Bostadshus utan traditionellt uppvärmningssytem - Resultat från två års mätningar

Bostadshus utan traditionellt

uppvärmningssystem

– resultat från två års mätningar

SP Energiteknik SP RAPPORT 2004:31

Bostadshus utan traditionellt

uppvärmningssystem

Abstract

Residential houses without a traditional heating system

-

Results from two years of measurements

Twenty terrace houses without a traditional heating system has been built in Lindås, Sweden. The houses are extremely well insulated and very airtight. They are equipped with a high efficiency ventilation heat recovery system. Each house also has a 5 m2 solar collector that is designed to cover 50% of the energy supply for hot water use. The total electricity consumption and the air temperature have on an hourly base been monitored in two positions for each of the houses. Further has the environmental conditions, i.e. outdoor temperature, wind, sun etc been monitored. In six of the houses separate measurements of electricity consumption for ventilation and hot water has also been performed. In these six houses also the temperature and humidity in the bathrooms has been measured. One of the houses has been used for more extensive measurements. In this house the presence of inhabitants has been simulated by the use of electrically heated manikins. Humidity gain is achieved by remote controlled showering in the bathroom. During the summer of 2003 an automatic window airing system was also introduced. The results show that the mean value of the indoor air temperatures in most cases is equivalent to or higher than those expected in houses with a traditional heating system. The fluctuations are however sometimes a little bit larger. The total energy use is on an average much lower than for a traditional house with a heating system, but still higher than estimated when designing the houses. The heat from household electricity consumption is in most cases more than sufficient to keep the indoor climate within acceptable limits. However, some additional heat source is required for some periods during wintertime. For these houses most of the heat required can be supplied through a small reheater in the air-handling unit. In the actual case, the reheaters in the gable houses should have been larger and some additional heater in the upper bathroom would have increased the thermal comfort. The air-handling unit control system did initially not work properly. In spring, summer, autumn and sometimes even in the wintertime, window airing is necessary to keep the indoor air temperature down to a reasonable level. The automatic window airing system showed promising results. The conclusion is that it is possible to build well-insulated and very airtight houses without a traditional heating system in a Nordic climate.

Key words: energy use, well insulated, airtight, heat recovery, heating system

SP Sveriges Provnings- och SP Swedish National Testing and Forskningsinstitut Research Institute

SP Rapport 2004:31 SP Report 2004:31 ISBN 91-85303-07-0 ISSN 0284-5172 Borås 2004 Postal address: Box 857,

SE-501 15 BORÅS, Sweden

Telephone: +46 33 16 50 00 Telefax: +46 33 13 55 02

Innehållsförteckning

2.4.2 Ventilation och värme 13

2.5 Boende 14 2.5.1 Hushållens storlek 14 2.5.2 Simulerat boende 15 3 Genomförda mätningar 17 3.1 Byggnadskonstruktionens täthet 17 3.1.1 Provningsmetod 17

3.1.2 Provning i tidigt skede 18

3.1.3 Provning av färdigt hus 19

3.1.4 Jämförelse med myndighetskrav 19

3.1.5 Mätutrustning 19 3.1.6 Mätosäkerhet 19 3.2 Fukt i byggnadskonstruktionen 20 3.3 Ventilationssystemets funktion 21 3.3.1 Ventilationsflöden 21 3.3.2 Ventilationsaggregatets temperaturverkningsgrad 21 3.3.3 Koldioxidhalter i sovrum 23

3.4 Termisk komfort vintertid 24

3.4.1 Operativ temperatur 24

3.4.2 Golvens yttemperatur 28

3.4.3 Fönsterglasens yttemperatur 31

3.4.4 Temperatur och relativ fuktighet i sovrum 33

3.5 Automatisk fönstervädring 36 3.6 Kontinuerliga mätningar 40 3.6.1 Klimatdata 40 3.6.2 Lufttemperaturer inomhus 42 3.6.3 Total elenergianvändning 44 3.6.4 Fördelning av elenergianvändning 45 3.7 Mätdata 49 3.7.1 Mätinfrastruktur 49 3.7.2 Mätinsamlingssystem 49 3.7.3 Mätdatafiler 49 3.7.4 Mätosäkerhet 52

4 Diskussion och slutsatser 53

5 Referenser 55

Förord

Denna rapport redovisar resultat från mätningar som genomförts i fyra nybyggda bostadshus belägna i Lindås söder om Göteborg. Husen är mycket intressanta då deras energiförbrukning visat sig vara mycket låg i jämförelse med byggnader som uppförts med den byggnads-och uppvärmningsteknik som uppfyller dagens myndighetskrav. Mätningar och utvärdering har finansierats av Formas (f.d. BFR) och CEPHEUS. Projektet omfattar 20 radhuslägenheter i fyra radhuskroppar och de har utformats och ritats av EFEM arkitektkontor under ledning av arkitekten Hans Eek. Projekteringen startades i slutet av 1990-talet och SP var i viss mån involverad i projektet redan då. Byggnaderna uppfördes på totalentreprenad av PEAB:s under ledning av platschefen Gunnar Tejlerdal. Väderleksförhållandena var svåra under byggtiden men projektet kunde ändå genomföras planenligt.

SP har genomfört mätningar och provningar som började under byggtiden och fortsatte under 2 år i de färdiga byggnaderna. Från SP har i projektet Svein Ruud verkat som projektledare. Vid de täthetsmätningar som SP genomfört deltog Leif Lundin, Kennet Carlsson, Martin Sandberg och Stephan Kern. Leif Lundin har även haft det huvudsakliga ansvarat för mätningarna och sammanställning av mätresultaten. Mätningarna har krävt att vissa styrsystem har installerats. Dessa har konstruerats och byggts upp av Torbjörn Eliasson, SP. Diagrammen i bilagorna har gjorts av Henrik Quicklund, även han verksam vid SP.

Samarbete har skett med Maria Wall vid Lunds Tekniska Högskola när det gäller

utformning av simulerad värmelast från människor. Hon har också kontinuerligt tagit del av våra mätresultat. Doktorander vid Program Energisystem har med utgångspunkt från SP:s mätningar samt egna studier gjort en tvärvetenskaplig analys av de aktuella husen. Deras rapport kompletterar på ett bra sätt SP:s slutrapport. Ett särskilt tack vill vi rikta till doktoranden Fredrik Karlsson vid Linköpings Tekniska Högskola som hjälp till med ventilationsmätningar och utvärdering av energianvändning. Slutligen vill vi också tacka Hans Grönlund på EFEM arkitektkontor som bidragit med bilder/illustrationer.

Undertecknade har gjort slutlig utvärdering och rapportering. Svein Ruud och Leif Lundin

Sammanfattning

Tjugo radhuslägenheter utan traditionellt uppvärmningssystem har byggts i Lindås Park söder om Göteborg. Byggnadsskalen är mycket välisolerade och lufttäta. Husen är utrustade med en mycket effektiv ventilationsvärmeväxlare. Varje radhuslägenhet är också utrustad med en 5 m2 solfångare som är dimensionerad för att täcka cirka 50% av värmetillskottet för tappvarmvatten. Den totala elanvändningen och lufttemperaturen inomhus i två positioner har mätts för varje timme under två års tid. Under samma tidsperiod har även mätningar av uteklimatet gjorts från en lokalt placerad väderstation. Där mättes lufttemperatur, solinstrålning, vindhastighet och vindriktning.

I en huskropp med 6 radhuslägenheter fanns separata elmätare för ventilationsaggregaten och värmepatronerna till varmvattenberedarna. I dessa 6 lägenheter mättes också

temperatur och luftfuktighet i det större badrummet på övre plan. En av lägenheterna har använts för lite mer detaljerade mätningar. I denna lägenhet har närvaron av människor simulerats genom elektriskt värmda attrapper. Fuktbelastning har skett genom

fjärrkontrollerad duschning i badrummet. Sommaren 2003 testades också ett automatiskt system för fönstervädring. Resultaten visar att rumstemperaturen i radhusen i de flesta fall är högre än i traditionellt uppvärmda hus. Temperaturvariationerna är dock tidvis något större. Den totala energianvändningen är i medeltal mycket lägre än för traditionellt byggda hus, men något högre än vad som beräknades när husen projekterades. Spillvärme från hushållsel och människor räcker i de flest fall mer än nog för att hålla rumsklimatet inom acceptabla gränser. Någon typ av extra värmetillskott är dock nödvändigt under vissa perioder vintertid. I dessa hus räcker det huvudsakligen med ett mindre

eftervärmningsbatteri i ventilationsaggregatet. Gavelhusen skulle i det aktuella fallet ha behövt ett något större eftervärmningsbatteri. Vidare skulle man ha behövt någon typ av extra värmekälla i badrummet på övervåningen. Ventilationsaggregatets styrautomatik hade inledningsvis en bristfällig funktion. Vår, sommar, höst och tidvis även vintertid är det nödvändigt med fönstervädring för att hålla nere rumstemperaturerna på rimliga nivåer. Det automatiska vädringssystemet visade lovande resultat. Slutsatsen från projektet är att det är möjligt att bygga välisolerade och lufttäta hus utan traditionellt värmesystem i ett nordiskt klimat. Medelvärdet på totalt uppmätt användning av elenergi och fördelning av elenergi för olika ändamål i radhusen i Lindås Park visas nedan.

