Resultatdiskussionen tar upp den energimässiga besparingen och åtgärdernas praktiska tillämpbarhet, en känslighetsanalys baserad på att teknikdata varieras, hur tidsordningen för införandet påverkar synen på lönsamheten samt energiprestandakravet i förhållande till resultaten från beräkningarna.
6.2.1
Energimässig besparing och praktisk tillämpbarhet
I 1. Äldre småhus finns en luftläckning på 17 W/°C i grundutförandet medan 5. Nytt småhus läcker 5,7 W/°C vilket innebär en tre gånger högre luftläckning i det förstnämnda. Läckningarna motsvarar 7 % av 1. Äldre småhus totala förluster och 4 % av 5. Nytt småhus. Utöver
värmeförluster från läckningen har huset dessutom mycket stora transmissionsförluster på grund av de höga U-värdena i byggnadsdelarna.
Luftläckningen antogs i beräkningsunderlaget bli dubbelt så hög i ett hus med ett FTX-system än i ett hus med mekanisk frånluft. Andelen mekanisk frånluft minskar och övergår helt enkelt till luftläckning. Den effekten blir lite motsägelsefull när själva syftet med FTX-systemet är att ta tillvara på så mycket som möjligt av den mekaniska frånluften.
Temperatur, luftfuktighet och luftkvalitet bör hanteras av ett välfungerande ventilationssystem för att undvika att brukaren av huset förspiller värme genom att vädra med vidöppna fönster. När det gäller nya hus med ett tätare klimatskal är det desto viktigare att tillse att det finns en god och välfungerande ventilation.
Som tidigare nämnt av Joelsson och Gustavsson (2007) är valet av uppvärmningssystem viktigare än ett förbättrat klimatskal då det har en så pass mycket större påverkan på behovet av köpt energi. Resultaten i detta arbete är mycket lika deras resultat, med upp till ca 70 % förbättring efter installation med bergvärmepump.
När det gäller bergvärme kan det vara klokt att i samband med en installation även tillföra vattenburen golvvärme om investeringen görs i ett hus där vattenburna radiatorer saknas och behovet av ett golvbyte föreligger. I övrigt medför golvläggning och ett nytt
värmedistributionssystem en mycket stor investeringskostnad vilket måste beaktas. Fördelen med golvvärme är att den skulle möjliggöra en lägre framledningstemperatur i
värmedistributionssystemet så att en högre bergvärmefaktor kan erhållas. Golvvärme fungerar väl i hus med energieffektiva fönster och god lufttäthet, men när tätheten är sämre, såsom i gamla hus, kan kallras få en större påverkan på rummet än vid användning av radiatorer.
Att golvvärme kräver en låg framledningstemperatur är dess huvudsakliga fördel. En annan fördel är att värmen utgår från golvnivå (där det är som kallast), vilket ger en jämnare värmefördelning i rummet och bättre komfort för brukaren än med radiatorer.
Bergvärmepumpen är ett avancerat system som kräver underhåll och viss teknisk kompetens, egen eller inköpt. När sensorn larmar för fel kan det vara en utmaning för gemene småhusägare att veta vilka åtgärder som ska vidtas. Även FTX-systemet kräver underhåll och byte av filter för att fungera effektivt. Det är ett stort åtagande för en villaägare jämfört med ett hus med
fjärrvärme och självdrag.
Öman tar i sina föreläsningar (hösten 2018) upp nyttan av att överdimensionera borrhålet och bergvärmepumpen så att systemet kan vila dagtid (ca 8 h/dygn) när elnätet har hög belastning från industrier och övrig verksamhet utanför hemmen. Detta är synnerligen gynnsamt för samhället under vintertid när effektbehovet är som störst. Särskilt med tanke på att
teknikutvecklingen medför att hushållen har allt fler produkter som ska laddas och nyttja energi såsom datorer, TV-apparater, elbilar och dylikt.
