://techno-gateway.com/en/svenska-aerogel/
Vesta Intracon b.v. (2017). Aerogel. Hämtad 2017-04-26, från http://giasweden.com/project/project-01/
Konduktivitet mix dputs [m] lekvivalent [W/m×K] Rekvivalent [m2K/W] U0 [W/m2K] R0 [m2K/W] Rputs [m2K/W] R0– Rputs
100% 0,025 0,028 0,893
90% 0,025 0,125 0,200 0,200 5,000 0,025 4,975
80% 0,025 0,222 0,112 0,400 2,500 0,025 2,475
70% 0,025 0,320 0,078 0,600 1,667 0,025 1,642
60% 0,025 0,417 0,060 0,800 1,250 0,025 1,225
50% 0,025 0,514 0,049
40% 0,025 0,611 0,041
30% 0,025 0,708 0,035
20% 0,025 0,806 0,031
10% 0,025 0,903 0,028
0% 0,025 1,000 0,025
Vid U=0,2 ursprungligen
lekvivalent [W/m×K] Rmix [m2K/W] Umix [W/m2K] Umix – U0 [W/m2K] Gradtimmar [°Ch/år] q [kWh/m2] Energipris[Kr/kWh] q*p [kr/m2] NUSreferensfall LCCenergi [Kr/m2]
0,028 5,868 0,170 0,030 96240,000 2,847 0,718 2,044 20,026 40,933
0,125 5,175 0,193 0,007 96240,000 0,650 0,718 0,467 20,026 9,343
0,222 5,087 0,197 0,003 96240,000 0,331 0,718 0,237 20,026 4,755
0,320 5,053 0,198 0,002 96240,000 0,203 0,718 0,146 20,026 2,915
0,417 5,035 0,199 0,001 96240,000 0,134 0,718 0,096 20,026 1,923
0,514 5,024 0,199 0,001 96240,000 0,091 0,718 0,065 20,026 1,302
0,611 5,016 0,199 0,001 96240,000 0,061 0,718 0,044 20,026 0,877
0,708 5,010 0,200 0,000 96240,000 0,040 0,718 0,028 20,026 0,568
P = energipris för fjärrvärme i Gävle= 0,718 kr/kWh LCCenergi = q*P*NUSreferensfall
Konduktivt ökas succesivt mellan 0,028 ( lZ1) < l < 1.0 ( lKC)
Ramverket - kostnadstaket för olika Z1 och kalkcementputs blandningar
Beräking av Rekvivalent & R0 - Rputs
Rmix = R0– Rputs + Rekvivalent Umix = 1/Rmix
q = (Umix – U0) * s
Vid U=0,4 ursprungligen
lekvivalent [W/m×K] Rmix [m2K/W] Umix [W/m2K] Umix – U0 [W/m2K] Gradtimmar [°Ch/år] q [kWh/m2] Energipris[Kr/kWh] q*p [kr/m2] NUS (Vid referensfall) LCCenergi [Kr/m2]
0,028 3,368 0,297 0,103 96240,000 9,920 0,718 7,123 20,026 142,636
0,125 2,675 0,374 0,026 96240,000 2,514 0,718 1,805 20,026 36,150
0,222 2,587 0,386 0,014 96240,000 1,301 0,718 0,934 20,026 18,700
0,320 2,553 0,392 0,008 96240,000 0,802 0,718 0,576 20,026 11,538
0,417 2,535 0,394 0,006 96240,000 0,531 0,718 0,381 20,026 7,638
0,514 2,524 0,396 0,004 96240,000 0,361 0,718 0,259 20,026 5,185
0,611 2,516 0,397 0,003 96240,000 0,243 0,718 0,175 20,026 3,499
0,708 2,510 0,398 0,002 96240,000 0,158 0,718 0,113 20,026 2,269
0,806 2,506 0,399 0,001 96240,000 0,093 0,718 0,067 20,026 1,332
0,903 2,503 0,400 0,000 96240,000 0,041 0,718 0,030 20,026 0,595