Totalt 8279 kWh/år 4020 1848 1742 668 hush varmv eftervärme fläktar

1 Inledning

1.1 Bakgrund

Intresset för att bygga hus som har låg energiförbrukning har varit stort ända sedan den första oljekrisen på 70-talet. Många idéer har kläckts och en hel del av dem har resulterat i uppförande av mer eller mindre tekniskt avancerade byggnader. En del byggnader har varit så tekniskt avancerade att dess brukare inte alltid har kunnat utnyttja dem till fullo. Andra energisnåla byggnader har fått en gestaltning som inte tilltalat de tänkta brukarna. Erfarenheter från dessa tidiga ”experiment” gjorde att arkitekt Hans Eek under 80-talet återgick till enklare och mer ”vanliga hus”. Dessa hus byggdes med traditionell teknik men med något bättre isolering och med den tidens bästa fönster. Därutöver utformades husen för maximalt utnyttjande av passiv solvärme. I ett samarbetsprojekt mellan Sverige och Tyskland byggdes ett antal likadana hus i båda länderna, i Halmstad respektive i Ingolstad [SP AR 1992:27]. I ett senare projekt utvärderades särskilt användningen av superisolerade fönster [SP AR 1998:11]. SP hade i båda dessa fallen ansvaret för

utvärderingen av energianvändningen. Erfarenheterna från dessa projekt, samt utveckling av kommersiellt tillgängliga och prismässigt konkurrenskraftiga superisolerade fönster, ledde fram till slutsatsen att det borde vara möjligt att tillverka hus som i princip saknade uppvärmningssystem. Hans Eek började därför skissa på sådana hus. I samarbete med Lunds Tekniska Högskola gjordes preliminära simuleringar som visade att det var teoretiskt möjligt. I mitten av 90-talet beviljade Byggforskningsrådet (numera en del av Formas) medel till ett övergripande forskningsprojekt kring ”Hus utan värmesystem”.

1.2 Syfte

Syftet med det övergripande forskningsprojektet var dels att i ett tidigt skede ta in synpunkter och erfarenheter från forskare som arbetade inom området energisnåla hus. Därför träffades en större forskningsgrupp regelbundet under en förprojekteringsfas. Gruppen bestod av deltagare från SP, Chalmers Tekniska Högskola och Lunds Tekniska Högskola. I dessa möten deltog även blivande projektörer och entreprenörer. Dessa möten var formellt inte beslutande utan mer för att utbyta erfarenheter och ge goda råd. Alla delar av husens utformning togs upp till diskussion, med lite olika tyngdpunkt vid de olika mötena. Utifrån diskussionerna på mötena gjordes därefter beräkningar och utvärderingar som redovisades på nästa möte. Utformning av kravspecifikation,

utvärdering av värmeväxlare och till viss del fuktsäkerhet gjordes av SP. Fördjupade och alternativa simuleringar gjordes av Lund Tekniska Högskola. Beräkning av markförlagd tilluftskanal gjordes av Chalmers Tekniska Högskola. Under den efterföljande

projekteringsfasen deltog också vid behov deltagare från forskningsgruppen.

Ett annat syfte med projektet var att utvärdera energi användning och termisk komfort i de byggda husen under cirka två års tid. För detta delprojekt beviljades SP särskilda medel. Slutrapporteringen av detta delprojekt sker i form av föreliggande rapport. Ett tredje syfte med projektet var att föra ut de kunskaper och erfarenheterna som vunnits vid projekteringen, byggnationen och utvärderingen av de byggda husen. Detta är därför också en del av föreliggande rapports uppgift.

2

Beskrivning av husen

2.1 Geografisk

placering

Husen är placerade i Lindås Park, cirka 2 mil söder om Göteborg och några kilometer från havet (cirka 57,5° N och 12,0° O). Husblocken är placerade i bakkanten på en före detta åker strax söder om en större höjd. På åkern är husen omgivna av andra nybyggda 1½ till 2 plans småhus/parhus (se figur 1 nedan). I det följande benämns radhus nr 1-6 A1, A2, … för att markera att de till hör huskropp A, radhus nr 7-12 B7, B8, … för att de tillhör huskropp B, o.s.v.

Figur 1. Situationsplan med norrpil.

2.2 Utformning

Bostadshusen i Lindås som behandlas i den här rapporten har en utformning som inte skiljer sig nämnvärt från det som de flesta människor är vana vid att se. Husen ser helt enkelt ”vanliga” ut. De har därutöver utformats för att få ett behagligt inomhusklimat med minimal energianvändning. Gårdsfasaden åt söder har stora fönster för att ta tillvara solvärmen. Balkonger och takutsprång skyddar mot för mycket solljus under sommaren. Radhusformen med 11 meter djupa lägenheter gör att det blir få ytterväggar, och dessa är extra välisolerade och lufttäta. Takfönstret ovanför trappan ger ljus mitt i huset och används för effektiv vädring sommartid. Se även figur 2 och 3 på nästa sida.

Inne i husen finns inte så komplicerade tekniska system eller komponenter att de ställer krav på specialkunskaper hos brukarna. Det vill säga att husen är varken mer eller mindre komplicerade att bo i än vanliga hus. Självklart ställs vissa krav på beteendet hos de som bor i husen, men det mesta handlar om att använda sunt förnuft. Om det är kallt ute så korsdragsvädrar man inte. Om det är varmt och soligt fönstervädrar man och/eller fäller ner persienner eller markiser framför söderfönstren. Man kan förenklat säga att de fungerar som vanliga hus, men att sommarperioden har förlängts till en större del av året.

Figur 2. Byggnadsutformning.

Figur 3. Planlösning.

2.3 Byggnadsfysik

Husen är grundlagda med hel bottenplatta av betong. Under bottenplattan finns ett tjockt skikt värmisolering av extruderad cellplast. Husets bärande stomme består av regelverk av trä. Takstolarna är utformade så att viss del av vindsbjälklaget utförts som parallelltak. Värmeisoleringen i ytterväggar och tak består av mineralull och expanderad cellplast. Fasadmaterialet består av träpanel. Fönstren är av typ 2 + 1 med gasfyllning och dubbla metallskikt som hindrar utstrålning av värme. Taket är täckt med tegelpannor. Placering av isolering i byggnadsskalet och beräknade U-värden redovisas i figur 4.

Yttervägg:

U-värde 0,10 W/m2K

Regelvägg med 43 cm isolering.

Yttertak:

U-värde: 0,08 W/m2K

Masonitebalkar med 48 cm isolering.

Golv:

U-värde: 0,09 W/m2K

Betongplatta med 25 cm isolering under.

Fönster:

U-värde: 0,85 W/m2K

Treglasfönster med två metallskikt och kryptonfyllning.

Energigenomsläpplighet 43%. Ljusgenomsläpplighet 63%.

Ytterdörr:

U-värde: 0,80 W/m2K

Figur 4. Isoleringens utformning och beräknade U-värden.

Totalt UA-värde beräknas vara cirka 31 W/K för ett mitthus. Se tabell 1 nedan. Tabell 1. Beräkning av UA-värden

Byggnadselement Area (m2) U-värde (W/m2/K) UA-värde (W/K)

Fönster 18 0,85 15,3

Väggar 38 0,099 3,8

Golv 62 0,11 6,8

Tak 66 0,075 5,0

Totalt 184 0,168 30,8

Gavelhusen har en mycket större väggyta och en något större fönsteryta. Dessutom har fönstren I gavlarna ett något sämre U-värde än övriga fönster. Gavelhusen beräknas därför ha ett totalt UA-värde på drygt 40 W/K.

När det är riktigt kallt ute vill man att så mycket som möjligt av ventilationsflödet går genom den högeffektiva värmeväxlaren. För att minimera ofrivillig infiltration och exfiltration genom byggnadsskalet har man därför en diffusionstät plastfolie i alla ytterväggar, tak och golv. Omsorg har också lagts vid att få den att sluta tätt mot alla fönster och dörrar. För att undvika att den punkteras av ledningsdragningar och tavelspikar m.m. är den vidare förlagd cirka 100 mm in från byggnadsskalets insida. För att öka ljudisoleringen mellan lägenheterna har man vidare en ”bruten bottenplatta” mellan varje lägenhet, samt separata regelväggar med mellanliggande isolering.