6.2.2
Känslighetsanalys
En särskild beräkning gjordes för att se inverkan av en ännu effektivare värmeväxling mellan från- och tilluft. En beräkning för 2. Äldre småhus med FTX uppvärmt med direktverkande el och med antagen temperaturverkningsgrad 85 % i stället för 75 % medförde 700 kWh/år lägre
elbehov, och det motsvarar ungefär elbehovet för från- och tilluftsfläktar. I det nya småhuset fanns ingen större vinst, men den är inte försumbar. Det är en mycket hög
temperaturverkningsgrad och resultatet påvisar att underhåll och filterrengöring en till två gånger om året är viktigt för att hålla kostnaderna nere.
Vidare känslighetsanalys gjordes även av bergvärmen. Inledningsvis försämrades potentialen genom en sänkning av bergvärmefaktorn. När COP minskade till 2 i husalternativ 3. Äldre
småhus med bergvärme ökade behovet av köpt energi med 50 %. Då huset hade ett behov
motsvarande 6,8 MWh/år är 3,4 MWh en mycket stor ökning. I motsvarande husalternativ
7. Nytt småhus med bergvärme minskade COP till 3, vilket ökade behovet av köpt energi med
0,8 MWh/år, från att ha legat på 2,2 MWh/år. Det nya småhuset fick inte en lika stor inverkan av ett sänkt COP då det utgick från ett redan högt COP.
Därefter gjordes en beräkning för att se potentiell förbättring genom att höja bergvärmefaktorn. När COP ökade till 4 i husalternativ 3. Äldre småhus med bergvärme minskade behovet av köpt energi med 25 %. Då huset hade ett behov motsvarande 6,8 MWh/år är 1, 7 MWh, en stor minskning. I motsvarande husalternativ 7. Nytt småhus med bergvärme ökade COP till 5, vilket minskade behovet av köpt energi med bara 0,2 MWh/år, från att ha legat på 2,2 MWh/år. När
COP redan är så högt som 4 blir förbättringen inte så mycket högre även om all förbättring är välkommen.
I och med de energiprestandakrav som införts blir vikten en gemensam branschstandard för den verkliga energiverkningsgraden ännu större, framförallt då tillverkare ska kunna stå för
ingångsvärden som ger beräkningar med tillförlitliga resultat.
6.2.3
Tidsordning för införandet
Summan för det totala behovet av köpt energi är detsamma när åtgärderna genomförs vid ett och samma tillfälle eller en i taget. För den totala energibesparingen spelar ordningen ingen roll, däremot om FTX är den åtgärd som genomförs sist kommer resultatet att bli en stor besvikelse jämfört med om de genomförs tillsammans. Allra mest tydligt är att bergvärme har en mycket stor inverkan på det totala behovet av köpt energi.
I resultatet för det äldre småhuset fanns en 5 gånger högre energimässig besparing från den aktiva uppvärmningen när bergvärme installerades först (husalternativ 3) jämfört med när FTX installerades först (husalternativ 2). När bergvärme installerades sist i samma hus gav det en 14 gånger högre besparing än när FTX installerades sist (från husalternativ 2 till 4 jämfört med övergång från husalternativ 3 till 4). Bergvärmen gav således en överlägsen energibesparing i båda fallen.
Resultatet för det nya småhuset visar också att när bergvärme installerades först (husalternativ 7) gav det 2,5 gånger högre besparing än när FTX installerades först (husalternativ 6). När
bergvärme installerades sist i samma hus gav det en mer än 7 gånger högre besparing än när FTX installerades sist (från husalternativ 6 till 8 jämfört med övergång från husalternativ 7 till 8). Även i det nya småhuset gav bergvärmen den största besparingen av de båda
energieffektiviserande åtgärderna.
I bästa fall, när bergvärmen installerades först, gav det en besparing på 16,5 MWh/år i 3. Äldre
småhus med bergvärme och i sämsta fall, när bergvärmen installerades sist, gav det en besparing
på 6,6 MWh/år i 8. Nytt småhus. Sett till husens totala elbehov innebär det ungefär en halvering av utgifterna för småhusägaren.
De energimässiga besparingar som ett FTX-system gav i det äldre småhuset var avsevärt låga. Det finns dock andra aspekter än energibesparingar som kan vara avgörande i ett beslut om att
genomföra installationen, exempelvis lägre pollenhalter och renare inomhusluft.
