I detta kapitel har ingångsvärden och resonemang bakom val av faktorvärden och andra beslut presenterats.
4.2.1
Nytt småhus
Småhusets storlek på ca 130 kvadratmeter kan anses representativt för en typisk svensk
enplansvilla. Enligt Statistikmyndigheten (2019) bodde ca 2,6 personer per hushåll i småhus med äganderätt i Sverige under 2019. De boende disponerar i sin tur ca 47 kvadratmeter var vilket ger nästan samma area som de båda småhusen (Statistikmyndigheten, 2020d). Därför kan en parallell dras mellan vilka fördelar de energibesparande åtgärderna har i detta arbetes
4.2.2
Ingångsvärden
Hustyp: Friliggande enplansvilla
Antal personer: 2,79 (jämförbart med Linnea 2.0)
Ort: Västerås
Golvarea (Atemp): 129,2 m² Omslutande area: 375,9 m²
Placering: Vardagsrumsidan mot söder (störst fönsterarea) Yttervägg: Träkonstruktion, U-värde 0,14 W/(m² °C) Fönsterglasning per väderstreck (m²):
Norr Söder Öst Väst 5,7 6,5 0 0,6
Tabell 2 - Underlag för beräkning av hushållsel, VV samt passivvärme (Sveby, 2012)
Genomsnittlig årlig energianvändning, kWh/år Dagar Koefficient passiv värme kWh/dag passiv värme Hushållsel 4 800 365 70% 9,08 Tappvarmvatten 5 000 365 20% 2,74
Fastighetsel 800 + fläktbehov (400 eller 700)
W Timmar/dag Antal
Personer 80 14 2,8 3,12
Hushållselen i Tabell 2 baseras på standardvärden som hämtas från Svebys Brukarindata bostäder och beräknas med 2 500+800∙antal personer i hushållet och anges i kWh/år.
Grunddatat från Älvsbyhus beräknas på 2,79 individer, vilket ligger nära rikssnittet, därför valdes även det till det här arbetet (Bilaga 1). Det innebär 4 732 kWh/år hushållsel och blir egentligen ett alldeles för precist värde som borde avrundas uppåt. Sveby refererar också till Elan-projektet från 2005 som visar på att hushållselen i snitt låg kring 5 700 KWh/år för småhus (Bladh, 2005). Sveby har inga schablonvärden för värmeförluster från varmvattenberedare. De rekommenderar en tappvarmvattenanvändning på 14 m³/(person år) för småhus vilket motsvarar ca 800
kWh/(person år). Det skulle i detta beräkningsexempel ge ett energibehov på ca 2 200 kWh/år, men en tumregel för småhus är ca 5 000 kWh/år medräknat värmeförluster från
varmvattenberedare.
Fastighetselen har uppskattats till ca 1 200 kWh/år respektive 1 500 kWh/år med ett FTX- system. Frånluftsfläktarnas elbehov är ett nollsummespel eftersom det finns en frånluftsfläkt i både den mekaniska ventilationen (F-system) och FTX-systemet. Däremot dubbleras elbehovet i FTX-systemet då det medför en tilluftsfläkt, vilket kan innebära en rätt stor skillnad per år, men det beror också på hur stort effektbehov fläkten har. I alternativet från tillverkaren av huset används en mycket effektiv fläkt. Enligt R. Öman (personlig kommunikation, 18 augusti, 2020) är det fullt rimligt att anta att effektbehovet kan vara det dubbla, alltså 80 W istället för 40 W, vilket ger ett behov på runt 700 kWh/år vilket inte är försumbart. I Sveby uppskattas
energianvändningen för fastighetsel i småhus ligga mellan 1 000–2 000 kWh/år, där bland annat fläktarnas antal och effekt spelar en avgörande roll för var i spannet småhuset hamnar.
4.2.3
Äldre småhus
Det äldre småhuset har en byggnadsteknisk standard som motsvarar hus byggda kring 1970 eftersom det på den tiden var standard med 2-glasfönster och klimatskalen var avsevärt sämre än de som byggs med dagens byggnorm. Som förebild för hur ett typiskt 70-talshus i Sverige kunde se ut (egentligen hus byggda 1961–1975) har underlag från Boverkets projekt BETSI (2010) med värden från ELIB använts samt erfarenhetsbaserade värden (R. Öman, personlig kommunikation, 18 augusti, 2020). De geometriska storheterna är desamma som i det nya småhuset, men
klimatskalen skiljer sig åt då det äldre småhuset har sämre lufttäthet och isoleringsförmåga. Luftläckningen i 1970-talshusen kunde vara upp till tre gånger högre än i moderna hus. U-värdet på fönsterglasningen i 1970-talshusen är vanligtvis mellan 2,7 och 3,0, därför sattes U-värdet till 2,85.
4.2.4
Uppvärmning
Bergvärmepumpen är mycket effektiv när den har en låg framledningstemperatur till värmedistributionssystemet (Öman, 2019a). Beräkningar med COP 4 har använts till golvvärmesystemet eftersom den mycket stora värmeavgivande ytan medger en så låg framledningstemperatur som 25°C.
För radiatorer som nyttjar en betydligt mindre värmeavgivande yta än golvvärme har COP 3 använts. Vid nybyggnation är investeringskostnaderna för radiatorsystem respektive golvvärme snarlika. Ur ett värmefaktorhänseende är golvvärme att föredra, men typ av
värmedistributionssystem är inte valbart hos alla hustillverkare.