2.4 Installationer

2.4.1 Varmvatten

Varmvatten produceras med hjälp av solfångare och el. Husen har utrustats med ett individuellt solfångarsystem per radhuslägenhet. Det har dimensionerats för att klara cirka hälften av varmvattenuppvärmningen. I varje radhuslägenhet finns vidare en ackumulatortank för lagring av insamlad solvärme. När inte solvärmen räcker till värms varmvattnet med en elpatroner (doppvärmare). Såväl solfångare som ackumulatortank har levererats av Effecta-pannan AB.

Solfångarna är av typen Effecta ST. Det är en vanlig plan solfångare täckt med härdat diffust glas. Den isolerad med mineralull och glasfiberflor. Mellan täckglas och den selektiva absorbatorn finns ett konvektionshindrande teflonskikt. Varje radhuslägenhet är utrustad med två solfångarmoduler med bruttomåtten 1220×2270×100 mm och en vikt på cirka 40 kg vardera. Den effektiva solfångararean per lägenhet är 5 m2. Solfångarna är monterade längst upp mot nocken på taket som vetter mot syd. De är tillsammans med vädringsfönstren integrerade i takkonstruktionen (se figur 5 nedan). Taken har en lutning på 27 grader och är orienterade några grader mot öst från ren sydlig riktning (se figur 1). Ackumulatortanken har en vattenvolym på 500 liter. Den är utrustad med två interna värmeväxlare (för solvärme och tappvarmvatten), samt två elpatroner på tillsammans 6 kW. Den är placerad intill badrummet på nedre plan (se figur 3). För att minimera värmeläckaget är manteln isolerad med mineralull. Som värmebärare i solvärmesystemet används ett glykolbaserat värmemedium (som klarar -30°C). Det drivs med en

cirkulationspump i en solvärmeslinga. Pumpen/flödet i solvärmeslingan styrs av en solvärmeautomatik typ Termomat 5. Den mäter temperaturdifferensen mellan solfångare och ackumulatortank. När solfångaren är 5°C varmare än tanken startar pumpen. När temperaturdifferensen minskat till 2°C stannar pumpen. En överhettningsfunktion gör att pumpen stannar om temperaturen i tanken blir över 95°C.

Figur 5. Solfångarinstallationen (samt vädringsfönster)

Kommentar: Med tanke på att det är en relativt stor tank som bara ska täcka ett varmvattenbehov kan man fråga sig om inte 6 kW per hushåll är en onödigt hög installerad effekt; 3 kW borde ha räckt mer än väl.

2.4.2

Ventilation och värme

Ventilationen är av typen FTX, d.v.s. mekanisk från- och tilluft med värmeväxling. Uppvärmningsanordning i traditionell mening finns inte. I stället är en värmeväxlare installerad för återvinning av värmen i ventilationens frånluft. I ventilationsaggregatet finns vidare ett elektriskt eftervärmningsbatteri för tillförsel av extra värme vid behov.

Figur 6. Ventilationsaggregat, placerat i högskåp i kök.

Ventilationsaggregatet är en TemoVex 250RWC från TemoVex Svenska AB. Det har en högeffektiv värmeväxlare som har en torr temperaturverkningsgrad på cirka 83 %. Vid ökande fukthalt i frånluften kan den bli uppåt 87 %. Aggregatet är vidare utrustad med ett motoriserat ”by-pass”-spjäll och ett elektriskt eftervärmingsbatteri på 900 W på

tilluftssidan. Styrautomatiken till aggregatet fungerar så att tilluftstemperaturen aldrig får gå under 15 grader, utan då kopplas automatiskt eftervärmningsbatteriet in.

Huvudsakligen styrs dock ”by-pass” (temperatursänkning) och eftervärmningsbatteri (temperaturhöjning) av vald frånluftstemperatur. Inställt börvärde har en ”dödband” på ± 1°C. D.v.s. om temperaturen underskrider inställt värde med mer än 1°C så startar eftervärmningsbatteriet, och om temperaturen överskrider inställt värde med mer än 1°C så öppnar ”by-pass”-spjället. Under perioder med avfrostning, när utetemperaturen sjunker under -2°C, öppnar ”by-pass”-spjället en gång per timme och under cirka 6 minuter per gång. Medelvärdet på temperaturverkningsgraden sjunker då till 75-78 %. På tilluftssidan är aggregatet utrustat med ett finfilter av klass F7 och på frånluftssidan med ett grovfilter. Aggregatet är slutligen utrustat med eleffektiva fläktar. Vid ett injusterat luftflöde motsvarande 0,5 oms/h är den totala elförbrukningen i det aktuella fallet cirka 76 W (inklusive styrelektronik men utan eftervämningsbatteri).

Ventilationssystemet är i övrigt projekterat av Bengt Dahlgren AB. Dess kanaler är förlagda i bjälklaget mellan över- och undervåning. Kanaldimensioner och don har dimensionerats för att ge låga tryckfall. Övervåningen har deplacerande tilluftsdon placerade i golv, medan undervåningen har omblandande don placerade i tak.

2.5 Boende

2.5.1 Hushållens

storlek

De boende, antal och beteende, förväntas ha en stor inverkan på energianvändningen. När man utvärderar energianvändningen och söker förklaringar till olika resultat kan det därför vara av intresse att veta hur många som bott i de olika husen. Samtliga radhus utom ett var bebodda under större delen av mätningarna. Ett par av radhusen, A6 och B7, var sparsamt eller inte alls bebodda under början av hösten 2001. Radhus A5 var i samband med ägarbyte obebott under större delen av december 2002 och februari 2003. Detta och andra förehavanden som de boende haft för sig, och som vi inte har uppgifter om, har givetvis påverkat energianvändningen. Längre perioder vintertid då närvaron av personer i de olika husen varit mindre än normalt kan ofta lätt ses genom att studera temperaturnivåerna i husen (se bilaga 1). I vissa fall, när eftervärmningsbatteriet varit inkopplat, krävs mer ingående analys av energianvändningen för att identifiera perioder då närvaron varit mindre än normalt. I följande tabell redovisas de uppgifter vi har fått över hur många som bott i de olika husen, och när förändringar har skett.

Tabell 2. Boende i Lindås Park (september 2001 – september 2003)

Radhus Ursprungligt boende Ändrat boende

nr vuxna barn vuxna barn tidpunkt

A1 2 A2 2 2 1 2002 A3 2 A4 2 2 A5 2 2 ? mar-03 A6 (1) 2 1 jan-02 B7 1 1 B8 (2)* (2)* (2)* (2)* dec-01 B9 1 2 1 2003 B10 2 varannan vecka 2 st B11 2 2 B12 2 C13 2 1 2 2 2002 C14 1 2 C15 1 2 2 2 2002 C16 2 1 1 okt-02 D17 2 1 D18 2 2 2 3 2002 D19 1 2 D20 2

*) Simulerat boende. Se avsnitt 2.5.2 för mer detaljerad information.

I rapporten ”Tvärvetskaplig analys av lågenergihusen i Lindås Park” [Arbetsnotat Nr 25] har en fördjupad studie gjorts av hur de boende upplever att det är att bo i husen och hur de har betett sig. Denna studie är huvudsakligen baserad på intervjuer med de boende. Som underlag har man även haft enkäter som SP delade ut till de boende våren 2002.

2.5.2 Simulerat

boende

En radhuslägenhet var inte bebodd under mätperioden. Detta radhus, nummer 8 i huskropp B (i det följande benämnd B 8) var undantaget för placering av mätutrustning och för speciella mätningar. För att kompensera bortfallet av värmetillskott från

människokroppar och andra aktiviteter fanns i radhus nummer 8 värmeavgivande enheter, människoattrapper installerade. Enheterna bestod av svartmålade cylindrar som

bestyckats invändigt med glödlampor. Cylindrarna hade måtten: Höjd 1,1 meter, diameter 0,3 meter.

Figur 7. Termiska människoattrapper.

Cylindrarnas respektive värmeeffekter var avpassade så att de motsvarade vuxna personer respektive barn. Placeringen av cylindrarna och deras antal var sådant att de avsågs motsvara en familj bestående av 2 vuxna och 2 barn. Tillförd värmeeffekt (9,82 * kWh/dygn) reglerades enligt en brukarprofil som beskrivs i tabell 3 nedan. Tabell 3. Brukarprofil

Från Till Kök Matplats Vard rum Föräldr sov Barn sov Barn sov Effekt,W

Period 1 Natt 1 00:00 06:00 60 W 140 W 40 W 40 W 280

Period 2 Morgon 06:00 08:00 240 W 220 W 60 W 60 W 40 W 40 W 660

Period 3 Dag 08:00 18:00 60 W 60 W 60 W 60 W 60 W 300

Period 4 Kväll 18:00 22:00 300 W 200 W 200 W 60 W 60W 820

Period 5 Natt 2 22:00 00:00 60 W 140 W 40 W 40 W 280

Brukarprofilen har skapats av Tekn dr Maria Wall.