1,000 2,500 0,400 0,000 96240,000 0,000 0,718 0,000 20,026 0,000
Vid U=0,6 ursprungligt
lekvivalent [W/m×K] Rmix [m2K/W] Umix [W/m2K] Umix – U0 [W/m2K] Gradtimmar [°Ch/år] q [kWh/m2] Energipris[Kr/kWh] q*p [kr/m2] NUS (Vid referensfall) LCCenergi [Kr/m2]
0,028 2,535 0,395 0,205 96240,000 19,772 0,718 14,197 20,026 284,300
0,125 1,841 0,543 0,057 96240,000 5,478 0,718 3,933 20,026 78,765
0,222 1,754 0,570 0,030 96240,000 2,878 0,718 2,066 20,026 41,375
0,320 1,720 0,581 0,019 96240,000 1,787 0,718 1,283 20,026 25,693
0,417 1,702 0,588 0,012 96240,000 1,187 0,718 0,852 20,026 17,068
0,514 1,690 0,592 0,008 96240,000 0,808 0,718 0,580 20,026 11,611
0,611 1,683 0,594 0,006 96240,000 0,546 0,718 0,392 20,026 7,848
0,708 1,677 0,596 0,004 96240,000 0,354 0,718 0,254 20,026 5,095
0,806 1,673 0,598 0,002 96240,000 0,208 0,718 0,150 20,026 2,995
0,903 1,669 0,599 0,001 96240,000 0,093 0,718 0,067 20,026 1,339
1,000 1,667 0,600 0,000 96240,000 0,000 0,718 0,000 20,026 0,000
Vid U=0,8 ursprungligen
lekvivalent [W/m×K] Rmix [m2K/W] Umix [W/m2K] Umix – U0 [W/m2K] Gradtimmar [°Ch/år] q [kWh/m2] Energipris[Kr/kWh] q*p [kr/m2] NUS (Vid referensfall) LCCenergi [Kr/m2]
0,028 2,118 0,472 0,328 96240,000 31,550 0,718 22,653 20,026 453,645
0,125 1,425 0,702 0,098 96240,000 9,440 0,718 6,778 20,026 135,735
0,222 1,337 0,748 0,052 96240,000 5,032 0,718 3,613 20,026 72,354
0,320 1,303 0,767 0,033 96240,000 3,144 0,718 2,258 20,026 45,211
0,417 1,285 0,778 0,022 96240,000 2,096 0,718 1,505 20,026 30,137
0,514 1,274 0,785 0,015 96240,000 1,429 0,718 1,026 20,026 20,546
0,611 1,266 0,790 0,010 96240,000 0,967 0,718 0,694 20,026 13,907
0,708 1,260 0,793 0,007 96240,000 0,629 0,718 0,451 20,026 9,039
0,806 1,256 0,796 0,004 96240,000 0,370 0,718 0,266 20,026 5,317
0,903 1,253 0,798 0,002 96240,000 0,165 0,718 0,119 20,026 2,379
1,000 1,250 0,800 0,000 96240,000 0,000 0,718 0,000 20,026 0,000
Samanställning LCCenergi för olika Z1 och KC blandingar vid olika värmegenomgångskoefficienter LCCenergi, kostnadstak vid referensfallet [kr]
lekvivalent [W/m×K] 0,2 [W/m2K] 0,4[W/m2K] 0,6[W/m2K] 0,8[W/m2K]
0,028 40,9 142,6 284,3 453,6
0,125 9,3 36,1 78,8 135,7
0,222 4,8 18,7 41,4 72,4
0,320 2,9 11,5 25,7 45,2
0,417 1,9 7,6 17,1 30,1
0,514 1,3 5,2 11,6 20,5
0,611 0,9 3,5 7,8 13,9
0,708 0,6 2,3 5,1 9,0
0,806 0,3 1,3 3,0 5,3
0,903 0,1 0,6 1,3 2,4
1,000 0,0 0,0 0,0 0,0
Tillåtet kostnadstak baserat på energibesparing under fasads livslängd