Det äldre småhuset har så stora värmeförluster från transmission och luftläckning, alltså ett
byggnadshölje med så höga U-värden och bristande lufttäthet, att värmeförlusterna från mekanisk ventilation bara utgör en liten andel. Procentuellt blir energibesparingen från en
värmeväxlare mycket låg med de gällande förutsättningarna. FTX-systemet kommer dessutom att öka på andelen luftläckageförluster till ännu större nackdel för lönsamheten.
Att lönsamheten i 3. Äldre småhus med bergvärme är så stor jämfört med 2. Äldre småhus med
FTX beror på att bergvärmen kan påverka större andelar av behovet av köpt energi för den aktiva
uppvärmningen och tappvarmvattnet vilket ger en förbrukning på en tredjedel av 25,3 MWh/år i
Bergvärmens bidrag till en minskad uppvärmningskostnad av tappvarmvatten är större än energibesparingen från en FTX-installation i vissa fall. Om man utgår från 3. Äldre småhus med
bergvärme så är den stora investeringen redan gjord. Att installera ett FTX-system i det skedet är
en förlustaffär då det kommer att ta 79 år innan investeringen blir lönsam. Under den tiden kommer dessutom underhåll att behöva göras vilket medför ytterligare kostnader. Med en besparing på 1 000 kr om året och aktuellt elpris samt kostnaden för ett eventuellt aggregatbyte på ca 24 000 kr blir det en förlustaffär eftersom det kostar mer än vad besparingen ger under dess livslängd. Det som kan göra det till en något lönsam investering är om elpriset ökar markant. I 6. Nytt småhus med FTX nästan halveras uppvärmningsbehovet när det går från 8,7 till 4,9 MWh/år. Detta beror på att andelen värmeförluster från avsiktlig ventilation, sett till det nya
småhusets totala förluster, är så stor att värmeväxlaren har en större inverkan. Därför är det
också mest rimligt att tillföra FTX i ett modernt och tätt småhus.
6.2.4
Energiprestandakravet
Det äldre småhuset klarar inte energiprestandakravet 95 kWh/(m² Atemp och år) i sig själv eller med de två energibesparande åtgärderna i uppvärmningssystemet. Det ligger som närmast med åtgärderna i kombination 4. Äldre småhus med FTX & bergvärme då det får primärenergitalet 129 kWh/(m² Atemp och år). Bergvärmen var en god investering framförallt med utgångspunkt från 1. Äldre småhus där behovet är som störst, men eftersom det inte riktigt räckte till behövs ytterligare åtgärder tillföras. Som jag ser det finns det två primära lösningar för att kunna möta energiprestandakravet med den äldre byggnaden; den ena är att förbättra klimatskalet och den andra är att tillföra egenproducerad energi. Solceller skulle kunna tillföras och de behöver producera ca 3 500 kWh/år för att 3. Äldre småhus med bergvärme skall hamna under EPpet nivån vilket är fullt möjligt att uppnå.
Denna analys sammanfaller med de slutsatser som nämnts i tidigare rapporter. I projekt BETSI (2010) beskrivs ett behov av att minimera energibehovet eller effektivisera energitillförseln. Även Engelmark (2017) är inne på att en hög bergvärmefaktor på 4, likt detta arbete, är väsentlig samt att ett energieffektivt klimatskal är nödvändigt för att nå energiprestandakravet. Blomsterberg och Ekström (2016) skriver att de i småhus från 1961–1977 får ner energibehovet med 65 – 70 % efter omfattande renovering av klimatskalet. För att nå kravet för EPpet behöver husen komma ner i ca 5 350 kWh/år för aktiv uppvärmning och varmvatten vilket motsvarar att en 79 % besparing behöver uppnås i det äldre småhuset. Då det saknas 14 % för att uppnå målet borde enklare åtgärder i klimatskalet räcka.