*) Ursprungligen användes en profil med ett något lägre värmetillskott (7,14 kWh/dygn). Under senhösten 2001 upplevdes dock i provlägenheten att det tillförda värmet från människoattrapperna inte var tillräckligt för att uppnå lufttemperaturen 19 OC. Tillfört värme höjdes därför (2001-12-05) till de värden som anges i tabell 3 ovan.

Till detta kommer värmeeffekt för drift av kyl och frys, samt värmeläckage från varmvattenberedaren. Även värmen från fläktarna i ventilationsaggregatet kommer till stor del att tillföras bostaden. I provlägenheten fanns hela tiden även en datorutrustning som använde el och alstrade värme.

I redovisade tabeller diagram för energianvändning har för provlägenheten 3,3 kWh/dygn dragit bort från uppmätt total energianvändning. Detta motsvarar den uppskattade

personvärmen från en familj på fyra personer, totalt cirka 1200 kWh/år.

I uppmätta och redovisade värden för provlägenhetens användning av hushållsel finns vissa variationer. Det finns flera troliga förklaringar till detta:

• Det fanns ett antal fasta lampor i bl.a. badrum vilka tidvis har varit tända. • Lampor i attrapperna har tidvis gått sönder.

• Tidvis har lite mer mätutrustning funnits i lägenheten.

• Eltillförseln tidvis (helt eller delvis) utslagen p.g.a. utlösta jordfelsbrytare. När lampor gått sönder eller jordfelsbrytare löst ut kan det ha tagit flera dygn, kanske upp till en vecka, innan det har åtgärdats. I några fall har utlöst jordfelsbrytare endast slagit ut elen i provlägenheten, men i många fall har den även helt slagit ut mätinsamlingen. Provlägenheten har under mätperioden även använts som visningslägenhet. Detta har givetvis också haft viss inverkan på mätningarna. För att till viss del kunna ta hänsyn till detta vid utvärdering av uppmätta data fanns därför en loggbok där besökarna fick anteckna när de kom och gick, samt lite om vad de haft för sig (t.ex. vädrat). En sammanställning av anteckningarna i loggboken redovisas i bilaga 4.

Under en del av vinterhalvåret 2001-2002, fanns installerat i ”WC/D” på ovanplanet i radhus B8 ett system för styrning av duschen. Systemet var i drift under månaderna december, januari, februari och halva mars. I februari förekom dock ett avbrott under 12 dygn. Varje dag öppnades duschen med normalt varmvattenflöde för duschning under perioderna 06:00 - 06:03, 06:15 - 06:18, 06:30 – 06:33, 06:45 – 06:48.

3 Genomförda

mätningar

3.1 Byggnadskonstruktionens

lufttäthet

Byggnadskonstruktionens lufttäthet är av avgörande betydelse för byggnadens energiförbrukning och för den operativa temperaturen inomhus. För en

byggnadskonstruktion med effektiv värmeisolering som i detta projekt, är det av stor vikt att byggnadskonstruktionen har så god lufttäthet att fuktig inomhusluft inte får tillfälle att tränga ut i värmeisoleringsskiktet och kondensera med fuktskador som följd.

3.1.1 Provningsmetod

De radhuslägenheter som har täthetsprovats inom detta projekt har provats med påfört övertryck respektive undertryck enligt SS 02 15 51. För att säkerställa att luftläckning till respektive från intilliggande radhus inte förekom under täthetsprovning upprätthölls samma tryck i angränsande radhus. På så sätt kunde säkerställas att täthetsmätningen endast omfattade det aktuella radhusets klimatskärm, det vill säga bottenplattan,

ytterväggarna med fönster och taket. Ett radhus med gavel får därmed en större area som kan läcka luft än en radhuslägenhet som ligger inne i huskroppen.

3.1.2

Provning i tidigt skede

I syfte att i ett tidigt skede få uppfattning om konstruktionens lufttäthet provades 2 radhus i huskropp C genast efter att väggarnas skivbeklädnad färdigställts. Ett radhus med gavel och radhus inne i huskroppen valdes för provning enligt ovan. Resultatet redovisas i tabell 4 nedan.

Tabell 4. Resultat från täthetsmätning i inledande sked Radhus

nr

Provningsdatum Typ Luftläckning, l/s * m2 vid

± 50 Pa tryckskillnad. C 15 2000-12-18 Inne i huskroppen 0, 28

C 16 2000-12-18 Gavel 0, 34

Figur 9. Täthetsprovning med mottryck i angränsande radhuslägenheter.

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tryckskillnad över klimatskärmen, Pa.

Luftläckning, l/s*m2

Övertryck Undertryck Medelvärde

3.1.3

Provning av färdigt hus

Före inflyttning täthetsprovades samtliga 6 radhus som ingår i huskropp B. Resultatet av täthetsprovningarna redovisas i tabell 5 nedan.

Tabell 5. Täthetsmätning av färdigt hus. Radhus

nr

Provningsdatum Typ Luftläckning, l/s * m2 vid

± 50 Pa tryckskillnad. B7 2001-04-21 Gavel 0, 28 B8 2001-04-21 Inne i huskroppen 0, 39 B9 2001-04-21 Inne i huskroppen 0, 44 B10 2001-04-22 Inne i huskroppen 0, 25 B11 2001-04-22 Inne i huskroppen 0, 20 B12 2001-04-22 Gavel 0, 23

3.1.4

Jämförelse med myndighetskrav

Som nämnts tidigare har de genomförda mätningarna omfattat de byggnadsdelar som vetter mot det fria, det vill säga byggnadens klimatskärm. Enligt Boverkets byggregler kap 9 :21 anges att ”Byggnadens klimatskärm skall vara så tät att det genomsnittliga luftläckaget vid ± 50 Pa tryckskillnad inte överstiger 0, 8 l/s m2 för bostäder…”. Föreskrivande myndighets definition av klimatskärmens area i radhus är dock oklar. De erhållna resultaten från täthetsmätningarna inom detta projekt visar att radhusen med mycket god marginal understiger gällande myndighetskrav avseende högsta tillåtna luftläckning. Mätresultaten kan inte jämföras med resultat från mätningar där klimatskärmens area i radhus inte har definierats på samma sätt som här.

3.1.5 Mätutrustning

Vid mätningarna har följande mätutrustning använts. Fläkt med luftflödesmätare SP inv nr 200 012 Mikromanometer SP inv nr 202 236

Mikromanometer SP inv nr 202 237

Vind – och temperaturmätare SP inv nr 202 424

3.1.6 Mätosäkerhet

3.2

Fukt i byggnadskonstruktionen

Mätning/indikering av fukt i träkonstruktionen genomfördes med hjälp av elektriska fuktgivare i huskropp B. Detta för att få en uppfattning om uttorkningsförloppet av eventuell byggfukt. Mätningen avsåg således inte att följa exempelvis fukthalten i konstruktionens yttre delar. Principen för mätningen är att genom elektrisk konduktivitet mellan två elektroder bestämma fuktkvoten i träkonstruktionen. Fuktgivarna byggdes in i konstruktionen under byggprocessen. De var inbyggda i syll, hammarband respektive taknock och placerades ungefär mitt i isoleringsskiktet och utanför den diffusionstäta plastfolien. På utsidan av mätpunkten finns cellplast som isolering, vindskydd och underlagstak. Signalledningar drogs i samband med inbyggnaden till radhus 8 så att avläsning kunde göras där. Uppmätt fuktkvot anges som kilogram vatten per kilogram torrt material, kg/kg. Mätosäkerheten bedöms till cirka ± 0,05 kg/kg. Resultatet av mätningarna redovisas i tabell 6 nedan.

Tabell 6. Uppmätt fukt i byggnadskonstruktionen, kg/kg.