Utöver den aktiva uppvärmningen av huset används bergvärmen till att värma upp
tappvarmvattnet, men då med en COP 2,5. Den kan minska energiåtgången för tappvarmvattnet med ca 60 %. De valda värmefaktorerna 4, 3 och 2,5 ovan bedöms som mycket realistiska utifrån de oberoende tester som återges i avsnitt 3.3.
Tabell 3 - Uppvärmningsbehov för aktiv uppvärmning baserad på temperaturmedelvärden för Västerås (SMHI, 2019) Månad Genomsnittlig temperatur utomhus Dimensionerande innetemperatur Uppvärmningsbehov, Δ temp Januari -4,1 20 24,1 Februari -4,2 20 24,2 Mars -0,6 20 20,6 April 4,2 20 15,8 Maj 10,5 20 9,5 Juni 15,3 20 4,7 Juli 16,6 20 3,4 Augusti 15,5 20 4,5 September 11,3 20 8,7 Oktober 6,9 20 13,1 November 1,5 20 18,5 December -2,4 20 22,4 Årsmedel 5,9 20 14,1
I indatat som visas i Tabell 3 är medeltemperaturen i Västerås hämtad från SMHI. De valda värmefaktorerna 4, 3 och 2,5 ovan bedöms som mycket realistiska utifrån de oberoende tester som återges i avsnitt 3.3.
Tabell 3Den genomsnittliga inomhustemperaturen väljs till 20°C då det gäller en bostad. Enligt Boverket bör den riktade operativa temperaturen i vistelsezonen vara minst 18°C (Boverket, 2017a). Folkhälsomyndigheten (2014) rekommenderar minst 20°C inomhus. Ur en energimässig aspekt är det betydligt mer fördelaktigt att låta den aktiva uppvärmningen jobba mot en lägre inomhustemperatur.
4.2.5
Ventilation
När det gäller det kontrollerade ventilationsflödet som sker i den fläktstyrda ventilationen är det viktigt att observera att BBR:s lägsta krav 0,35 l/(s m2) är ett minimum. Lite mer realistiskt är att räkna med 0,40 när man inte har detaljerade luftflöden för en byggnad. För att få en bättre jämförelse med Älvsbyhus beräkningar så används samma ingångsvärden som de har, 0,36 l/(s m²), som multiplicerat med Atemp också motsvarar 47 l/s.
Beräkningarna för FTX-systemet görs i detta arbete med samma till och frånluftsflöde vilket är ett idealfall rent energimässigt, då skillnaden blir en luftläckning. Vid mätningar ses i praktiken ett mer ojämnt luftflöde allteftersom filtren fylls igen och kanalerna smutsas ner (Öman, 2018). Kanalerna blir med tiden otäta vilket leder till att luftläckning uppstår och luftflödet påverkas. Det i sin tur leder till en större energiåtgång då fläkten får arbeta hårdare. När luftläckning sker genom klimatskalet förflyttas varm luft genom byggnadens otätheter till svalare platser, såsom i väggar och tak, där fukt kan kondensera. Oftast ställs frånluftsflödet till ca 10 % högre än
tilluftsflödet för att bygga upp ett svagt undertryck vilket är gynnsamt då fuktskador från den typen av luftläckning motverkas.
För värmeväxlaren används en temperaturverkningsgrad på 75 % för att ta höjd för smuts och olika luftflöden. Enligt R. Öman (personlig kommunikation, 18 augusti, 2020) kan 85 %
temperaturverkningsgrad enligt ett test i laboratoriemiljö vid idealt lika luftflöden motsvara t ex 75 % temperaturverkningsgrad i praktiken. Typen motströmsvärmeväxlare har valts till
beräkningarna vilken beskrivs i avsnitt 3.4.
Specifik luftläckning, Qläck, innefattar allt ventilationsutbyte utöver fläktstyrd ventilation. Tre
faktorer är viktiga:
• Köksfläkten (brukarvanor) • Vädring (brukarvanor) • Teknisk standard (läckage)
Köksfläkten (ej kolfilter) har en motor som startas vid behov och släpper ut den uppvärmda luften utan värmeåtervinning. Hur stor luftläckningen är från denna beror på hur ofta och hur länge brukarna lagar mat. En annan brukarvana är hur ofta fönster öppnas för vädring. I ett rätt inställt FTX-system ska brukaren inte behöva öppna fönsterna för att få frisk luft. Den tredje är den tekniska standarden med vilken byggnaden är uppförd och den varierar med den mänskliga
faktorn såväl som kvaliteten i byggmaterialet. Luftläckning kallas även oavsiktlig ventilation inom installationstekniken.
Luftläckaget vid normaltryck och mekanisk frånluft uppskattas till 2,5 % av luftläckaget vi 50 Pa provtryckning. Luftläckaget vid normaltryck och FTX-system uppskattas till 5 % av luftläckaget vid 50 Pa provtryckning. Det är ett rimligt antagande som även används i beräkningsgången i kursen Energieffektiva byggnader. Skillnaden i antagandet beror på det övertryck i taknivå och undertryck i golvnivå som uppstår vid ventilation med FTX.