Ett annat alternativ är att nyttja svagheten i att kraven utgår från 130 m² om huset skulle renoveras till att bli en 1½-plansvilla med en utökning på 65 m² (totalt 195 m²). Det skulle innebära ett EPpet på ca 85 kWh/(m² Atemp och år). Även om en utökad golvarea innebär ett strängare energiprestandakrav på 90 kWh/(m² Atemp och år), så klarar det utbyggda huset sig inom gränsen med en liten marginal.
Det nya småhuset uppfyller energiprestandakravet i husalternativ 7 och 8, men inte enbart med
ett FTX-system som i husalternativ 6, däremot räcker bergvärmen till med god marginal och får ett primärenergital på 74 kWh/(m² Atemp och år). Observera att det är ett viktat värde med en faktor på 1,8.
Ett mycket intressant delresultat är att hushållselen utgör en så stor andel av all köpt el för de
båda småhusen med bergvärme. För de fyra olika alternativen med bergvärme utgör hushållselen
mellan 32 % och hela 50 % av all elanvändning. Rimligheten av de här resultaten bekräftas av mätningar under 8 år i ett småhus från 1998 som har bergvärme, se Öman (2019d), där 37 % av all el utgörs av hushållsel.
När hushållsel utgör en så stor andel av all elanvändning så är det naturligtvis mycket viktigt med olika åtgärder för att minska användningen av hushållsel. Det är då ett problem att det bortses helt från hushållsel till exempel i de nuvarande energiprestandakraven som återges och även tillämpas i det här arbetet. Ett särskilt problem är att energieffektivisering avseende hushållsel paradoxalt nog medför att byggnaden framstår som sämre på grund av att mängden passiv värme som tillförs minskar, vilket i sin tur ger ett något ökat behov av aktiv uppvärmning. För närmare förklaring se Öman (2019d).
Vid beräkningar på energiprestandakraven används en viktningsfaktor på 1,8 för el som energibärare, vilket togs i bruk 1 september 2020 med ett års övergångstid (BFS 2020:4). Den äldre viktningsfaktorn var 1,6. I relation till fjärrvärme som har en viktningsfaktor på 0,7 kan det verka som att bergvärmen missgynnas avsevärt. Syftet med viktningsfaktorn är att kompensera för motsvarande värmefaktor för fjärrvärme. Om en jämförelse av viktningsfaktorerna görs så är kvoten av dem båda (1,8/0,7) motsvarande ett COP på 2,6. Har ett hus således en
bergvärmepump med en värmefaktor på 2,7 eller mer kommer det att gynnas i beräkningarna då det presterar bättre än ett hus med fjärrvärme och samma förutsättningar.
Sett rent historiskt på hur viktningen av uppvärmning med el jämfört med fjärrvärme har sett ut, så går tendensen mot att uppvärmning med el blir allt sämre beräkningsmässigt och
återvinningsbara uppvärmningsmetoder premieras. När energianvändningen blir för stor kan en bergvärmepump behöva kompletteras med solceller för att kunna möta kommande
energiprestandakrav. Även om bergvärmepumpen skulle vara överflödig i de stadskärnor där fjärrvärme finns så är den fortsatt högst aktuell i de flesta samhällen och på landsbygden där fjärrvärme inte är utbyggt. De allra flesta småhus ligger i dagsläget utanför ett fjärrvärmeområde och bara ca 16 % av alla svenska småhus är anslutna (Energimyndigheten, 2019).
Kravet att ställa om till nära-nollenergibyggnader senast december 2020 har drivit på
energieffektiviseringsprocessen i hopp om att även höja standarden avsevärt med en succesiv påverkan på hela husbeståndet. Med tanke på de energi- och klimatmål som Sverige har åtagit sig fram till 2050 kan det vara klokt att vid projekteringsskedet även ta höjd för kommande ökade målsättningar. BBR:s energihushållningskrav är att betrakta som en lägstanivå, det är upp till byggherren om den vill höja ambitionen ytterligare.