Mätpunkt/tidpunkt B7 B8 B9 B10 B11 B12 Syll, norr 2001-10-10 0,08 0,07 0,15 0,14 0,17 0,13 2002-03-06 0,09 0,09 0,12 0,11 0,12 0,12 2003-09-01 0,08 0,07 0,14 0,13 0,13 0,13 Syll, söder 2001-10-10 0,07 0,07 0,13 0,14 0,15 0,13 2002-03-06 0,09 0,09 0,11 0,12 0,12 0,11 2003-09-01 0,08 0,08 0,13 0,13 0,14 0,14 Hammarband, norr 2001-10-10 0,08 0,07 0,15 0,13 0,12 0,16 2002-03-06 0,09 0,09 0,13 0,12 0,11 0,13 2003-09-01 0,08 0,07 0,14 0,13 0,13 0,14 Hammarband, söder 2001-10-10 0,08 0,08 0,12 0,12 0,12 0,12 2002-03-06 0,09 0,09 0,11 0,10 0,11 0,11 2003-09-01 0,08 0,07 0,13 0,13 0,13 0,13 Taknock 2002-03-06 0,09 0,09 0,13 0,09 0,13 0,12 2003-09-01 0,08 0,07 0,16 0,13 0,16 0,16

Fuktkvoten i en träkonstruktion bör aldrig överskrida 0,18 kg/kg, detta för att undvika fuktskador. Viss risk för fuktskador finns dock redan i området 0,15-0,17 kg/kg. De flesta mätningarna ligger under dessa värden. Svängningarna i uppmätt fuktkvot är små och beror sannolikt på variationer i uteluftens fukthalt. Att man i byggnadsskalets yttre delar använt sig av ett material med högt diffusionsmotstånd innebär en viss risk för fuktskador i de på så sätt inneslutna träkonstruktionerna. Detta om fukt kommer in i konstruktionen utifrån eller via fuktkonvektion inifrån. Att det finns en korrelation mellan uppmätta fukthalter och hushållens storlek indikerar en viss fuktkonvektion. Det finns också en tendens till uppfuktning i taknockens träkonstruktion i hus B9 till B12. I tre av husen är uppmätta värden så höga att viss mindre risk för fuktskador skulle kunna föreligga. Dock är mätningarna gjorda vid olika tidpunkter på året och därför inte helt jämförbara. Uteluftens temperatur och fukthalt var mycket lägre i mars 2002 än i september 2003 vilket kan betraktas som normalt. Vidare är mätprincipens mätosäkerhet så stor att man inte med säkerhet kan säga att risk för fuktskador har förelegat under mätperioden.

3.3 Ventilationssystemets

funktion

3.3.1 Ventilationsflöden

Kontrollmätning av injusterade luftflöden har bara gjorts i lägenhet B8. Detta har gjorts av en doktorand från Linköpings Tekniska Högskola, men med SP:s luftflödesmätare (SP inv nr 202 495) och under överinseende av mättekniker från SP. Mätningarna utfördes enligt T22:98 Metoder för mätning av luftflöden i ventilationsinstallationer, Svensson, A., et. al. För tilluften användes två olika metoder. För frånluften uppmättes ett totalt flöde på 47,1 l/s och för tilluften 45,2 l/s. Mätosäkerheten för frånluften bedöms till cirka 10 % och för tilluften till 15%. Mer information och resultat från dessa mätningar ges i rapporten ”Tvärvetskaplig analys av lågenergihusen i Lindås Park” [Arbetsnotat Nr 25]. Där redovisas också mätningar av luftutbyteseffektivitet, som också gjorts i samarbete med SP och med SP:s utrustning.

3.3.2

Ventilationsaggregatets temperaturverkningsgrad

I varje radhus finns en värmeväxlare för ventilationsluft installerad. Centralt i ventilationskanalernas tvärsnitt, omedelbart intill värmeväxlaren installerades temperaturgivare av typ Pt-100. Med hjälp av mätresultaten har värmeväxlarens temperaturverkningsgrad beräknats.

Beräknad temperaturverkningsgrad redovisas med hjälp av diagram. Beräkning av temperaturverkningsgrad har endast kunnat göras under perioder då tillsatsvärme inte har varit inkopplad. Redovisad temperaturverkningsgraden avser hela aggregatet inklusive fläktar. I det följande redovisas resultat från 4 utvalda tidsperioder i diagramform.

Teckenförklaring:

luft T ute = lufttemperatur utomhus

B8T1 = lufttemperatur i bottenplanet i radhus B 8 B8T2 = lufttemperatur i ovanplanet i radhus B 8

Temp verkn grad = värmeväxlarens temperaturverkningsgrad

Inledningsvis fungerade inte styrningen till ventilationsaggregatet som tänkt. Som synes i figur 11 ovan låg temperaturverkningsgraden endast kring 60%. Det var ganska kallt under mätperioden, och utan eftervärmningsbatteri hamnade därför inomhustemperaturen i provlägenheten på mycket låga nivåer (12-16 °C). Troligen har ”by-pass”-spjället varit delvis öppet under hela tiden. Problemet tycks ha gällt generellt för samtliga radhus. I månadsskiftet januari-februari 2002 gjordes därför en omkoppling och ändring i

styrprogrammet i samtliga aggregat. Därefter höjdes verkningsgraden något, men den var ändå lägre än förväntat. Dock var utetemperaturen varmare under den här perioden, och under kortare kallare perioder höjdes verkningsgraden till acceptabla nivåer.

Figur 12. Temperaturverkningsgrad (februari 2002 – 28 februari 2002).

Vid midvintern 2002-2003 upptäcktes ett allvarligt fel i flera av ventilationsaggregaten. Styrprogrammet ”låste sig” tidvis så att ”by-pass”-spjället ställde sig fullt öppet, samtidigt som eftervärmningsbatteriet gick för fullt. Möjligheten till feluppkomst fanns generellt i samtliga aggregat, men inträffade bara ibland i vissa av aggregaten. I månadsskiftet januari-februari 2003 gjordes därför ytterligare omkopplingar och programändringar i styrprogrammet. Därefter uppnåddes vid behov förväntade verkningsgrader, d.v.s. som bäst drygt 95 %, se figur 13 och 14.

Figur 14. Temperaturverkningsgrad (14 mars 2003 – 31 mars 2003).

Som visas i figur 13 och 14 sjunker temperaturverkningsgraden tidvis till rätt låga nivåer genom att ”by-pass” spjället öppnar. Man kan kanske tycka att det är konstigt att man försämrar verkningsgraden på detta sätt. Men om man tittar noga så ser man att försämringen sker i motfas till utetemperaturens variationer. Spjället öppnas endast när frånluftstemperaturen är relativt hög, d.v.s. när det inte längre finns något värmebehov. På så sätt minskar ”by-pass” spjällets automatik behovet av manuell vädring eller solavskärmning. Det innebär alltså stora delar av året en komforthöjande funktion. Man kan dock ifrågasätta om inte ”dödbandet” är lite väl snålt tilltaget. Ett värde på ± 2°C hade med säkerhet sänkt energianvändningen utan nämnvärd försämring av den termiska komforten. Med hänsyn till inverkan av internlaster och tidsfördröjningar kan vidare ett för lågt värde på ”dödbandet” i vissa situationer leda till ett instabilt system.

Den förbättring av aggregatets styrfunktion som skedde i början av 2003 tycks också ha lett till en viss stabilisering av innetemperaturerna.

Den inledningsvis bristfälliga funktionen hos ventilationsaggregatets styrning är trolig orsak till att man tidigt under hösten 2001 började använda eftervärmningsbatteriet i de bebodda husen (och att vi tvingades höja den simulerade lasten i provlägenheten). Hur de boende under mätperioden har agerat för att kompensera bristerna i styrningen har enligt uppgift varierat, och därför också dess inverkan på den totala energianvändningen. Den fortfarande något bristfälliga funktionen fram till början av 2003 har troligen också lett till en onödigt hög energianvändning. För att få en så relevant utvärdering som möjligt har vi därför använt oss av perioden september 2002 till augusti 2003 när vi utvärderat energianvändningen.

3.3.3

Koldioxidhalt i sovrum

I byggnad B fanns i varje radhuslägenhet en mätpunkt för koldioxid. Mätpunkten var placerad på ovanplanet i ”SOVRUM” mot norr, omedelbart innanför dörrens anslagssida och på höjden 1,1 meter ovan golv. I var och en av de 6 lägenheterna hade CO2-mätare av fabrikat/typ ”Vaisala GMW 22D” installerats. Dessvärre visade det sig att ingen av CO2-mätarna fungerat på ett sådant sätt att mätresultaten kan betraktas som tillförlitliga. Resultat från mätning av koldioxid inomhus kan därför inte redovisas i denna rapport.

3.4

Termisk komfort vintertid

3.4.1 Operativ

temperatur

Under en period som omfattade slutet av januari 2003 och början av februari 2003 uppmättes den operativa temperaturen samtidigt mot norr respektive söder. Mätningarna genomfördes i båda våningsplanen i radhuslägenhet nummer B 8, dock inte samtidigt. Mätpunkten i bottenplanets norra sida var lokaliserad till ”KÖK”. Kubens vertikala centrumlinje var placerad 0,5 meter från ytterväggens insida och på höjden 1,1 meter ovan golv. Kubens horisontella axel passerade genom en punkt belägen på halva fönsterglasets bredd.

Mätpunkten i bottenplanets södra sida var lokaliserad till östra fönsterdörren i ”RUM”. Kubens vertikala centrumlinje var placerad 0,5 meter från glasets insida och på höjden 1,1 meter ovan golv. Kubens horisontella axel passerade genom en punkt belägen på halva glasets bredd i fönsterdörren.

Mätpunkten i ovanplanets norra sida var lokaliserad till ”SOVRUM”. Kubens vertikala centrumlinje var placerad 0,5 meter från ytterväggens insida och på höjden 1,1 meter ovan golv. Kubens horisontella axel passerade genom en punkt belägen på halva fönsterglasets bredd.

