En analys av konstruktionen i passivhus

Fasad motnorr av passivhus lokalen i Folkets Park i Malmö

En analys av konstruktionen i passivhus

An analysis of the structure in passive house

– En utredning av de vinster och brister som förekommer med

passivhus

Examensarbete 15 hp.

Författare

Vårterminen 2012

Zubair Haya

Eroll Tahiri

Sammanfattning

Bostäder och service står idag för den största delen av energianvändningen i Sverige. För att skapa en hållbar miljö har regeringen i Sverige tagit fram 16 miljömål. I ett av dess delmål förklaras det att till år 2020 bör energianvändningen i byggnader per uppvärmd areaenhet minska med 20 % och med hela 50 % till år 2050. Landet är i behov av energieffektiva lösningar och därmed har uppmärksamhet riktats mot passivhus (energieffektivt hus). Resultat från tidigare byggprojekt i Sverige visar att passivhus starkt kan bidra till att kraven uppnås.

Ett passivhus har ett litet behov av energi och anses vara ett framtidssäkert hus eftersom det räknas med att konflikter kommer att uppstå i samband med framtidens energikriser. Studier visar att passivhus har vunnit framgång i Sverige och särskilt i Europa men samtidigt finns det skepticism mot konceptet pga. dess ringa tid på marknaden och det frågas om lönsamheten. Utöver detta är kunskapen om den passiva byggtekniken inte utbredd inom byggsektorn. Utifrån dessa dilemman har riktpunkten vid skrivandet av rapporten varit att utforska och tydliggöra de vinster och brister som uppkommer i dagens byggda passivhus. För att intressera läsaren har ett mål varit att i varje kapitel upplysa om råd/synpunkter kring passivt byggande. I detta examensarbete har även fokus lagts på att ge läsaren en ökad kunskap om passivhus genom att med hänsyn till frågeställningarna presentera dess underlag, det som är betydande vid organisationen och vilka synsätt man har till passivhus. För att upptäcka viktiga kunskapsområden och för bättre praktisk förståelse har det samarbetats med företaget Sydark Konstruera AB där projekteringen av ett passivhuskontor i Folkets Park i Malmö har följts.

Litteratur, observationer på arbetsplatsen, personliga samtal och beräkningsprogram är de huvudsakliga metoder som använts för att genomföra studierna och presentera pålitliga resultat. Huvudslutsatsen som presenterats utifrån syftet visar att de vinster som uppkommer i ett passivhus upplevs vara betydelsefulla faktorer som för med sig unika egenskaper och är intill omöjliga att uppnå om man inte bygger passivt. Vidare visar rapporten att bristerna däremot oftast kan motarbetas och är kopplade till tid, noggrannhet och pengar. Nyttan med passivhus upplevs som större än mödan där fördelarna har stor positiv påverkan vilka tynger ner nackdelarna. Vår slutgiltiga uppfattning är att det inte är svårt att bygga ett passivhus bara man vet hur man ska gå tillväga.

Abstract

Residences and service sector currently account for the largest share of energy usage in Sweden. In order to create a sustainable environment, the Government of Sweden has produced 16 environmental goals. In one of the milestones it is explained that by the year 2020, energy usage per unit of area in buildings should be reduced by 20 % and by 50 % until 2050. Sweden is in need of solutions and the attention has therefore been directed to passive houses (energy efficient houses), where the results of previous built projects in Sweden indicates that the requirements are easily achieved.

Studies show that passive houses have been successful in Sweden and especially in Europe, but there is a skepticism towards it because of its limited time on the market and the building sector is questioning the profitability. In addition the knowledge of passive construction technology is not widespread in the construction sector. Based on these dilemmas the purpose when writing this report was to explore and clarify the benefits and imperfections that can be found in today´s already built passive houses. In order to interest the reader our goal has been to indicate advises on passive construction in each chapter. In this degree project the focus has been on providing the reader a better understanding of passive houses by taking into account the foundation, the importance of the organization and what approach there are to passive buildings. A cooperation has been done with the company Sydark Konstruera AB to discover important knowledge areas and for better practical understanding where the project of a passive office in Folkets Park in Malmö has been followed.

Literature, observations of the workplace, personal dialogues and calculation programs are the main methods used to implement the studies and present reliable results. The main conclusion presented by the purpose shows that the profits of a passive house perceived to be significant factors that bring unique features and are almost impossible to achieve if you do not build in a passive way. Furthermore, the report shows that the deficiencies however can usually be resisted and are related to time, accuracy and money. The benefits of a passive house are perceived as greater than the effort where the advantages have a huge positive impact which outweighs the disadvantages. Our final opinion is that there are no difficulties in building a passive house as long as you know how to proceed.

Förord

Detta examensarbete omfattar 15 högskolepoäng och ingår i den avlutande kursen på byggingenjörprogrammet vid Malmö Högskola. Företaget Sydark Konstruera i Malmö har givit oss möjligheten att inleda ett samarbete och har varit till stor hjälp för realiseringen av arbetet. Med hjälp av detta konsultföretag har vi fått följa uppbyggnaden av ett trevånings passivhuskontor i Folkets Park, centrala Malmö. Följande rapport har med hjälp av litteratur och utredningar behandlat målsättningar och lösningar i passivhus/lokaler samt dess lönsamhet. Rapporten riktar sig främst till byggbranschen men kan även vara ett intressant ämne för allmänheten. Arbetet påbörjades i maj 2012 och avslutades i augusti 2012.

Till att börja med vill vi tacka företaget Sydark Konstruera som spenderat tid på oss studenter och särskilt vill vi tacka Ulf Larsson, VD som gjorde samverkan med företaget möjligt. Stor tacksamhet riktas även till vår externa handledare Arlind Tahiri, civil ingenjör/konstruktör som fungerat som en diskussionspartner och kommit med goda tips och idéer. Han har även varit den sista handen i överlämningen av alla skriftliga handlingar till oss från företaget. Ingela Svensson, civilingenjör/konstruktör som bidragit med ytterligare behövande dokument/filer om passivhuskontoret och är den person som realiserat byggnaden i energiprogrammet VIP-Energy. Vi vill även tacka Torsten Persson, arkitekt, för analysering av arbetet.

Ett väldigt tack till följande lärare på Malmö Högskola, vår handledare Catarina Thormark, Tekn. dr i byggnadskonstruktion för all vägledning och råd under arbetes gång. Tack till Mats Persson, Tekn. dr i kunskapsledning och projektledning för din hjälp.

Tack för er medverkan! Malmö, augusti 2012

Haya Zubair Tahiri Eroll

Zubair Haya Eroll Tahiri

Innehållförteckning

1 Inledning... 10

2 Passivhus ... 16

2.2 Vad är ett passivhus? ... 18

2.3 Hur uppnår man ett passivhus? ... 20

2.3.1 Boverkets byggregler (BBR) ... 20

2.3.2 Krav för konventionella byggen ... 23

2.3.3 Krav för passivhus ... 24

2.3.4 Certifiering och verifiering av en passivhusbyggnad ... 26

2.3.5 Energihuskalkyl ... 27

2.4 Hur fungerar ett passivhus? ... 27

2.4.1 Byggnadens klimatskärm ... 27 2.4.2 Grund ... 29 2.4.3 Stomme ... 29 2.4.4 Ytterväggar ... 30 2.4.5 Vindsbjälklag ... 31 2.4.6 Innerväggar ... 32 2.4.7 Fönster ... 32 2.4.8 Dörrar ... 34

3 Väsentliga tekniska lösningar i passivhus ... 35

3.1 Ventilationssystem ... 35

3.2 Alternativa uppvärmningssystem ... 39

3.3 Uppvärmnings- och kylteknik ... 42

4 Övergripande information om passivhus ... 46

4.1 Kritik mot passivhus och lösningar ... 46

4.2 Varför välja ett passivhus? ... 49

4.3 För- och nackdelar med passivhus ... 52

4.4 Synpunkter vid byggande av ett passivhus ... 54

4.5 Energiåtgärder för ett passivhus ... 56

5 Det studerade passivhuset i Folkets Park i Malmö ... 60

5.1 Sydark Konstruera AB ... 60

5.2 Den studerade byggnaden ... 60

5.3 En jämförelse av klimatskärmen mellan passivbyggande och konventionellbyggande . 61 5.4 Tolkningar av det planerade passivhuskontoret med idéer/rekommendationer ... 68

6 Resultat/Analys ... 72

7 Slutsatser ... 79

8 Avslutande ord ... 81

Källförteckning ... 84

Bilagor ... 97

Beteckningar

Aom

Den totala sammanlagda innerarean för omslutande byggnadsdelars ytor med enheten m2 (Boverket 2012 A).