Bergvärmepumpen är alltid en rimlig energibesparande åtgärd som har en mycket stor inverkan på hus med sämre klimatskal och således även kan vara tillämpbart på större delen av det totala husbeståndet som till stor del utgörs av äldre hus med sämre byggnadsteknisk standard. Så länge som elskatten är hög så finns det ett starkt incitament för småhusägaren att vilja tillföra en energibesparande åtgärd oaktat energiprestandakravet. Det kan vara en fördel då kraven för primärenergitalen är försiktigt ställda och enbart gäller nytillverkning eller omfattande renovering.
7
SLUTSATSER
Syftet med arbetet var att se hur de båda energibesparande åtgärderna, installation av FTX- system och bergvärme, kunde påverka uppvärmningen i småhus så att de kan nå
energiprestandakravet. Beräkningarna visar att det inte är lönsamt att investera i ett FTX-system om det inte sker i ett tätt och energieffektivt klimatskal. Sett enbart till den aktiva uppvärmningen samt tappvarmvatten:
• I Äldre småhus med FTX uppnåddes en energimässig besparing på 11 % (2,9 MWh/år) • I Nytt småhus med FTX uppnåddes en energimässig besparing på 28 % (3,8 MWh/år) Däremot finns det andra fördelar än enbart de energimässiga som kan vara av intresse för
husägaren. Ur en lönsamhetsaspekt blir det oftast en stor besvikelse att installera ett FTX-system om bergvärme redan finns då den största energibesparingen redan är gjord.
Bergvärme är en god investering i de båda småhusen:
• I Äldre småhus med bergvärme uppnåddes en energibesparing på 65 % (16,5 MWh/år) • I Nytt småhus med bergvärme uppnåddes en energibesparing på 69 % (9,5 MWh/år) När de båda åtgärderna kombinerades:
• I Äldre småhus med FTX & bergvärme uppnåddes en energibesparing på 69 % (17,5 MWh/år) • I Nytt småhus med FTX & bergvärme uppnåddes en energibesparing på 76 % (10,4 MWh/år)
Det äldre småhuset klarade inte att uppnå energiprestandakravet 95 kWh/(m² år) i någon
kombination av de båda åtgärderna medan det nya småhuset mötte kravet med god marginal när bergvärme tillfördes:
• I Nytt småhus med bergvärme erhölls EPpet 74 kWh/(m² år) • I Nytt småhus med FTX & bergvärme erhölls EPpet 66 kWh/(m² år)
8
FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE
Utöka jämförelsen med hur mark- och sjövärme skulle påverka resultatet i de fall då installation av bergvärme inte är tillämpbart.
En jämförelse mellan det totala energibehovet hos en familj med hög tappvarmvattenförbrukning och en familj med låg tappvarmvattenförbrukning samt hur det påverkar hur
energiprestandakravet går att uppnå.
Komplettera den månadsvisa beräkningen med aktiv kyla från bergvärmepump och se hur den klarar energiprestandakraven jämfört med en luft-vattenvärmepump.
REFERENSER
Björk, E., Acuna, J., Granryd, E., Mogensen, P., Nowacki, J.-E., Palm, B., & Weber, K. (2013).
Bergvärme på djupet. Stockholm: KTH.
Bladh, M. (2005). ”Hushållens elförbrukning – storlek och trender. Elan-projektet. Blom Westergren, E. (den 22 Maj 2017a). Pris FTX-ventilation. Hämtat från Byggahus.se:
https://www.byggahus.se/varme/pris-ftx-ventilation den 15 September 2020
Blom Westergren, E. (den 23 Augusti 2017b). Vad kostar bergvärme? Hämtat från Byggahus.se: https://www.byggahus.se/varme/vad-kostar-bergvarme den 15 September 2020
Blomsterberg, Å., & Ekström, T. (September 2016). Renovation of Swedish Single-family Houses to Passive House Standard - Analyses of Energy Savings Potential. Energy Procedia, 96, 134-145.