Mätpunkten i ovanplanets södra sida var lokaliserad till fönsterdörren i västra ”RUM”. Kubens vertikala centrumlinje var placerad 0,5 meter från glasets insida och på höjden 1,1 meter ovan golv. Kubens horisontella axel passerade genom en punkt belägen på halva glasets bredd i fönsterdörren.

Varje mätpunkt bestod av en kub med 50 mm sida. I centrum av var och en av kubens 6 sidor fanns en temperaturgivare av typ termistor inbyggd. I kubens omedelbara närhet och skyddad mot solstrålning fanns en lufttemperaturgivare av typ Pt-100 och en

riktningsoberoende lufthastighetsgivare av typ ”hot bulb”.

Resultat från mätning av operativ temperatur redovisas i det följande med hjälp av diagram. Man kan i diagrammen se att den operativa temperaturen större delen av tiden ligger i intervallet 1,5 till 3 °C lägre än den uppmätta temperaturen. Orsaken är dels att den operativa temperaturen tar hänsyn till kallstrålning från främst fönster, dels att lufttemperaturen mäts relativt centralt i huset. När man studerar temperaturkurvorna i bilaga 1 skall man därför beakta att den upplevda temperaturen i husen vardagsrum, kök och sovrum vintertid kan var några grader lägre än vad som redovisas i kurvorna.

Figur 17. Operativ temperatur i bottenplan. Mätning mot norr.

Figur 19. Operativ temperatur i bottenplan. Mätning mot norr.

3.4.2 Golvens

yttemperatur

Under samma tidsperiod som mätning av operativ temperatur genomfördes, uppmättes golvens yttemperatur. På norra sidan var mätpunkten placerad 0,5 meter från yttervägg, det vill säga rakt under kuben för mätning av operativ temperatur i respektive

våningsplan. På samma sätt var mätpunkten placerad på södra sidan, det vill säga 0,5 meter från glasets insida och rakt under kuben. Mätelementet bestod av en

motståndsgivare av typ Pt-100 applicerats med hjälp av värmeöverföringspasta. Resultat från mätning av golvens yttemperatur redovisas i det följande med hjälp av diagram.

Figur 21. Golvets yttemperatur i bottenplan. Mätning mot norr.

Figur 23. Golvets yttemperatur i ovanplan. Mätning mot norr.

Figur 24. Golvets yttemperatur i ovanplan. Mätning mot söder.

I Boverkets byggregler anges i rådstexten under “6:41 Termiskt rumsklimat” godtagbara temperaturnivåer på bland annat riktad operativ temperatur (= medelvärdet mellan plan strålningstemperatur och lufttemperatur i en punkt) och golvets yttemperatur. Kravet för riktad operativ temperatur anses uppfyllt om den inte understiger 18 OC. För golvets yttemperatur gäller kravet lägst 16 OC. I följande tabell redovisas högsta respektive lägsta värden under mätperioderna enligt ovan.

Tabell 7. Uppmätta min- och max-värden (operativ temperatur och golvens yttemperatur).

Mätpunkt Riktad operativ

temperatur, OC. Högsta värde. Riktad operativ temperatur, OC. Lägsta värde. Golvets yttemperatur, OC. Högsta värde. Golvets yttemperatur, OC. Lägsta värde. Bottenplan mot norr 22,1 19,7 21,2 19,6 Bottenplan mot söder 23,2 19.6 21.4 19,6 Ovanplan mot norr 21,2 19,2 21,0 19,5 Ovanplan mot söder 26,7 18,7 24,6 18,8

Beräkning av PMV (Predicted Mean Vote) och PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) har gjorts med högsta uppmätta respektive lägsta uppmätta värden under de båda mätperioderna som ingående parametrar. Resultaten redovisas i tabell 7 nedan. Tabell 8. Redovisning av beräknade PPD- och PMV-värden.

Mätpunkt

_PPD

_PMV

Bottenplan mot

norr. Högsta värde 5 95 % nöjda

-0,1 Uppfyller

SS-ISO 7730 Bottenplan mot

norr. Lägsta värde 9 91 % nöjda -0,5 Uppfyller SS-ISO 7730 Bottenplan mot söder. Högsta värde. 5 95 % nöjda 0,1 Uppfyller SS-ISO 7730 Bottenplan mot söder. Lägsta värde 12 88 % nöjda -0,6 Ovanplan mot

norr. Högsta värde 6 94 % nöjda

-0,3 Uppfyller

SS-ISO 7730 ovanplan mot norr.

Lägsta värde 14 86 % nöjda -0,7 Ovanplan mot söder. Högsta värde 10 90 % nöjda 0,5 Uppfyller SS-ISO 7730 Ovanplan mot söder. Lägsta värde 17 83 % nöjda -0,8

3.4.3 Fönsterglasens

yttemperatur

Under samma tidsperiod som mätning av operativ temperatur genomfördes, uppmättes fönsterglasens yttemperatur. På norra sidans bottenplan var mätpunkten placerad på fönster i ”KÖK” och på norra sidans ovanplan var mätpunkten placerad på fönster i ”SOVRUM”. Mätpunkten var i respektive våningsplan lokaliserad till halva

fönsterglasets bredd och på höjden 1,1 meter ovan golv. I bottenplanets södra sida var mätpunkten placerad på östra fönsterdörren, på halva glasets bredd och på höjden 1,1 meter ovan golv. På ovanplanets södra sida var mätpunkten placerad på västra

fönsterdörren, på halva glasets bredd och på höjden 1,1 meter ovan golv. Mätelementet bestod av en motståndsgivare av typ Pt-100 applicerats med hjälp av

värmeöverföringspasta. Resultat från mätning av fönsterglasens yttemperatur redovisas i det följande med hjälp av diagram.

Figur 25. Fönsterglasets yttemperatur i bottenplan. Mätning mot norr.

Figur 27. Fönsterglasets yttemperatur i ovanplan. Mätning mot norr.

Figur 28. Fönsterglasets yttemperatur i ovanplan.Mätning mot söder.

Om man jämför med den operativa temperaturen i motsvarande rum så ser man att fönsterglasens temperatur endast är några grader lägre. Detta är en klar indikation på att det rör sig om mycket välisolerade fönster. Vid kraftig solinstrålning kan man också tydligt se en höjning av fönsterytans temperatur. Denna temperaturhöjning slår också igenom i de tidigare mätningarna av operativ temperatur och golvens yttemperatur.

3.4.4

Temperatur och relativ fuktighet i badrum

I huskropp B hade flera mätelement installerats än i huskropparna A, C respektive D. I byggnad B fanns i respektive ”TVÄTT” en mätpunkt för lufttemperatur som var placerad på vägg mot ”SOVRUM” mot norr och på höjden 1,1 meter ovan golv. I byggnad B fanns i respektive ”TVÄTT” en mätpunkt för relativ luftfuktighet som var placerad på vägg mot ”SOVRUM” mot norr och på höjden 1,1 meter ovan golv. Temperatur och relativ

luftfuktighet uppmätt under vintern 2001/02 redovisas i det följande i form av diagram: Teckenförklaring:

B8 RF = relativ luftfuktighet i TVÄTT/DUSCH i radhus B 8. B9 RF = relativ luftfuktighet i TVÄTT/DUSCH i radhus B 9. B10 RF = relativ luftfuktighet i TVÄTT/DUSCH i radhus B 10. B11 RF = relativ luftfuktighet i TVÄTT/DUSCH i radhus B 11. B12 RF = relativ luftfuktighet i TVÄTT/DUSCH i radhus B 12. B8 T = lufttemperatur i TVÄTT/DUSCH i radhus B 8.

B9 T = lufttemperatur i TVÄTT/DUSCH i radhus B 9. B10 T = lufttemperatur i TVÄTT/DUSCH i radhus B 10. B11 T = lufttemperatur i TVÄTT/DUSCH i radhus B 11. B12 T = lufttemperatur i TVÄTT/DUSCH i radhus B 12.

Figur 30 a,b. Luftens temperatur och relativa fuktighet i TVÄTT (1-31 januari 2002).

Det kan noteras att de uppmätta lufttemperaturerna i badrummen tidvis är extremt låga. Främst gäller detta under perioder när det är extra kallt ute, men även under övriga tider är lufttemperaturen i badrummen för det mesta anmärkningsvärt låg. Detta kan förklaras dels med att badrummen saknar tilluftsdon som kan förse rummet med övertempererad luft, dels med att badrummen för det mest har stängd dörr. För att vintertid uppnå en acceptabelt inneklimat i badrummen kan det därför konstateras att någon typ av extra värmekälla skulle behövas. Den enklaste lösningen vore väl att installera en elektrisk handdukstork.

Skillnaden mellan provlägenheten (radhus B8) och övriga lägenheter torde bero på att provlägenheten i princip alltid har haft en stängd dörr och att inga värmealstrande aktiviteter typ hårtorkning, tvättning och torktumling har skett. Detta har lett till en mycket jämnare temperaturprofil.

Figur 31 a,b. Luftens temperatur och relativa fuktighet i TVÄTT (1-28 februari 2002).

När det gäller uppmätta fukthalter håller dessa sig alltid under nivåer som normalt anses kunna leda till leda till mögel- och fuktskador. Att det trots de låga lufttemperaturerna förhåller sig på detta sätt beror på att fukthalten i tillförd uteluft också är mycket låg, lägre desto kallare det är ute. Dock finns risk för att man lokalt i rummet skall kunna få fuktproblem. Även ur denna synvinkel skulle det därför vara en fördel med någon typ av extra värmekälla i badrummen.

Även när det gäller fukthalterna skiljer sig provlägenheten från övriga lägenheter. För det mesta ligger fukthalterna lägre än för övriga lägenheter. Orsaken är att man inte har någon normal fuktalstring från personer och matlagning. Under perioder med simulerad duschning uppnås dock kortvarigt högre halter än i övriga lägenheter.

Observera att under de första halvan av februari fungerade inte den automatiska duschningen i provlägenheten (B8), varför fukthalterna under denna period är mycket jämnare.

3.5 Automatisk

fönstervädring

Under sommarmånaderna 2002 upptäcktes att lufttemperaturen inne i provhuset var alltför hög för att det termiska klimatet skulle kunna betecknas som behagligt. Orsaken var att ingen vädring förekom i det obebodda provhuset vilket var en nödvändig åtgärd därför att ventilationssystemet inte hade tillräcklig kapacitet för att bemästra

temperaturhöjningen under soliga sommardagar. Takfönstret ovanför våningstrappan utnyttjades heller inte för att åstadkomma ”forcerad ventilation” som skulle ha kunnat sänka lufttemperaturen inomhus. Anledningen till detta var mycket enkel; Takfönstret var avsett att manövreras manuellt och eftersom ingen bodde i huset blev inte heller fönstret öppnat när lufttemperaturen blev obehagligt hög. Genom vädring på ovanplan och solavskärmning har man i de bebodda husen uppnått en acceptabel termisk komfort. Men även i dessa hus kunde man tidvis få rätt höga temperaturer. Detta då man inte vågade låta fönster på bottenplan och takfönster stå öppna när man åkte till arbetet. En jämförelse mellan provhuset och ett bebott hus visas i figur 32 a,b nedan. Som synes ligger

temperaturen i provhuset mer än 5°C högre än i ett angränsande hus.

Figur 32 a,b. Jämförelse av lufttemperatur i hus B8 och B9 under augusti 2002. Efter tilläggsansökan tillfördes medel från FORMAS så att ett automatiskt vädringssystem kunde konstrueras, installeras och utvärderas. Det automatiska

vädringssystemet var installerat under sommarmånaderna 2003. Det styrdes med hjälp av den operativa temperaturen. Mätelementet bestod av en svartmålad glob med diametern 150 mm och den var utförd av tunn kopparplåt. Inne i globens centrum fanns en

motståndsgivare av typ Pt-100. Globen var placerad på höjden 1,1 meter över golv nära våningstrappan i ”RUM” (se figur 16 a, b, och figur 35)

Det automatiska vädringssystemet styrdes på så sätt att då operativa temperaturen nådde 24 OC öppnades samtidigt fönster i ”KÖK” och takfönstret (se figur 33 och 34 nedan). De båda fönstren hölls öppna till dess att operativa temperaturen som uppmätts med den svartmålade globen sjunkit till 23, 5 OC. Tiden som de båda fönstren var öppna och den operativa temperaturen registrerades. Resultaten från registrering av öppningstid respektive operativ temperatur (globtemperatur) redovisas i form av diagram.

Figur 33. Motordriver fönster i ”KÖK”.

Figur 35. Placering av globtermometer och mätinsamlingsutrustning.

Figur 36. Operativ temperatur och fönsteröppningstid under juni 2003.

Figur 38. Operativ temperatur och fönsteröppningstid under augusti 2003.

Figur 39. Operativ temperatur och fönsteröppningstid under september 2003. Jämfört med mätningarna från 2002 kan man tydligt se att systemet med automatisk vädring uppnår ett mycket bättre inneklimat. Endast under kortare perioder när utetemperaturen är hög överskrids inställt börvärde. Uteluften förlorar då sin kylande effekt. Vid betraktande av mätresultaten från samtliga radhuslägenheter framgår att lufttemperaturen inomhus kan bli så hög under sommaren att det termiska

inomhusklimatet inte längre är behagligt. Resultaten från försöken med automatisk vädring visar att det är en möjlig väg till acceptabel lufttemperatur inomhus även under sommaren. När det är riktigt varmt ute är dock solavskärmning ett effektivare sätt att hålla nere rumstemperaturen.

En framtida installation för automatisk vädring utformas i så fall på annat sätt än denna försöksuppställning som enbart var avsedd för att visa på den tekniska principen som innebär att självdrag utnyttjas för forcering av ventilationen. Till exempel skulle motorstyrda spjäll i ett enkelt kanalsystem vara en bättre teknisk lösning än automatisk öppning av fönstren.

3.6 Kontinuerliga

mätningar

Kontinuerliga mätningar av ett antal parametrar genomfördes under cirka två års tid, från mitten av september 2001 till slutet av september 2003. Huvudsyftet var att under en längre period dokumentera såväl energianvändning som termisk komfort.

3.6.1 Klimatdata

För projektet installerades en egen väderstation som var placerad 30 meter öster om huskropp B:s östra gavel. Mätutrustningen var placerad 10 meter över huskropp B:s bottenplattas överkant. Följande parametrar uppmättes / utrustning användes: Lufttemperatur PT-100

Relativluftfuktighet Rotronic Hygro Grip (SP inv nr 202 306

Vindhastighet Vaisala Anemometer WAA 12 (SP inv nr 201 650)

Vindriktning Vaisala Wind vane WAV 12 (SP inv nr 201 651)

Global solstrålning Pyranometer Kipp&Zonen (SP inv nr 202 185)

På taknocken ovanför radhus nummer B 8 fanns vidare en anordning för mätning av diffus solstrålning där pyranometern (Schenk nr 2164) försetts med en skuggring som anpassade sig automatiskt till solhöjden.

Figur 40. Pyranometer med skuggring.

Förutom dessa parametrar mättes även marktemperaturen i tre olika punkter. Den mättes 0,1 m under gräsmatta 3,5 m söder om huskropp B (centralt utanför hus B8), 0,1 m under asfalt 2,5 m väster om huskropp B (i centrumlinjen till hus B7) och 0,1 m under

Vald utvärderingsperiod för energianvändning motsvarar ungefär ett normalår, se varaktighetsdiagramet i figur 41 nedan. Upp till +1°C är vald utvärderingsperiod något varmare än ett normalår. För högre utetemperaturer är perioden däremot kallare.

Medeltemperaturen för normalåret är satt till +7,9°C och dess varaktighetskurva beräknad enligt matematiskt uttryck givet i VVS-special, Värmeåtervinning 1:1981, Tomas Hallén.

-30,0 -20,0 -10,0 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760 Timmar (h) Ute te mpe ra tur (°C) Uppmätt Normalår

Figur 41. Varaktighetsdiagram; normalår vs uppmätt (september 2002 – augusti 2003). Beroende på både vilka 12-månadersperioder och vilka gränstemperaturer man väljer kan man utifrån uppmätta data få både fler och mindre antal gradtimmar än för ett normalår. Det råder också en viss osäkerhet kring vilken medeltemperatur som skall användas för Göteborg. Olika källor ger värden från +7,8°C till +8,2°C. För hus som är så extremt välisolerat som de i Lindås är det vidare svårt att tillämpa en traditionell beräkning av gradtimmar. Detta då större delen av energianvändningen är oberoende av

utetemperaturen, men samtidigt har den en stor inverkan på det lilla värmebehov som tidvis uppstår. D.v.s. gränstemperaturen är ovanligt låg och dessutom inte konstant. Den varierar nämligen relativt mycket beroende på variationerna i de interna värmelasterna. Normalt förekommande variationer från år till år bedöms därför endast marginellt påverka den totala energianvändningen. Uppskattningsvis med mindre än 200 kWh/år. Att vi trots detta har haft en omfattande mätning av klimatdata beror på att framtagna mätdata även är tänkta att kunna användas för utvärdering och förfining av olika program för byggnadssimulering. I det fallet är även data på solinstrålning av lika stort intresse som utetemperaturen, speciellt för den här typen av hus. Vid jämförande simuleringar av andra typer av hus, som kanske inte är så täta som de i Lindås, är även vinddata av intresse.

Resultaten från samtliga klimatmätningar redovisas dels i diagramform i bilaga 3, dels på CD-ROM-skivan med mätdata som bifogas vid köp av den tyckta rapporten eller som kan köpas separat.

3.6.2 Lufttemperaturer

inomhus

Den termiska komforten har indirekt mätts genom att mäta lufttemperaturen i två punkter per radhuslägenhet. Korrelation till termisk komfort har gjorts genom att under kortare perioder vintertid mäta operativ temperatur m.m. (se avsnitt 3.4). Luftemperaturen har mätts i en central punkt i över- och undervåningen i samtliga hus. I samtliga 20 radhus uppmättes lufttemperaturen i 2 punkter som benämnes T1 respektive T 2. Mätpunkten T1 var placerad i bottenplanet 1,1 meter ovan golv nära mitten på ”RUM”:s norra vägg, det vill säga vägg mellan ”KÖK” och ”RUM”. Mätpunkten T2 var placerad på ovanplanet i ”SOVRUM” mot norr, omedelbart innanför dörrens anslagssida och på höjden 1,1 meter ovan golv. Se även figur 16 a,b. Mätelementen i mätpunkterna T1 och T2 bestod av motståndsgivare av typ Pt-1000. I diagrammet nedan visas uppmätta temperaturnivåer i hela husbeståndet, exklusive provlägenhet B8, under vintern 2001-2002. Vidare redovisas medelvärden för de mätta lufttemperaturerna under samma tidsperiod i tabell 9.

0 5 10 15 20 25 30 35 1 731 1461 2191 2921 3651 4381 Timmar (h) Temperat ur ( °C)

Figur 42. Uppmätta temperaturnivåer i hela husbeståndet.

Husen ligger nära ett medelvärde på drygt 23°C. Det finns inga större skillnader mellan gavel och mitthus. Ovanplan har generellt cirka en halv grad högre temperatur än bottenplan. Förutom i två gavelhus har man en relativt jämn temperaturfördelning kring 23±3°C. I två gavelhus som var obebodda under en längre tid under hösten sjönk temperaturen nedåt 10°C innan de blev bebodda. Därefter uppvisar även de samma temperaturnivåer som i övriga lägenheter.

Tabell 9. Medelvärden för temperaturerna i hela husbeståndet under första vintern.

oktober 2001-mars 2002 samtliga gavel mitt

Medeltemperatur inne (°C) * 23,3 23,6 23,0

ovanplan (°C) 23,5 23,9 23,2

bottenplan (°C) 23,0 23,3 22,8

Det bör dock beaktas att temperaturerna är mätta centralt i huskroppen. Som visats i mätningarna av operativ temperatur (se avsnitt 3.4) så kan den upplevda temperaturen i husens vardagsrum, kök och sovrum vintertid var några grader lägre än vad som

redovisas i kurvorna för mätpunkterna T1 och T2. När det gäller badrummet på ovanplan så torde den operativa temperaturen där kunna bli mycket låg under vissa tider på vintern. Under stora delar av året, även vintertid, har dock innetemperaturerna husen varit en bra bit högre än 20°C. Detta är också delvis en förklaring till att energiförbrukningen i husen har blivit något högre än förväntat.

Eftersom temperaturgivarna var placerade i bebodda hus kan dessa i vissa fall även ha påverkats av aktiviteter som vi inte haft kontroll över. Detta kan innebära att uppmätta och redovisade mätvärden inte är helt representativa för det våningsplan där de har varit placerade. Ett exempel visas i figur 41 nedan.

p ygg -20 -10 0 10 20 30 Januar i Febr uari _Mars _April Maj Juni Juli Augus ti Sept em ber Månader, 2003 T e m peratur (°C)

Lufttemperatur bottenplan Lufttemperatur ovanplan Lufttemperatur utomhus

Figur 43. Lufttemperatur inomhus och utomhus, hus C13.

Visserligen har hus C13 den högsta energianvändningen av samtliga hus. Det är dock inte troligt att man vintertid haft runt +30°C på bottenplanet. Den mest sannolika förklaringen är att man haft ett fristående värmeelement, och att detta varit placerat väldigt nära den aktuella temperaturgivaren.

Resultatet från mätningarna av temperaturerna i samtliga hus och som täcker hela mätperioden redovisas dels i diagramform i bilaga 1, dels på CD-ROM-skivan med mätdata som bifogas vid köp av den tyckta rapporten eller som kan köpas separat.

3.6.3

Total elenergianvändning

I samtliga 20 radhus uppmättes den totalt tillförda elenergin. I nedanstående diagram redovisas total elenergianvändning per hus för en 12 månadersperiod. Redovisade värden har korrigerats för tappade mätdata under vissa månader. Gavelhusen har markerats med rutmönstrade staplar. Korrigering till ”normalår” har inte gjorts (se diskussion i 3.6.1).

8220 7432 6796 10215 5357 9294 7820 5986 7601 7824 8882 7312 12083 8151 7679 8000 9103 8739 9480 9595 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 A1 A2 A3 A4 A5 A6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 C13 C14 C15 C16 D17 D18 D19 D20 kWh/år

Figur 44. Total energianvändning i de olika husen (september 2002 – augusti 2003). Som synes i diagrammet så är det några hus som ”sticker ut” från mängden. När det gäller hus C13 så har vi redan konstaterat att man troligen haft ett extra värmeelement, och också haft en ovanligt hög inomhustemperatur. Man kan även i bilaga 2 se att det är just under vintermånaderna som den förhöjda energianvändningen sker i hus C13. När det gäller hus A4, som har den högsta energianvändningen av mitthusen, kan man i stället se en förhöjd energianvändning även under sommarmånaderna. Orsaken kan vara en ovanligt hög användning av hushållsel. Hus A5, som har den lägsta energianvändningen av mitthusen, tycks inte ha varit bebott under två vintermånader (december 2002 och februari 2003). Detta bedöms ha sänkt energianvändningen med cirka 1500 -2000 kWh. Hus B8 är slutligen det hus som använts som provhus. Det har haft en något lägre lufttemperatur än de flesta övriga hus. Men framför allt har i princip inget varmvatten använts. För övriga hus är spridningen i energianvändning relativt liten, från som lägst 6800 kWh/år för ett mitthus till som mest 9600 kWh/år för ett gavelhus. Min-, max- och medelvärden för hela beståndet av radhus redovisas i tabell 10 nedan.

Tabell 10. Min-, max- och medelvärden för total energianvändning (sept 02 – aug 03).

Huskropp A, B, C, D alla (20 st) gavel (8 st) mitt (12 st)

min 5357 7312 5357

max 12083 12083 10215

medel 8279 8929 7845

Resultatet från mätningarna av elenergianvändning för samtliga hus och som täcker hela mätperioden redovisas dels i diagramform i bilaga 2, dels på CD-ROM-skivan med mätdata som bifogas vid köp av den tyckta rapporten eller som kan köpas separat.

3.6.4

Fördelning av elenergianvändning

I huskropp B hade flera mätelement installerats än i huskropparna A, C respektive D. I byggnad B hade i samtliga 6 lägenheter installerats 3 elmätare; En mätare för den totalt tillförda elenergi, en mätare för elenergi till ventilationsaggregatet (vilket innefattar el till 2 fläktar i varje aggregat och el till extra värmetillskott då sådant erfordras), samt en mätare för elpatronen i ackumulatortanken. Samtliga elmätare var av fabrikat CEWE. I Figur 45 nedan redovisas fördelningen av elenergianvändning i huskropp B för en 12 månadersperiod. Redovisade värden har korrigerats för tappade mätdata under vissa månader. Vidare har totalt använd elenergi i provlägenheten (B8) korrigerats ned med 1200 kWh/år. Detta för att kompensera för den simulerade värmen från människor.

1154 ₇₇₅ 1563 1988 2161 1937 3218 4321 5168 3653 4148 2966 3448 890 869 2184 2572 2410 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 B7 B8 B9 B10 B11 B12 kW h/år vent hush varmv

Figur 45. Fördelning av energianvändning i huskropp (september 2002 – augusti 2003). Min-, max- och medelvärden för den totala och de separerat uppmätta värdena för energianvändningen i huskropp B under perioden september 2002 till augusti 2003 redovisas i tabell 11- 14 nedan. Värden för hus B8 (provhuset) har inte tagits med, dels därför att det inte är helt representativ (t.ex. används inget varmvatten) och dels därför att vi då får samma fördelning av mitt- och gavelhus som för hela husbeståndet.

Tabell 11. Min-, max- och medelvärden för total elenergianvändning i huskropp B.

Huskropp B alla (5 st) gavel (2 st) mitt (3 st)

min 7312 7312 7601 max 8882 7820 8882

medel 7888 7566 8102

I huskropp B har man ett något lägre medelvärde på total elenergianvändning än i hela husbeståndet. Man kan vidare notera att det är gavelhusen i huskropp B som använder avsevärt mycket mindre elenergi än gavelhusen i övriga huskroppar, och därigenom drar ned medelvärdet. Mitthusen i huskropp B använder faktiskt något mer elenergi än snittet för alla mitthus.