Atemp

Golvarean i alla utrymmen med en temperatur > 10oC, garage ska ej medräknas. Dess enhet är m2 (Boverket 2012 A).

Um

Genomsnittligt U-värde, beskriver värmeförlusterna genom klimatskalet där inklusive köldbryggor medräknas och har enheten W/m2K (Boverket 2012 A).

FEBY – Forum för Energieffektiva Byggnader

FTX-system – Från- och tilluftventilation med återvinning

IGPH – Intressegrupp Passivhus

Definitioner

”Den lägsta temperatur som luft med ett visst vatteninnehåll kan ha utan att fukten i luften fälls ut som kondens” (Energimyndigheten 2011 E), det är på så sätt ett mått på luftens fuktinnehåll (Burström 2007).

Effektsignatur

Ett diagram som visar hur värmeenergin används i en byggnad. Dess funktion är att hitta energitjuvarna och visar t.ex. om huset under en månad har använt onormalt med värme (Sveriges Byggindustrier 2008).

Gratisvärme

Är ett samlingsnamn på olika värmetillskott, värme [W] utöver det man tillför utifrån uppvärmningssystem. Det kan t.ex. vara värme från människor, hushållsel, sol eller varmvatten (Petersson 2009).

Ljudklasser

Ljudklasserna är i Sverige indelade i A-D där A är den strängaste och D är lättast att uppnå. Boverket har som krav att ljudklass C ska uppnås i byggnader enligt svensk standard (Boverket 2012 A).

Operativ temperatur

Begreppet används för att beskriva inverkan av värmestrålning och lufttemperaturen mellan omgivande ytor och människa (Warfvinge 2007). Det är alltså ett mått på hur den verkliga temperaturen upplevs när temperaturen på luft, golv, väggar, fönster och tak vägs samman (Wittmiss, seminarium 2010).

VIP-Energy

Är ett program som kan nyttjas för att i byggnader beräkna energianvändningen. En fysisk modell av byggnaden ritas in i programmet och betydelsefulla parametrar matas in som har påverkan på energianvändningen. Resultat uppvisas därefter i lätt översiktliga tabeller och diagram (StruSoft 2012).

Viktningsfaktor

Är en energiformsfaktor som används vid omräkning kopplad till energislagens levererade energiformer som bränsle, elenergi och fjärrvärme (FEBY 2011 A).

10

1 Inledning

1.1 Bakgrund

År 2008 presenterade regeringen i två propositioner en sammanhållen energi- och klimatpolitik. I innehållet finns tre handlingsplaner som bl.a. främjar energieffektivisering (Regeringen 2008). En viktig fråga för framtiden som byggaktörer, miljötänkare och i stort sett samhället måste fundera över är energianvändningen och hur den kan sänkas. Energin människan använder kan påverka miljön negativt, speciellt vid för lite kunskap om den vilket ofta leder till användning av en felaktig teknik som ger en ökande destruktiv naturpåverkan (Wall 2006). Arbetet för att reducera miljö- och klimatpåverkan har pågått länge och betydelsefulla åtgärder för detta arbete är att försöka minska energiutnyttjandet och att en reflektion görs över energikällorna för att uppnå energibalans (Msr 2012).

För att skapa en hållbar miljö har regeringen i Sverige tagit fram 16 miljömål (Boverket 2011 A). Ett av målen omfattar god bebyggd miljö som innehåller sju delmål vilket bland annat tar upp energianvändningen i byggnader. Där förklaras att till år 2020 bör energianvändningen per uppvärmd areaenhet minska med 20 % och med hela 50 % till år 2050, kraven är i förhållande till år 1995 (Boverket 2011 B). I Sverige har totala användningen av energi ökat sedan 1970-talet men inom bostadssektorn har energianvändningen (TWh) i stort sett minskat bland annat på grund av oljekriser, energibeskattning och ökade energipriser. Men bostäder och service står fortfarande för största delen av energianvändningen vilket ger ytterligare behov av lösningar. År 2011 låg energianvändningen för bostäder och service på 166,5 TWh vilket utgör 27 % av den totala energianvändningen i Sverige. Resultatet kan även jämföras med industrier som är näst störst med 149,0 TWh, 24 % av totala energianvändningen (Ekonomifakta 2010). Framtida energiåtgärder bör i och med detta särskilt riktas till byggsektorn, men hur ska detta uppnås?

Uppmärksamhet har riktats mot passivhus, där resultat från tidigare byggda projekt i Sverige visar att de starkt kan bidra till att kraven uppnås genom att de kraftigt minskar uppvärmningsbehovet (Janson 2010). Passivhus kan uppnås genom ombyggnad/renovering av nuvarande hus men är enklare att åstadkomma genom nyproduktion. Ett passivhus är en smart och väldigt energisnål byggnad med en speciell byggnadsteknik jämfört med konventionella byggnader. För att kraven för bl.a. energianvändning och effekt ska uppnås i ett passivhus krävs det att klimatskärmen konstrueras noggrant och specifikt för att undvika framtida

11 problem. Passivhus är en standard men kan innehålla olika konstruktions- och installationslösningar där ekonomin och kunskapen begränsar valmöjligheterna. Passivhusbyggande är relativt nytt med en utveckling på 1990-talet i Tyskland. I Sverige byggdes första huset efter passivhuskonceptet i Lindås år 2001 (Passivhuscentrum 2012). Dess ringa tid på marknaden har medfört att byggsektorn är lite skeptisk mot det och frågar sig om lönsamheten, därför byggs fortfarande främst det enkla konventionella huset (Janson, seminarium 2012). Intresset och byggandet av passivhus har ökat med åren och skepticismen pressas undan av ökad kunskap (Andrén & Tirén 2010). Samtidigt tvingar miljömålen byggsektorn till ändringar i nybyggen och man frågar sig, är passivhus framtidens hus? Allmänheten är inte medveten om definitionen av ett passivhus, enligt oss är det ett av de största problemen till att det inte får en utvidgning i samhället. Ett intressant tema är att göra en granskning av dess egenskaper och framföra vilka följder ett passivhus för med sig.

1.2 Syfte

Syftet med examensarbetet är att utforska och tydliggöra de vinster och brister som kan uppkomma i dagens byggda passivhus. Intentionen är att följa projekteringen av passivhuskontoret i Folkets Park i Malmö med avseende på de funderingar och beslut företaget gör kring projektet, detta för att upptäcka viktiga kunskapsområden samt parallellt genom forskning få en ökad kunskap om konceptet passivhus. Avsikten vid skrivandet av den empiriska studien har därtill varit att i varje kapitel upplysa om råd/synpunkter kring passivbyggande.

Frågeställningarna vi har valt att fokusera oss på är:

1. Hur/vad är det man bör tänka på för att åstadkomma ett passivhus?

2. Vilka möjliga konstruktionslösningar och rekommendationer finns till passivhus samt

till det studerade projektet med avseende på passivhuskonceptet?

3. Vilka konsekvenser medför passivhus och vilka är aspekterna kring dessa? En

värdering mellan fördelarna och nackdelarna.

En förhoppning är att rapporten kan vara till hjälp vid byggande av nya passiva kontorsbyggnader i Sverige och ge ett ökande förtroende för dem. Förhoppningsvis kan rapporten också vara gynnsam vid fastställande av konstruktions-/tekniska lösningar i

12 passivhus och ge ett förtydligande på hur projekteringen av passivhus i allmänhet kan organiseras. Detta ska uppnås genom att presentera en kortare kunskapssammanställning, tekniska funktioner men även genom att framföra ett övergripande resultat om passivt byggande från olika synvinklar.

1.3 Avgränsningar

Studien har att utförts som en fallstudie. Arbetet har koncentrerats på att vara idérik inom byggtekniska lösningar med en tyngd på att hålla sig inom ämnet passivhus och med målsättningen på att en enhetlig fakta ska vara hämtad utifrån olika perspektiv. Detta endast för att visa att personen inte är ensam om uppfattningen. Den kunskapssammanställning som ges i rapporten kommer endast beröra passivhus och inte vanliga konventionella hus.

Arbetet kommer att avgränsas och vid jämförelse av byggnadskraven kommer texten endast behandla konventionella byggnader och passivhus. Det kommer inte vid jämförandet av kraven att tas hänsyn till andra energivänliga byggnader än passivhus. Kraven som uppvisas kommer utgå för sydvästra Sverige, klimatzon III (söder) dels eftersom den projekterade byggnaden befinner sig där, dels för att begränsa passivhuskraven. De tyska (internationella) kraven kommer inte att nämnas av den orsaken att det inte är relevant med det studerade ämnet.

Beräkningar och simuleringar i rapporten kommer enbart beröra passivhuskontoret i Malmö, där programmet VIP-Energy använts och det hela byggnadskontoret är medräknat. Det har endast utgåtts från svenska standarder, krav och material vid användning av programmet för att resultatet ska rikta sig mot den svenska marknaden. Någon djupgående förklaring om programmet kommer inte att ges.

Studier och kontroller efter färdigställande av byggnad kommer inte att beröras på grund av arbetets begränsade omfattning.

1.4 Disposition

Rapporten är indelad i 8 kapitel med fyra övergripande avsnitt. Nedan följer kortfattade beskrivningar av kapitlen med läsanvisningar.

13  Kapitel 2

Passivhus, introducerar läsaren med en teoretisk bakgrund om passivhus. Här definieras passivhus, hur kraven för passivhusbyggande uppnås och slutligen förklaras hur ett passivhus fungerar.

Följande kapitel bör läsas av novisen för förståelse och insättning i ämnet. Kapitel 2.4 är väldigt lärorikt genom att funktionen i passivhus förkunnas och rekommenderas att läsa för personer som kan ha ett inflytande i passivhusbyggande.

 Kapitel 3

Väsentliga tekniska lösningar i passivhus, upplyser om installationsmöjligheter och uppläggningstekniken till passivhus. Med detaljerade förklaringar utforskas ventilationsmöjligheter, uppvärmningssystem och den nödvändiga uppvärmnings- och kyltekniken vid anläggning av passivhus.

Följande kapitel bör läsas av personer med en byggnadsfysikalisk kunskap, med framtida planer till passivhusbyggande. Kapitel 3.3 är informativt vid planering, det rekommenderas starkt att läsa igenom avsnittet innan projekteringen av ett passivhus.

 Kapitel 4

Övergripande information om passivhus, beskriver olika fördelar, nackdelar och synpunkter som kan vara betydande i ett passivhus. Tidigt i kapitlet klarläggs också aspekterna kring passivhus och slutligen utmärks energiåtgärder som kan uppnås i passivhus utöver det som tidigare förklarats i rapporten.

Följande kapitel bör läsas av den skeptiske till passivhus och de två slut kapitlen 4.4-5 kan vara nyttig att läsa igenom innan planering eller projektering av ett passivhus.

 Kapitel 5

Det studerade passivhuset i Folkets Park i Malmö, informerar om företaget det samarbetats med och förklarar det studerade passivhuskontoret i Malmö. Här uppvisas även en enklare jämförelseanalys mellan ett passivt- och konventionelltprojekt. Slutligen kommer idéer till nya byggandet i Malmö att tas upp. Följande kapitel bör läsas av företaget (Sydark Konsturera AB) som står för projekteringen av passivhuskontoret. Resultatet från delkapitlet 5.3 kan även vara

14 intressant för personer som vill värdera skillnaden mellan passiva- och konventionellamaterial.

Resterande kapitel ingår normalt i en rapport med syftet att föra ihop rapporten.

Kapitel 6, resultat/analys, konkreta resultat presenteras och diskuteras. Kapitel 7, slutsatser, undersökningsresultaten redogörs och resoneras.

Kapitel 8, avslutande ord, diskuterar felkällor, förslag på vidare forskning och slutligen redogörs de tankar och problem som uppstått kring rapporten.

Påpekande!

I alla våra fotnoter rekommenderas lästips eller ytterligare information inom det diskuterande ämnet för den intresserade.

1.5 Metod

Huvudsakligen kommer studien att genomföras med hjälp av litteraturstudier, observationer på arbetsplatsen, personliga samtal och genom beräkningar. Dessa metoder är passande med temat i rapporten och vi tror att de kommer ha en positiv inverkan på kunskapsbidraget av rapporten.

Teorin i rapporten är hämtad från litteratur med fokus på att skapa en hög trovärdighet. För att försöka åstadkomma detta mål i högsta möjliga grad har vetenskapliga artiklar, akademiska avhandlingar och rapporter från forskning/högskolor/universitet främst använts. En nackdel med all litteratur är att den fakta som är anträffbar inom byggtekniken är väldigt utbredd och det är lätt att hamna utanför passivhusområdet. Ett urval av fakta har gjorts där passivhusprojekt och personer med kompetens har följts för bästa resultat. För ytterligare information till teorin har fakta och råd hämtats från personer med goda kunskaper i ämnet. Eftersom passivhus är relativt nytt utvecklas konceptet fortfarande och av den orsaken har en metod varit att gå utanför tidigare kurser metodlitteratur och hämta fakta från aktuella artiklar. Denna del kommer ligga till grund för syftet och frågeställning ett, två och tre.

Vid information om det studerade projektet hämtades fakta från företaget Sydark Konstruera genom mejl-/telefonkontakt. Fördelen har varit att nyttig och pålitlig information på det

15 planerade passivhuset har givits ut. En nackdel med denna metod är att tidsplanen inte kunnat följas eftersom det vid somliga tillfällen skett fördröjningar från företaget av behövande information. Vid behov av särskild data gjordes observationer på byggarbetsplatsen.

Denna del kommer ligga till grund för syftet och frågeställning två.

Ett beräkningsverktyg har använts för att underlätta analysen i arbetet och visa ett tydligt resultat. Vid fastställandet av den passiva kontorsbyggnadens energianvändning utnyttjades energiprojekteringsprogrammet VIP-Energy, se definition, där det även kontrollerades att BBR- och passivhuskraven uppfylldes. Indata till programmet hämtades i första hand från kontorsprojektet och utgicks från att de skulle klara av de fastlagda kraven. Det negativa med denna metod är att det krävs tid för att skapa en god kunskap om programmet och att man måste ha god förståelse för dess värden, vilket annars i värsta fall kan leda till orätta resultat. Denna del kommer ligga till grund för frågeställning två.

I övrigt ska det vid skrivandet av rapporten försökas att utgå från den kunskap och läroteknik som erhållits från tidigare kurser under vår treåriga högskoleutbildning.

16

2 Passivhus

2.1 Historia/Bakgrund

Energisnåla hus har utvecklats starkt under de senaste 30 åren och drivkraften till det är människans vilja att utveckla och att försöka spara energi. Ett antal projekt i Sverige har sedan 1980-talet försökt åstadkomma minimal energianvändning i hus och nämnbart är Tuggeliteprojektet i Karlstad som blev klart år 1984. Tuggeliteprojektet blev det första exemplet på att man byggde en välisolerad byggnad med minimal energianvändning och var ett stort steg för energieffektiv byggnadsteknik. Projektet inspirerade och ledde bl.a. till ett svenskt-tyskt samarbete, där svenska byggnormer kombinerades med tyskarnas goda installationskunskaper. Ordet passivhus, förklaras grundligt i kapitel 2.2, började hädanefter få ett liv (Andrén & Tirén 2010).

Pionjärer till passivhustekniken är tyske Dr. och energiforskaren Wolfgang Feist och svenske arkitekten Hans Eek. Hans Eek startade med sitt engagemang kring energi i byggnader vid slutet av 1970-talet och har fram till nu varit med i utvecklingen av ett antal energisnåla byggprojekt (Andrén & Tirén 2010). År 2007 var Hans Eek med och startade det svenska passivhuscentrumet med nuvarande syftet att sprida kunskap och få liv i passivhuskonceptet där Hans Eek hade/har en betydande roll (Passivhuscentrum 2012). Den tyske pionjären Feist har studerat på Lunds Universitet där han blev väldigt intresserad och engagerad i energivänligt byggande. Han har bidragit med mycket kunskap om passivhusbyggandet och är den största källan till spridningen av det. De två pionjärerna har även arbetat tillsammans i många år med syftet att utveckla metoder för att minska byggnaders energianvändning (Andrén & Tirén 2010).

År 1996 startade Wolfgang Feist, ”Passivhaus Institut” med en plan att vara ett oberoende forskningsinstitut. Målet var att begränsa sig inom forskning och utveckling av effektiv energianvändning (Passivhaus Institut 2012). Institutet kan jämföras med Sveriges Centrum för Nollenergihus, SCNH, bildad år 2010, vilken är anpassad efter svenska förhållanden (FEBY 2012 B). Kravspecifikationen, förklaras i kapitel 2.3, för passivhus i Sverige har utvecklats utifrån de tyska kraven och är framtagen av SCNH, tidigare hade Forum för Energieffektiva Byggnader, FEBY, uppgiften att göra det (JVL 2009).

17 Det första passivhuset i världen byggdes år 1991 i staden Darmstadt, Tyskland (Passivhaus Institut 2012). Ordet passivhus härstammar därifrån och namngavs på tyska till Passiv Haus. I Sverige uppfördes det första huset uppbyggt efter passivhuskonceptet i Lindås år 2001 med Eek som projektledare (Andrén & Tirén 2010). Den första kravspecifikationen för passivhus kom ut år 2007 och Lindåsprojektet uppfyller inte dessa krav men brukar ändå oftast kallas för passivhus (Thormark 2012). Idag elva år senare trivs fortfarande de boende i huset och funktionerna fungerar lika bra som när de var nya (Hellmark 2012). Passivhusen spreds snabbt i Europa och speciellt i den tyskspråkiga delen, medan det i Sverige har gått i ett långsammare tempo. Tyskland har nått så långt att det till och med i vissa städer ställs krav på att nya byggnader ska uppfylla passivhusstandard. Viktiga faktorer som bidragit till spridningen av passivhusen i Europa är höga energipriser, hög miljöbelastning, finansiering och god marknadsföring. Den svenska marknaden började få upp ögonen för passivhus efter färdigställandet av första passivprojektet i Lindås. Intresset ökade dessutom vid negativa framföranden om klimatet och när kommuner började inse att det fanns en möjlighet att reducera energianvändningen vid nybyggnation (Andrén & Tirén 2010). Enligt Eek är utvecklingen av energisnåla bostäder långsam i Sverige, då Sverige för 20 år sen låg långt före andra länder. Förut var energibyggnormen hård och Eek tycker att dagens problem är att bostadsföretag, småhusindustrin och rikspolitikerna inte driver takten framåt (Hellmark 2012).

Kontorsbyggnader med passivhusteknik är relativt nytt och i Sverige konstruerades den första kontorsbyggnaden i Eskilstuna år 2010, vilket utgick från kravspecifikationen för bostäder år 2009 (Andersson 2010). Den första kravspecifikationen för kontor kom ut år 2012. Idag finns cirka 37 000 passivhus i världen där flertalet av dem uppförts i Europa (Passipedia 2012). I länderna Tyskland, Schweiz och Österrike har ungefär 30 000 stycken konstruerats och ungefär 2 000 passivhusbostäder har byggts i Sverige (Hellmark 2012). Efter 20 års erfarenheter, uppmätningar och uppföljningar är passivhuskonceptet inte längre ett experiment utan en standard (IGPH 2012 A). Utvecklingen går framåt och till år 2020, utreds det i EU om att införa regler för en passivhusstandard för alla byggnader vid nyproduktion (Elfors 2012).

18

Figur 2.1, antalet passivhus i Sverige fram till år 2009, idag år 2012 är kurvan fortfarande uppåtgående.

2.2 Vad är ett passivhus?

Ett passivhus är en beprövad konstruktion som kan tillämpas var som helst. Tekniken skapar byggnader som är extremt energieffektiva, komfortabla och prisvärda. Passivhus är i regel en benämning på en byggnad som klarar sig med minimal energianvändning jämfört med ett traditionellt hus, där helhetsfunktionen av byggnaden är viktig. För att uppnå kravet för passivhus krävs det att klimatskärmen är välisolerad, extra lufttät, att köldbryggor minimeras, att energieffektiva fönster används och att det slutligen installeras ett ventilationssystem med en hög återvinning, se figur 2.2 (Passivhaus Institut 2012).

En grundläggande arbetsuppgift är att planlösningen ska vara väl planerad, för att hindra värmeförluster och övertemperaturer. Detta medför att konventionella värmesystem inte behövs för uppvärmning utan istället utnyttjar man gratisvärmen inne i byggnaden som ges från människor, hushållsapparater och infallande solinstrålning. Den avgivna gratisvärmen, se definition, som tillförs inomhusluften utnyttjas som värmeåtervinning i ventilationssystemets värmeväxlare där den friska tilluften, luft som förs in i huset, värms upp av frånluften, luft som lämnar huset. På så sätt minskar behovet av externa värmesystem som radiatorer och en passiv uppvärmning sker. I ett klimat som norden installeras vanligtvis också ett värmebatteri i ventilationen som värmer tilluften vid för kall temperatur (Andrén & Tirén 2010), med en effekt som på en mindre hårfön (Wall 2006). Luftburen värme är dock inget krav. Ett passivhus kan slutligen ses som en termos, stoppar man varmt i den förblir det varmt (Janson, seminarium 2012).

19

Figur 2.2, principen för konstruktionen av ett passivhus och dess viktigaste funktioner.

Det koncept som använts för att slutligen uppnå passivhuset har medfört många olika namn för det, vilka är lågenergihus, energieffektiva hus, aktivhus och hus utan värmesystem. Dessa olika begrepp ska förnekas i och med att en svensk definition gavs ut år 2007. Termen passivhus är internationellt känt och är därmed en fördel. Olika energihus har byggts de senaste 30 åren och är på fortsatt utveckling, därutav finns olika tilltalsnamn för dessa vilka har kopplingar till passivhuset men betyder inte samma sak. Några vanliga begrepp definieras nedan.

 Lågenergihus

En byggnad som är mer energisnål än de krav Boverkets Byggregler (BBR) har fastställt. Detta uppnås vanligtvis med energieffektiva system och välisolerade väggar. Ett passivhus är ett lågenergihus (Isover 2009 B).

 Nollenergihus

En byggnad som uppfyller kraven för passivhus och som under ett år inte använder mer energi än vad den tillför (Nollhus 2012). Exempel är att byggnaden levererar el till nätet under sommaren och under vintern köps motsvarande mängd el tillbaka efter beräkning av viktningsfaktorer, se definition, med hänsyn till olika energislag (Andrén & Tirén 2010).

20  Plusenergihus

En byggnad som under ett år tillför mer energi än vad den förbrukar. En överskottsenergi som kan säljas vidare produceras av dem energitekniska lösningarna (Isover 2009 B).

 Minienergihus

En byggnad med en kravnivå lägre än ett passivhus men högre än de krav BBR föreskrivit (FEBY 2012 A).

2.3 Hur uppnår man ett passivhus?

Det finns krav som måste uppfyllas för att en byggnad ska få kallas passivhus. Den svenska kravspecifikationen för passivhus bygger på de tyska (internationella) passivhuskraven men är anpassad för det svenska klimatet och de svenska byggnormerna (Janson 2010). Kraven för passivhus ska säkerställa att behovet av installerad effekt och tillförd energi för uppvärmning minimeras utan att försämra den termiska komforten inomhus (FEBY 2009). Sveriges Centrum för Nollenergihus (SCNH), en förening bildad med syfte att utbredda och utveckla energieffektivt byggande är ansvariga för den svenska kravspecifikationen för passivhus. Den senaste kravspecifikationsversionen har fått namnet FEBY12 och justerades den 30 mars 2012. Nytt med hänsyn till tidigare år är att kravspecifikationen även är tillgänglig för lokaler och inte endast för bostäder. Utöver denna specifikation ska kraven från Boverkets byggregler, uppfyllas i ett passivhus (FEBY 2012 A). Nedan kommer en sammanställning framföras av byggnadskraven i BBR vilket kan jämföras med kraven för passivhus som förklaras därefter. Det redovisas tydligt att passivhuskraven är strängare.

2.3.1 Boverkets byggregler (BBR)

Boverket har formulerat Boverkets byggregler vilket oftast förkortas till BBR och gäller för byggnader. För att underlätta tillämpningen av Boverkets byggregler ges det även ut en regelsamling som innehåller läsanvisningar, lagar och förordningar. BBR gäller för nya byggnader men också vid ombyggnad, tillbyggnad och ändring. Det är normalt att BBR revideras och från 1 januari 2012 är det den 19 utgåvan (BBR 19) man ska utgå från. I den har bl.a. avsnittet om energihushållning ändrats och där det inledningsvis förklaras att energianvändningen måste begränsas och att inblandande aktörer måste se byggnaden som helhet, ett sorts energisystem.

21 Den specifika energianvändningen är den energi per kvadratmeter som under ett år normalt används i en byggnad. Den har stor påverkan på behovet av köpt energi och förklaras enkelt med formeln nedanför. Hushållselen för bostäder och verksamhetselen för lokaler ingår inte i energianvändningen (Boverket 2012 A). Kraven i BBR och FEBY begrips enklare genom att förstå definitionerna som förklaras nedan.

[

] SE = Specifika energianvändningen

Atemp= se figur 2.3 nedan

Formel 2.1, specifika energianvändningen.

Installerad eleffekt för uppvärmning i elvärmda byggnader är ett annat krav som BBR har fastlagt. En byggnad med en area större än 50 m2 och ett värde på installerad eleffekt större än 10 W/m2 (Atemp) räknas som en elvärmd byggnad (Boverket 2012 A). Nedanstående formel

gör det möjligt att räkna ut om en byggnad är elvärmd eller inte. Att man väljer att konstruera en byggnad med hög värmetröghet är att föredra ur energisynpunkt eftersom de inte är i behov av att använda lika mycket effekt för uppvärmning, detta förklaras mer i kapitel 2.4.3 (Isover 2012).

Formel 2.2, kontroll för om en byggnad är elvärmd, arean måste minst vara >50m2.

Klimatskärmen har stor påverkan på energianvändningen i en byggnad och för att avhålla sig från att den ska bli alltför dålig har krav fastställts i Boverkets byggregler för dess genomsnittliga värmegenomgångskoefficient, Um-värde1, se definition (Boverket 2012 A).

Enligt BBR ska kraven kunna verifieras, där energianvändningen i en färdig byggnad dels ska verifieras genom mätningar, dels genom beräkningar. Kraven gäller dock inte byggnader som i praktiken inte blir möjliga att använda vid uppfyllande av kraven som t.ex. ett växthus (Boverket 2012 A).

1 _{Den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten (U}

m-värdet) kan beräknas med formel. Rapporten kommer

22

Klimatzoner

Sverige är uppdelad i olika klimatzoner som införts för att ställa bättre krav på energianvändningen på grund av de olika temperaturförhållandena i landet. Klimatzonerna är gemensamma för både BBR19 och FEBY12. Beroende på klimatzon ändras kraven på specifika energianvändningen och installerade eleffekten. Klimatzonerna var tidigare två och blev tre stycken år 2010 vilka visas på karta nedan (Boverket 2012 B). Det har även kommit förslag till att införa en fjärde klimatzon (Boverket 2011 C).

I klimatzon I ingår:

Jämtlands, Västerbotten och Norrbottens län.

I klimatzon II ingår:

Värmlands, Dalarnas, Gävleborgs och Västernorrlands län.

I klimatzon III ingår:

Gotlands, Blekinge, Hallands, Skåne, Uppsala, Stockholms, Västmanlands, Örebro, Södermanlands, Östergötland, Kalmar

Kronobergs, Jönköpings och Västra Götalands län (Boverket 2012 A).

Enligt BBR 19 ska lokaler och bostäder vara utformade på så sätt att:  specifika energianvändningen i byggnaden

 installerad eleffekt för uppvärmning

 omslutande byggnadsdelar (Aom) genomsnittliga värmegenomgångskoefficient (Um)

inte överstiger värdena i tabellerna 2.1 och 2.2 nedan (Boverket 2012 A).

Figur 2.3 Sveriges klimatzoner.

23

2.3.2 Krav för konventionella byggen

Nedan kommer endast tas hänsyn till klimatzon III eftersom kontorsbyggnaden som analyseras i kapitel 5 befinner sig i denna zon2. Kraven i tabell 2.1 och 2.2 är hämtade från BBR19. Tabellernas strukturer är hämtade från isover.

Tabell 2.1 Krav för bostäder i klimatzon III (BBR19, kapitel 9, energihushållning 2012)

Klimatzon III - Södra Sverige Bostäder

Ej elvärmda Elvärmda1

Energi Specifik energianvändning 90 55

[kWh/m2 och år] + tillägg för ökat uteluftsflöde2 - -

Effekt Installerad eleffekt för uppvärmning - 4,5

[kW] + tillägg då Atemp är större än 130 m - 0,025 · (Atemp - 130)

+ tillägg för ökat uteluftsflöde - -

Um Genomsnittlig

värmegenomgångskoefficient 0,4 0,4

[W/m2 K]

1

Högre värden kan godtas på elenergin och eleffekten vid särskilda förhållanden, vid intresse hänvisas till BBR 19, s.267.

2

Tillägg för lokaler som av utökade hygieniska skäl har uteluftsflöden större än 0,35l/s per m2 i temperaturreglerade utrymmen. 1 Tillägg för lokaler som av utökade hygieniska skäl har uteluftsflöden större än 0,35l/s per m2 i temperaturreglerade utrymmen.

Tabell 2.2 Krav för lokaler i klimatzon III

Klimatzon III - Södra Sverige Lokaler

Ej elvärmda Elvärmda 1

Energi Specifik energianvändning 80 55

[kWh/m2 och år] + tillägg för ökat uteluftsflöde 2 70 · (qmedel - 0,35)3 45 · (qmedel - 0,35)

Effekt Installerad eleffekt för uppvärmning - 4,5

[kW] + tillägg då Atemp är större än 130 m - 0,025 · (Atemp - 130)

+ tillägg för ökat uteluftsflöde - 0,022 · (q - 0,35t) · Atemp4

Um Genomsnittlig

värmegenomgångskoefficient 0,6 0,6

[W/m2 K]

1

Högre värden kan godtas på elenergin och eleffekten vid särskilda förhållanden, vid intresse hänvisas till BBR 19, s.270.

2

Tillägg för lokaler som av utökade hygieniska skäl har uteluftsflöden större än 0,35l/s per m2 i temperaturreglerade utrymmen.

3 _q

medel är det genomsnittliga specifika uteluftsflödet under uppvärmningssäsongen och får högst tillgodoräknas med 1,00 l/s m2. 4

q är det maximala specifika uteluftsflödet vid dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT).

24 Vid verifiering av byggnadens specifika energibehov rekommenderar BBR att energideklarationen används och att man vid beräkning av specifika energianvändningen använder en säkerhetsmarginal för att säkra uppfyllandet av kraven (Boverket 2012 A). De förklarar inte hur säkerhetsmarginalen kan användas men en bra metod är att man siktar på ett 20 % lägre värde än dem värden som fåtts vid mätning (Isover 2012).

2.3.3 Krav för passivhus

Även här kommer det endast tas hänsyn till klimatzon III, kraven i tabell 2.3 nedan är hämtade från FEBY12.

Tabell 2.3 Krav för bostäder och lokaler i klimatzon III. (FEBY12 2012)

Klimatzon III - Södra Sverige Bostäder

Tillägg vid area < än 400 m2 Lokaler 1 Tillägg vid area < än 400 m2

Tillägg vid längre verksamhetstid (T) än 60h/vecka Specifik energianvändning ej elvärmd byggnad 50 5 45 5 - [kWh/m2 och år] Specifik energianvändning elvärmd byggnad 2 25 2 25 2 - [kWh/m2 och år]

Specifik energianvändning vid

beräkning med viktningsfaktorer 3 63 5 63 5 -

[kWh/m2 och år]

Värmeförlusttal (VFT) 4

15 2 15 2 + 0,04 (T - 60)

[W/m2 Atemp]

1

Kravet för lokaler gäller kontor, skolor, förskolor och serviceboende.

2

Definitionen elvärmd byggnad skiljer sig i detta fall från boverket, här avses en byggnad med all form av elvärmda system för varmvatten och uppvärmning. Även värmepumpar oavsett installerad el effekt.

3

Följande krav tillämpas i byggnader med icke renodlade system för varmvatten och värme. Viktad energi avser även el.

4

Värmeförlusttalet är nytt i år och ersätter det tidigare värmeeffektbehovet. Skillnaden i år är inget avdrag i sol och internvärme.

25 Kraven i tabell 2.3 ovan måste uppfyllas för att klassificera en byggnad som ett passivhus. Mindre centrala krav som redovisas i FEBY12 och som också måste uppfyllas i ett passivhus redovisas nedan.

 I sovrum och vardagsrum i bostäder ska ljudet från ventilationskanaler klara minst ljudklass3 B, 26dBA (Boverket 2010).

 I rum i lokaler där människor stadigvarande vistas ska ljudet från ventilationskanaler klara minst ljudklass B, 26dBA (Boverket 2010).

 Luftläckaget genom klimatskärmen får inte överstiga 0,30 l/s per m2

vid en tryckskillnad på 50 Pa. Vid ett värde på > 1,7 på formfaktorn (Aom/Atemp)får läckflödet

inte överstiga 0,50 l/s per m2.

 Det genomsnittliga U-värdet för fönster och glaspartier ska ligga på 0,8 W/m2 Allmänt om ljud och buller

Ljudklasserna, se definition, är viktiga att uppnå eftersom buller påverkar människors hälsa och är den miljöstörning som flest i Sverige påverkas av (Boverket 2012 C). Ljud uppfattas i våra öron då tryckvariationer i luften fördelar sig som vågrörelser. Ljudstyrkan och ljuddämpningsförmågan i t.ex. en vägg anges i decibel, dB. Decibel är även ett mätetal för buller, för normala ljudstyrkor och frekvenser tillämpas A-vägning med mätvärdet dBA. En människa med god hörsel börjar uppfatta ljud från 0 dB och vid 130 dB når man örats smärtgräns. Ljudnivån kan ändras med små skillnader och medföra stora ändringar i bullerupplevelsen för människan. Ljudstyrkan upplevs som dubbelt av örat i ett fall då ljudtrycksnivån ökar från 8 dB till 10 dB (Boverket 2012 D). Ett passivhus tjocka isolering medför att väldigt lite ljud tas in utifrån och ljud inifrån blir mer tydliga. Detta måste förebyggas för att komforten inomhus inte ska försämras (Andrén & Tirén 2010).

3

Ljudklasser ska uppnås i byggnader enligt svensk standard och kan erhållas från Swedish Standards Institute, SIS (Boverket 2012 A). Kraven för bostäder klassindelas i:

 ”Byggakustik - Ljudklassning av utrymmen i byggnader – Bost der SS 25267” (Fastställt år 2009)

Vid intresse av ljudklasser i andra typer av byggnader hänvisas till:

 ”Byggakustik – Ljudklassning av utrymmen i byggnader – Vårdlokaler, undervisningslokaler, dag- och fritidshem, kontor och hotell SS 25268” (Fastställt år 2007)

26

2.3.4 Certifiering och verifiering av en passivhusbyggnad

En passivhusbyggnad kan verifieras och certifieras men det finns inget krav på det. Certifikatet är ett intyg som kan fås i två olika skeden och de är då två olika typer av intyg. I det första skedet sker certifieringen baserad på projekteringsdata, med en kompletterande täthetsprovning och i det andra skedet sker certifieringen baserad på verifierande mätdata. För att få ett första certifierat intyg krävs att handlingar finns tillgängliga som styrker att energikrav och funktionskrav kan uppnås och hur dessa ska kontrolleras och mätas. Första steget är en typ av prognos och byggherren ansvarar för att reglerna uppfylls. Det andra intyget erhålls genom att projekterande värden har mäts och godkänts enligt kraven. En kvalitetsgranskning förstärker intyget och kan göras av en person som är utbildad för det och inte ingår i projekteringsgruppen, alltså av en tredjepart. För att erhålla ett certifikat av ett passivhus måste följande punkter uppnås:

Tabell 2.4 Certifikatkrav byggnaden måste nå upp till

1

Detta värde är baserad på kraven från FEBY2009

2

Värdet gäller klimatzon 3 men kravet är dock beroende av vilken klimatzon byggnaden befinner sig i.

Ett certifikat4 kan vara bra för att marknadsföra konstruktionen men är även till stor nytta vid diskussioner om tjänster med banker, myndighet eller försäkringsbolag (FEBY 2009). Fördelen med certifieringen och verifieringen är att det ger en ordning på marknaden (Andrén & Tirén 2010).

4_{För mer information om hur man går till väga i uppföljningen och mätningsinsatsen i ett passivhusprojekt för} att uppnå ett certifikat, hänvisas det till nedanstående länk/dokument från nollhus.se. Dokumentet har utarbetats av Forum för Energieffektiva Byggnader (FEBY) år 2009 och har inte reviderats eller förnyats.

 http://nollhus.se/dokument/Matning%20och%20verifiering%20FEBY2009.pdf Krav Värde Tilluftstemperatur Max 52 oC Fönster U-värde1 < 0,90 W/m2 K Ljudklass Ljudklass B Täthet < 0,30l/ per, m2 Effektkrav 2 10 W/m2

27

2.3.5 Energihuskalkyl

Ett väldigt enkelt och lämpligt program för att kalkylera energi- och effektkrav för energieffektiva byggnader är Energihuskalkyl (EHK). Det är jämfört med andra program enkelt att ställa krav och följa upp det efteråt. Kalkyleringen ger en relativt stor noggrannhet eftersom den framställs på ett detaljerat sätt och inmatningen av indata är styrd. Kalkylen är dock anpassad för byggnader med ett effektbehov på högst 20 W/m2Atemp.

Programmet är nyttigt för alla parter inom byggområdet. EHK gör det möjligt för kommuner/företag att sätta upp, följa upp och verifiera att satta krav uppfylls i byggnader för ett särskilt område under olika skeden i byggprocessen. Användaren kan snabbt få resultat på om kraven uppfylls i kalkylskedet eller senare i processen. Husköpare/byggherrar kan utnyttja kalkylen som en bygghandling. De kan välja att gå efter de lokala kraven eller sätta upp skarpare krav t.ex. efter passivhuskriterierna. Husleverantören kan enkelt stämma av resultat och känna en ökad trygghet vid nyttjande av kalkylen. Vid användning av kalkylen är det viktigt att en kontrollplan ordnas på hur ingående prestanda ska mätas, kontrolleras och verifieras.

En demoversion (åtkomlig för alla) och anvisningar till programmet finns tillgängligt på energihuskalkyl.se. Vid intresse av att utnyttja alla funktioner i programmet kan man ta kontakt med företaget för en offert (Energihuskalkyl 2012 A).

2.4 Hur fungerar ett passivhus?

2.4.1 Byggnadens klimatskärm

Ett antal olika konstruktionslösningar och materialval är lämpliga för energieffektivt byggande/passivhus (Sveriges Kommuner och Landsting 2011). Det är dock betydelsefullt att lägga upp en bra planering och att saker görs rätt i byggprocessen av den orsaken att misstag i detaljer kan få stora konsekvenser för slutresultatet (Andrén & Tirén 2010). Energismarta hus uppnås genom att tänka på byggnaden i helhet där orienteringen och utformningen, se kapitel 3.3 är viktiga delar. Goda resultat fås genom en genomtänkt konstruktion, använda sig av kända erfarenheter och beprövade material (Gross 2008).

28 I ett passivhus ska inte energiegenskaperna bli en konsekvens av konstruktionslösningarna utan konstruktionsdelar ska väljas utifrån att klara av klimatskärmens funktionskrav (Sveriges Kommuner och Landsting 2011). För att uppfylla passivhusstandarden måste byggnaden konstrueras på så sätt att värmeförluster minimeras och köldbryggorna blir minimala genom klimatskärmen så att värme/kylbehovet reduceras. Detta uppnås genom tjocka lager isolering i grund, väggar och tak samt att fönster med låga U-värden väljs. Klimatskalets respektive delar bör ha ett genomsnittligt U-värde omkring 0,1 W/m2K (Janson 2010). I varmare klimat som medelhavet krävs mindre isolering. Isoleringsmaterial bestående av sten- eller glasull kan få en försämrad isoleringsförmåga om de utsätts för fukt eller kompression vilket ska undvikas (Andrén & Tirén 2010).

Byggnaden ska vara så pass lufttät att luftens enda väg genom konstruktionen ska vara genom ventilationssystemet vilket därefter använder luften till värmeåtervinning. Det vill säga att inga otätheter där luft kan pysa genom ska finnas i anslutningar, runt fönster och övriga möjliga öppningar i byggnaden, se figur 2.6 nedan (Isover 2009 A). Inre tätskikt ska placeras minst 45 mm in i väggen för att inte punkteras och högst 30 % inåt i isoleringen för att hålla sig borta från fukt som kan kondensera (Sveriges Kommuner och Landsting 2011). Samt möjliggör detta för ett installationsskikt. Det är betydande att göra rätt från början eftersom lufttätande skikt efter färdigställande inte alltid är åtkomliga (Andrén & Tirén 2010). Det är viktigt att det projekteras med omsorg, byggs av utbildade arbetare och att det slutligen görs en täthetsprovning. I ett otätt hus kommer kall uteluft tryckas in och onödiga värmeförluster kommer inträffa genom otätheterna och obalans kommer råda (Sveriges Byggindustrier 2008). Figurerna nedanför redogör hur luften strömmar igenom ett otätt hus samt ett tätt hus, där figur 2.6 ska försöka följas i passivhus.

29

2.4.2 Grund

Golvet/källaren i konventionella småhus står i genomsnitt för 15 % av transmissionsförlusterna jämfört med övriga delar av klimatskärmen. De flesta nya småhus har inte källare och krypgrunder väljs bort för att minska risken för fukt. Utifrån fuktsynpunkt har erfarenheter visat att en betongplatta på mark med kantisolering och underliggande värmeisolering är väldigt bra. Betongplattan fungerar som ett värmemagasin ur energisynpunkt. Vid utförandet av arbetet ska även i detta fall lufttätheten i anslutning till övriga byggnadsdelar och värmeisoleringen uppmärksammas för att inte påverka grundens funktion, med en anledning att radonhaltig luft från marken inte ska ha möjlighet att ta sig in i byggnaden (Gross 2008).

Platta på mark är en vanlig grundkonstruktion i passivhus och betongen som används för gjutningen av markplattan bör ha ett lågt vattencementtal, förkortas vct och förklarar måttförhållandet mellan vattenblandningen och cementen. Ett värde under 0,4 vct anses vara bra samt att den relativa fuktigheten i betongen ska ligga under 85 procent. Under torkprocessen är det viktigt att betongen verifieras minst tre gånger. Eftersom passivhus oftast saknar externa värmekällor är det viktigt att byggfukt blir uttorkat redan i ett tidigt skede under uppförandet för att inte orsaka fuktproblem i konstruktionen.

Under grundplattan läggs vanligtvis 300 mm isolering med en mellanliggande plastfolie. Denna mängd isolering är tillräcklig för att hindra värmeförluster och folien förhindrar fuktgenomträngning. Däremot ska hänsyn tas till markens egenskaper eftersom risken för tjällyftning föreligger om det används för mycket isolering. Tjällyftning minskar genom att använda tjälisolering eller öka grundläggningsdjupet. Andra värdefulla åtgärder för att inte påverka isoleringsförmågan är att cellplast ska läggas med förskjutna skarvar och att rör bör placeras utanför isoleringen. Rörstråken på utsidan av isoleringen kommer till och med att förhindra fukt att förflytta sig upp i konstruktionen (Andrén & Tirén 2010).

2.4.3 Stomme

Vid passivhusbyggande finns inget krav på materialet. Materialvalet påverkas av synen till miljön men det material som används till stommen väljs främst för att skapa en god stabilitet i byggnaden (Andrén & Tirén 2010). I småhus är trä ett vanligt material på stommar i Sverige som förhållandevis har goda värmeisolerande egenskaper. Andra vanliga material är betong,

30 lättbetong och träullselement (Gross 2008). Ett energieffektivt val är att använda en tung stomme med hög värmelagringskapacitet eftersom det medför mindre temperaturvariationer i byggnaden, förutsatt att klimatskalet är välisolerat. Värme lagras under dagen vilket bidrar till ett minskat uppvärmningsbehov nattetid tack vare värmetrögheten i den tunga stommen. Den tunga stommen i kombination med god värmeisolering ger en behaglig inomhuskomfort. För att en stomme i betong ska kunna utnyttja sin kapacitet tillfullo så krävs det att ytorna är fria från omgivande beklädnad. Fördelen med detta är att även bjälklagen kan absorbera solvärme och därmed minimera kylbehovet i byggnaden.

Under sommaren kan en tung stomme uppnå att temperaturen inomhus hamnar inom komfortgränserna utan användning av något uppvärmningssystem, se figur 2.8 (Wall 2006). Under samma förhållanden på vintern hamnar man inte i komfortzonen men temperaturvariationerna reduceras mer jämfört med en lätt stomme (Kronvall, seminarium 2011 A). Figurerna nedanför uppvisar inomhustemperaturen utan uppvärmning eller kylning under ett vinter- och sommardygn. Linjerna vid 18oC och 25oC är gränserna för komfort vilket man strävar efter att hamna mellan.

Figur 2.7, inomhustemperaturen under ett vinterdygn. Figur 2.8, inomhustemperaturen under ett sommardygn.

2.4.4 Ytterväggar

Ytterväggarna i konventionella småhus står i genomsnitt för 20 % av transmissionsförlusterna jämfört med övriga delar av klimatskärmen (Gross 2008). I ett passivhus kan ytterväggen konstrueras på valfritt sätt så länge kravet på U-värdet 0,1 W/m2K uppnås (Andrén & Tirén 2010). Man brukar säga att minst 400 mm isolering är godtagbart (Janson, seminarium 2012). Det är även här viktigt att man tänker på att torka ut byggfukt med hänsyn till att det kan skapa framtida problem i konstruktionen. En modern ångbroms är enormt motståndskraftig

31 mot skador och har en unik förmåga som låter fukt i väggen torka ut lättare än vanligt vilket är fördelaktigt att använda (Gross 2008).

Lufttätheten i väggen är oerhört avgörande för att uppnå kraven och viktigt är att anslutningarna är täta från första början. Brister efter färdigställande är kostnadskrävande och hopplösa (Andrén & Tirén 2010). Tätheten minskar värmeförlusterna men hindrar även inomhusluften att bilda fuktskador genom att tränga in i konstruktionen. Fogmassa och special tejp brukar användas för att skapa ett lufttätt klimatskal (Gross 2008). Genomföringar genom tätskikten måste planeras för att uppnås i minsta möjliga antal. För att förhindra genomföringar i tätskiktet brukar det finnas ett installationsskikt i väggen som i de flesta passivhusprojekt haft måtten 45-120 mm. Installationsskiktet gör det möjligt att hänga upp tavlor utan förstöring av tätskiktet.

En annan viktig sak att tänka på är att balkonger och andra liknande delar i anslutning till byggnaden helst ska vara friliggande. Detta eftersom infästningar på fasaden medför köldbryggor (Andrén & Tirén 2010).

2.4.5 Vindsbjälklag

Taket i konventionella småhus står i genomsnitt för 15 % av transmissionsförlusterna jämfört med övriga delar av klimatskärmen. Det är viktigt att strukturen av taket är bra eftersom det i energisnåla hus ställs höga krav på det. Ramverktakstolar är vanliga i Sverige och andra förekommande är takbalkar vid pulpettak och nockbalk vid sadeltak (Gross 2008). Ett vindsbjälklag i ett passivhus har inget krav i konstruktionen men ett U-värde kring 0,08 W/m2K bör försöka uppnås (Andrén & Tirén 2010). I uppbyggnaden av vindsbjälklaget är det vanligt med 500 mm isolering (Janson, seminarium 2012). Varm luft har lägre densitet än omgivningen och stiger uppåt och en stor del av husets värme kommer på grund av detta att läcka ut från taket. Av den orsaken är det viktigt med lufttäthet av hög grad och att värmeisoleringen har ett bra värde (Gross 2008).

Om takbjälklaget isoleras med en stor mängd isolering istället för taket, kan det medföra en kall vind. Nattutstrålning vilket är värmestrålning från ytor till den kalla natthimlen, medför att ytors temperatur blir lägre. Ytors temperatur kan bli 5-10oC kallare beroende på om de är vertikala eller horisontella (Petersson 2009). Vid för kall vind kan uteluften kondensera på

32 insidan av taket och problem med mögel kan uppstå. Detta undviks genom ett tunt lager isolering på insidan av taket för att öka temperaturen på vinden (Kronvall, seminarium 2011 B).

Byggandet av kallvindar måste anläggas tätt då kondens av luftrörelser normalt sker genom att inneluften är fuktig och att konstruktionen är otätt, se figur 2.9. En kallvind med god lufttätning kan luftas (ventileras) med gavelventiler men luftningen bör begränsas vid uteperioder med hög relativ fuktighet för att i dessa fall undvika angrepp av mögel på träytor (Gross 2008).

Figur 2.9, kondens av luftrörelser sker vanligtvis vid dessa förhållanden.

2.4.6 Innerväggar

Innerväggarna inom passivhuskonceptet har inget krav vid dess konstruktion men däremot är det viktigt att tänka på att uppnå ljudkraven i lokaler och bostäder som förklarats i kapitel 2.3.3. För att uppnå god ljudkomfort ska konstruktörerna planera väggplaceringarna och söka lösningar för att hindra störande ljud, råd finns i kapitel 3.3 (Andrén & Tirén 2010).

2.4.7 Fönster

Fönster/ytterdörrar i konventionella småhus står i genomsnitt för 35% av transmissionsförlusterna jämfört med övriga delar av klimatskärmen (Gross 2008). Det har tidigare förklarats att glaspartier i ett passivhus ska ha ett U-värde på 0,8 W/m2

K. Vid val av fönster till ett passivhus ska förhållandet mellan värmeinstrålning, ljusförhållanden och värmeförluster ha en bra samverkan. Ljusgenomsläppligheten bör vara 63 % och värmegenomsläppligheten ska ha ett värde på < 43 %. En metod för att öka ljusinsläppet är att snedställa fönsternischerna (Andrén & Tirén 2010).

33 I ett passivhus väljs energieffektiva fönster som i regel bjuder på hög ljusgenomsläpplighet men även avskaffar drag och kallras (Wall 2006), vilket är ett måste i ett hus utan konventionella värmesystem. Energieffektiva fönster är även ljudisolerande. Fönsters energieffektivitet klassindelas i A-G där A är dem bästa med lägst U-värde. Vid jämförelse mellan ett A-fönster och 2-glasfönster kan man årligen spara5 140-450 kr per m2 fönsterarea beroende på uppvärmningen i huset och det geografiska läget i landet (Gross 2008). Myten om att passivhusfönster inte är öppningsbara är falsk och en tumregel på fönsterarean är att den ska motsvara 10-20 % av golvarean (Andrén & Tirén 2010). Vid vädring ska fönster väljas med infällning i fönstrets överkant som leder till att om drag uppkommer kommer det hamna i taknivå och samtidigt minskas risken för regninfallning (Sveriges Kommuner och Landsting 2011).

Glasen i en fönsterkonstruktion brukar vara energivänliga men den yttre delen vilket är karmen är däremot en svagare punkt. Ordentliga kontroller måste göras på fönster när de köps in eftersom vissa fönsterleverantörer endast anger U-värdet på glasdelen och inte hela fönstret, glas inklusive karm. Detta är viktigt att kontrollera eftersom fönster och dörrar i allmänhet står för dem största värmeförlusterna. Väl kunniga inom området är SP (Sveriges Tekniska Forskningsinstitut) och är en bra plats att besöka vid frågor (Andrén & Tirén 2010). Jämfört med en bra vägg har de bästa fönstren 5-8 gånger sämre isoleringsförmåga (Sikander & Ruud 2011). U-värdet på ett lågenergifönster kan även försämras om gasen mellan fönsterrutorna läcker ut. Följande figur visar en jämförelse av värmeförlusterna i en konventionell byggnad och en passivhusbyggand där fönstrens isoleringspåverkan är tydlig. Den passiva byggnaden har mindre värmeförluster än den konventionella.

Figur 2.10, värmeförlusterna i en konventionell byggnad (vänster) och en passivhusbyggnad (höger).

5 _{En lättförståelig hemsida för att räkna ut din ekonomibesparing och din energibesparing presenteras i följande länk.}

 http://www.energifonster.nu/sv/rakna_ut_din_energibesparing.aspx

I följande länk kan du räkna ut energikostnaden för fönster och andra komponenter under en byggnads livslängd.

34 Fönster med låga U-värden kan på utsidan påverkas av kondens och detta ska ses som ett kvalitetstecken istället för bekymmer. Ju lägre U-värde på fönstret desto mer blir den utvändiga kondensen (Wall 2006). Kondensen uppstår genom att det yttersta glasets temperatur sjunker under uteluftens daggpunkt, se definition (Sveriges Byggindustrier 2008) och är vanlig vid nattutstrålningen (Wall 2006). Takutsprång som täcker fönsterytorna från natthimmeln eller välplanerad vegetation minskar risken för kondens men i vanliga fall försvinner det när glaset på morgonen värms av solen (Andrén & Tirén 2010). Utvändig kondens förorsakar inte skador på fönstret men däremot kan problem uppkomma om kondens förekommer mellan glasen eller på insidan av fönstret, vilket är onormalt (Wall 2006).

2.4.8 Dörrar

Innerdörrarna i passivhus brukar oftast vara tyngre än vanliga med anledningen att speciella dörrar köps in med god ljudkvalitet för att uppnå kraven för ljud. Ytterdörrar ska väljas med ett U-värde som för fönster. Det är vanligen att stora värmeförluster äger rum när ytterdörren öppnas och detta ska undvikas. Entredörrar bör placeras på södra sidan av en byggnad eftersom den norra sidan oftast är mer vindutsatt, befinner sig i skugga samt att temperaturen upplevs som kallare vilket kan ha påverkan på komforten. Således är risken för höga värmeförluster större vid en norrplacerad ytterdörr (Hastings 2007). Entrén kan kopplas med en farstukvist eller luftsluss för att minimera dessa värmeförluster (Andrén & Tirén 2010).

Ytterdörrarna ska enligt Holger Gross vara formstabila, värmeisolerande och lufttäta. Han rekommenderar även att använda ett vindfång med två dörrar (Gross 2008). Vindfång kan placeras både utanför och innanför byggnaden för att reducera värmeförluster. Däremot är fördelen med en exteriör vestibul att den inte tar upp uppvärmt utrymme inne i huset (Hastings 2007). Det är viktigt att inte glömma att altandörrar och balkongdörrar även de ska vara välisolerade och tätade (Energimyndigheten 2011 D).

35

3 Väsentliga tekniska lösningar i passivhus

3.1 Ventilationssystem

Ett passivhus är välisolerad och väldigt lufttätt, för att inneluften inte ska bli ohälsosam behövs ett verkningsfullt ventilationssystem som skapar rätt omsättning av luften. För att ge önskad inneklimat ska även värmesystemet vara snabbreglerat för att temperaturförändringar i byggnaden enkelt ska märkas. Detta uppnås bäst genom att värme sprids med hjälp av tilluften.

Ventilation har som uppgift att skapa en god luftkvalité inomhus genom att föra bort förorenad luft och ersätta med frisk utomhusluft. Systemet ska anpassas så att spridning av föroreningar motverkas samt att luftflöden kan fördelas till hela byggnaden utan att orsaka drag och temperaturvariationer. Ventilationsanläggningens viktigaste uppgift är att byggnadens luftomsättning säkerställs. Med ett värmeåtervinningsaggregat i ventilationen kan tilluften även användas för uppvärmning av byggnaden vilket gör att behovet av externa uppvärmningskällor minskar (Warfvinge 2007). Denna uppvärmningsmetod är vanlig i ett passivhus, har förklarats i kapitel 2.2. Värmeåtervinning tillsammans med möjligheten att kunna behovsstyra luftflödena håller energianvändningen nere och detta är något man vill uppnå i ett passivhus (Svensk Ventilation 2012 A).

Som det har nämnts tidigare i rapporten ska ett passivhus utföras med en mekanisk från- och tilluftventilation med återvinning, förkortas FTX. I detta kapitel redovisas först uppbyggnaden och funktionen av FT-systemet som är grunden till FTX-systemet och slutligen förklaras värmeväxlaren i FTX-systemet.

FT-system

I ett FT-system tas uteluft in genom ett friskluftsintag och vidare in till ett aggregat där det filtreras och värms till önskad temperatur, se följande figur. En fläkt skickar sedan iväg den renade och uppvärmda luften genom tilluftskanaler för att fördela det i byggnaden. Innanför varje tilluftsdon ska det finnas spjäll som möjliggör injustering av luftflödet. Tilluftsdon placeras i utrymmen där människor ständigt vistas, exempelviss sovrum och vardagsrum. Luften får sedan färdas genom korridor och hall för att slutligen föras ut i frånluftsdon placerade i utrymmen där föroreningar är mest vanliga, exempelviss kök och våtutrymmen. Luftväxlingen sköts av fläktar och är därmed oberoende av trycket som väderleken skapar för