Boverket. (December 2010). Energi i bebyggelsen – tekniska egenskaper och beräkningar -
resultat från projektet BETSI. Hämtat från Boverket:
https://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2011/betsi-energi-i- bebyggelsen.pdf
Boverket. (2015). Förslag till svensk tillämpning av nära-nollenergibyggnader. Hämtat från Boverket.se: https://www.boverket.se/sv/om-boverket/publicerat-av-
boverket/publikationer/2015/forslag-till-svensk--tillampning-av-nara- nollenergibyggnader/ den 25 Maj 2020
Boverket. (den 24 April 2017a). Termiskt klimat. Hämtat från Boverket:
https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om-byggande/boverkets- byggregler/termiskt-klimat/
Boverket. (Juli 2017b). Konsekvensutredning BBR 25. Hämtat från Boverket.se:
https://www.boverket.se/contentassets/a9a584aa0e564c8998d079d752f6b76d/konsekve nsutredning-bbr-25.pdf
Boverket. (den 30 juni 2020a). Konsoliderad version av Boverkets byggregler BFS 2011:6 med
ändringar till och med BFS 2020:4. Hämtat från Boverket:
https://www.boverket.se/sv/lag--ratt/forfattningssamling/gallande/bbr---bfs-20116/ Boverket. (den 30 september 2020b). Energihushållning - PBL kunskapsbanken - Boverket.
Hämtat från Boverket: https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om- byggande/boverkets-byggregler/energihushallning/
Boverket. (den 1 September 2020c). Primärenergital och byggnadens energiprestanda -
Boverket. Hämtat från Boverket: https://www.boverket.se/sv/byggande/bygg-och-
renovera-energieffektivt/energihushallningskrav/primarenergital-och-byggnadens- energiprestanda/
Boverket. (den 17 Februari 2021). Öppna data - Miljöindikatorer. Hämtat från Boverket.se: https://www.boverket.se/sv/om-boverket/publicerat-av-boverket/oppna-
data/miljoindikatorer/
Byggahus Sverige. (2020). Populära husmodeller. Hämtat från Byggahus.se: https://www.byggahus.se/hustillverkare den 24 Maj 2020
Energimyndigheten. (2006). Villavärmepumpar. Eskilstuna.
Energimyndigheten. (den 16 December 2013). Stort fälttest av bergvärmepumpar. Hämtat från Energimyndigheten: http://www.energimyndigheten.se/nyhetsarkiv/2013/stort-falttest- av-bergvarmepumpar/
Energimyndigheten. (den 7 Augusti 2014a). Ren vinst att städa sin FTX-ventilation. Hämtat från Energimyndigheten: http://www.energimyndigheten.se/nyhetsarkiv/2011/ren-vinst-att- stada-sin-ftx-ventilation/
Energimyndigheten. (den 29 September 2014b). FTX-aggregat hus med 130 m² boyta. Hämtat från Energimyndigheten: http://www.energimyndigheten.se/tester/tester-a-o/ftx- aggregat/ftx-aggregat-hus-med-130-m-boyta/
Energimyndigheten. (Oktober 2017). Energistatistik för småhus 2016. Hämtat från
Energimyndigheten.se: http://www.energimyndigheten.se/globalassets/statistik/officiell- statistik/statistikprodukter/energistatistik-i-smahus/rapporter/energistatistik-for-
smahus-2016.pdf
Energimyndigheten. (den 17 Oktober 2019). Energistatistik för småhus. Hämtat från
Energimyndigheten: http://www.energimyndigheten.se/globalassets/statistik/officiell- statistik/statistikprodukter/energistatistik-i-smahus/tabeller/smahus-2018.xlsx Energimyndigheten. (2020). Energiindikatorer 2020. Statens energimyndighet. Hämtat från
https://energimyndigheten.a-w2m.se/Home.mvc?ResourceId=172610
Engelmark, J. (2017). Förbättringsåtgärder vid nybyggnation av småhus för att uppnå
kommande energikrav. Gävle: Högskolan i Gävle. Hämtat från http://www.diva-
portal.se/smash/get/diva2:1111709/FULLTEXT01.pdf
Erlandsson, M., Levin, P., & Myhre, L. (1997). Energy and environmental consequences of an additional wall insulation of a dwelling. Building and Environment, 32(2), 129-136. Folkhälsomyndigheten. (den 2 Januari 2014). Allmänna råd om temperatur inomhus. Hämtat
från Folkhälsomyndigheten: