Postadress: Besöksadress: Telefon:
Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx)
551 11 Jönköping
ENERGIANVÄNDNING
-Beräknad kontra verklig energiförbrukning i
enfamiljshus
ENERGY USE – Calculated versus actual energy use in
sin-gle family homes
Angelica Berggren
Linda Huss
Postadress: Besöksadress: Telefon:
Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx)
551 11 Jönköping
Byggnadsteknik
Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom Byggnadstek-nik. Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat.
Examinator: Nasik Najar Handledare: Thomas Olsson
i
Abstract
Purpose: The building industry today is a big part of the total energy consumption
of society and the largest part of this consumption is during the residential phase. Savings during this period will save both energy and the ecology and it is therefore important to reflect on this early in the building process and to get a fair picture of the specific energy consumption. Calculations are today executed to ensure that the buildings specific energy use is fulfilling the existing requirements and regulations. The calculations are more than often incorrect and do not reflect the real energy consumption.
The purpose of this report is to investigate the possibilities on how to reduce the difference between the calculated and the real energy consumption in single family homes, and to find an efficient way to collect data on real energy consump-tion from customers. The aim of this report is to investigate why the calculated and the real energy consumption differ and to find an efficient way to collect data on real energy consumption from customers.
Method: The methods that are used are mainly quantitative but qualitative methods
are also applied. The methods used are case studies, literature and document studies, surveys and calculations.
Findings: The residents and their habits have a large impact on the specific energy
use and dissecting these habits and using this data in the calculations can lead to more realistic results. By following up the real energy use and comparing that data with the calculated energy consumption a more accurate result can be accomplished. The fol-low-up could easily be executed by using technical applications, sending forms to the residents or by letting competent staff preform the necessary collection of needed data.
Implications: To get a clear picture early in the process following aspects are
important to investigate: 1) To further investigate the residents’ habits and not only use template figures in the calculations. 2) Verify the executed calculations. 3) Follow up and compare the real energy use with the calculated energy use. This will require more resources but because the demands on specific energy use will be stricter in the future these resources might be well invested.
Limitations: This report only focuses on single-family homes, to be able to do the
comparisons on the same terms, with roughly the same size and with a heating system with exhaust air heat pump from NIBE. The building components and their U-values will not be investigated.
Keywords: Specific energy use, calculated energy use, actual energy use, single-
family homes, user behavior, energy awareness.
ii
Sammanfattning
Syfte: Idag står bygg- och fastighetsbranschen för stora delar av samhällets totala
energianvändning och majoriteten av den energi som byggbranschen förbrukar an-vänds under bruksskedet. Då besparingar inom detta område skulle vara av stort eko-nomiskt och ekologiskt värde är det viktigt att redan i projekteringsskedet få en rättvis bild av hur en byggnads energianvändning kommer att se ut. Idag utförs beräkningar för att se så att en byggnads specifika energianvändning uppfyller de krav som finns, problemet är att dessa beräkningar allt för sällan stämmer överens med hur den verk- liga energiförbrukningen sedan ser ut. Syftet med arbetet är att minska skillnaden mellan beräknad energiförbrukning och verklig energiförbrukning när det gäller en-familjshus, samt hitta ett effektivt sätt att samla in data kring verklig energiförbruk-ning från kunder. Målet med arbetet är att utreda varför beräknad energiförbrukenergiförbruk-ning och verklig energiförbrukning skiljer sig åt samt att effektivisera insamlandet av data
kring verklig energiförbrukning från kunder.
Metod: Metoderna som har använts är huvudsakligen kvantitativa, med inslag av
kva-litativa metoder. Fallstudier och litteraturstudier har utförts, samt dokumentstudier, enkäter och beräkningar.
Resultat: De boendes vanor spelar stor roll i hur stor den specifika
energiförbruk-ningen blir och ju noggrannare dessa vanor undersöks och används i beräkningarna desto närmare kommer beräkningarna och verkligheten komma varandra. Att följa upp verklig energiförbrukning och kontrollera utförda beräkningar i projekteringsske-det kommer också leda till noggrannare resultat. Denna uppföljning skulle kunna ge underlag som minskar felen som blir i beräkningarna i framtiden. Uppföljningen skulle enkelt kunna genomföras genom de tekniska hjälpmedel som finns på dagens marknad, genom att skicka ut formulär till de boende eller genom att behörig personal åker ut och utför de avläsningar som behövs.
Konsekvenser: För att få en tydligare bild från början är följande aspekter viktiga att
ta sig an: 1) Undersöka de boendes vanor i större utsträckning och inte enbart använda
sig av de schablonvärden som används i beräkningarna idag. 2) Kontrollera de beräk-ningar som utförs. 3) Följa upp energianvändningen i de hus som projekteras för att jämföra med den energianvändning som beräknats under projekteringen. Dessa åtgär-der kräver större resurser än vad som används idag, men då kraven på den specifika energianvändningen kommer att skärpas i framtiden är dessa resurser väl investerade för att de bostäder som produceras ska klara dessa krav. Resursinsatsen kommer även att vara störst i början innan rutiner skapats kring det som ska göras.
Begränsningar: Denna rapport inriktar sig enbart mot enbostadshus, för att kunna ut-
föra jämförelser på lika villkor, med ungefär samma storlek samt enbostadshus upp- värmda med frånluftsvärmepump från NIBE. Byggnadens beståndsdelar och dess U- värden kommer inte att kontrolleras.
Nyckelord: Specifik energianvändning, beräknad energianvändning, verklig energi-
iii
Innehållsförteckning
1
Inledning ... 1
1.1 BAKGRUND ... 1 1.2 PROBLEMBESKRIVNING ... 1 1.3 MÅL OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ... 2 1.4 AVGRÄNSNINGAR ... 2 1.5 DISPOSITION ... 32
Metod och genomförande ...
4
2.1 UNDERSÖKNINGSSTRATEGI ... 4
2.2 2.2.1 KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH METODER FÖR DATAINSAMLING ...4
Varför skiljer sig den beräknade energiförbrukningen mot den verkliga energiförbrukningen?... 5
2.2.2 Hur kan effektivisering av insamling av data om verklig energiförbrukning från hustillverkares kunder ske? ... 5
2.2.3 Hur kan skillnaden mellan den beräknade energiförbrukningen och den verkliga energiförbrukningen minskas? ... 5
2.3 VALDA METODER FÖR DATAINSAMLING ... 5
2.3.1 Enkät ... 5
2.3.2 Dokumentstudie ... 6
2.4 ARBETSGÅNG ... 6
2.5 TROVÄRDIGHET ... 7
3
Teoretiskt ramverk ...
9
3.1 KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH TEORI ... 9
3.2 BRUKARBETEENDE ... 9
3.3 ENERGIBERÄKNINGAR ...10
3.3.1 Verifiering ...10
3.3.2 Formler och beräkningar ... 11 3.4 DATAINSAMLING ... 14 3.5 SAMMANFATTNING AV VALDA TEORIER... 15
4
Empiri ... 16
iv
4.1 ENKÄT ... 16 4.2 DOKUMENTSTUDIE... 17 4.3 SAMMANFATTNING AV INSAMLAD EMPIRI ... 17
5
Analys och resultat ... 1
8
5.1
5.1.1
ANALYS ...18
Varför skiljer sig den beräknade energiförbrukningen mot den verkliga energiförbrukningen?... 18 5.1.2 Hur kan effektivisering av insamling av data om verklig energiförbrukning från hustillverkares kunder ske? ... 19 5.1.3 Hur kan skillnaden mellan den beräknade energiförbrukningen och den verkliga energiförbrukningen minskas? ...20
5.2 KOPPLING TILL MÅLET ... 20
6
Diskussion och slutsatser ... 2
2
6.1 RESULTATDISKUSSION ... 22 6.2 METODDISKUSSION ... 23 6.3 BEGRÄNSNINGAR ... 24 6.4 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 24 6.5 FÖRSLAG TILL VIDARE FORSKNING ... 24
Referenser ... 2
5
1
1
Inledning
Detta examensarbete har gjorts som en del i utbildningen ”Byggnadsutformning med arkitektur” (180 hp.) på Jönköpings tekniska högskola med omfattning 15 hp inom huvudområdet byggnadsteknik. Examensarbetet har gjorts på uppdrag av JB villan, ett företag som producerar småhus, och har utförts under våren 2015.
1.1 Bakgrund
Energianvändningen i dagens samhälle är ett problem som blir större och större. Många är medvetna om att det idag förbrukas mer resurser än vad jorden klarar av och att något måste göras åt detta för att få ett hållbart samhälle. I ett av Sveriges 16 miljömål från Naturvårdsverket (2012) kan läsas ”Användningen av energi, mark, vatten och andra naturresurser sker på ett effektivt, resursbesparande och miljöanpassat sätt för att på sikt minska och att främst förnybara energikällor används.”. Ett sätt att uppnå detta är att få större insikt i hur all energi förbrukas. Ser man till byggsektorn, som förbrukar en stor del av all energi under bruksskedet, kan stora förbättringar göras. Idag görs försök för att få en bättre bild av hur bruksskedets energiförbrukning ser ut genom att beräkna den förväntade energiförbrukningen i en byggnad redan innan uppfö-randet är påbörjat. Den framräknade förbrukningen underskattar ofta den verkliga energiförbrukningen och förbättringar av beräkningarna skulle kunna minska bygg-sektorns andel av energiförbrukningen (Bagge, 2011).
1.2 Problembeskrivning
I dagens samhälle står byggsektorn för ca 40 % av den totala energianvändningen och 80 % av detta står bruksskedet för, att på ett effektivt sätt kunna minska energiför-brukningen under detta skede skulle innebära stora besparingar både ekologiskt och ekonomiskt enligt Gross (2008).
Beräkningar kring energiförbrukningen i byggnader utförs idag, i enlighet med BBR (2012), men de kalkylerade värdena har konstaterats skilja sig allt för mycket åt från de faktiska värden som uppmätts även om allt större krav ställs på alla medverkande aktörer (Bagge, 2011).
Enligt Gross förväntas priserna på energi stiga i framtiden och detta i samband med att alla nyproducerade byggnader i Sverige ska vara NNE-hus (nära - nollenergibyggna-der) år 2020, (Boverket, 2014), gör att en noggrannare beräkning av energiåtgången i byggnader är av största vikt.
Enligt BBR 22 (Boverkets författningssamling [BBR], 2015) ska byggnadens energian-vändning regelbundet kunna följas upp genom relevanta mätsystem. Dessa mätsystem ska vara enkla att avläsa så att beräkningar kan utföras för byggnadens energianvändning under specifika perioder.
Då detta är ett aktuellt område med utrymme för förbättringar har en del tidigare arbeten gjorts. Några av dessa är:
Bagge, Hans. Building Performance – Methods for Improved Prediction and
Verification of Energy Use and Indoor Climate. Diss., Lunds Universitet, 2011.
En rapport som analyserar varför energiberäkningar och de inomhusparametrar som används i beräkningarna skiljer sig åt från uppmätta värden.
2
Rapporten tar sedan upp olika metoder som kan användas för att minska dessa skillnader.
Sunikka-Blank, Minna. Galvin, Ray. Introducing the prebound effect; the
gap between performance and actual energy consumption. University of
Cambridge. 2012. Denna rapport berör hur man på ett tekniskt och ekonomiskt hållbart sätt kan genomföra förändringar i äldre byggnader, samt i beteendet hos personer som bor i dessa byggnader för att nå de krav på energianvändning som finns idag och hur olika användarparametrar kan påverka energianvändningen.
Ryan, Emily M. Sanquist, Thomas F. Validation of building energy
model-ling tools under idealized and realistic conditions. Boston University,
Bat-telle Seattle research center. 2011. En rapport som beskriver tre olika me-toder för att kunna verifiera beräkningsmeme-toder.
Det är idag ett stort problem att den faktiska energianvändningen inte stämmer över-ens med den beräknade, samt att det idag inte finns ett effektivt sätt att samla in denna information. Detta leder till problem för olika aktörer då producerade hus riskerar att inte uppfylla de krav som idag ställs och det är idag svårt att följa upp om de
beräknade värdena faktiskt stämmer.1
1.3 Mål och frågeställningar
Målet med arbetet är att utreda orsaker till att beräknad energiförbrukning och verklig energiförbrukning skiljer sig åt samt ge förslag på förbättringar för att minska skill-naderna mellan dessa.
De frågeställningar som detta examensarbete kommer att fokusera på är:
Varför skiljer sig den beräknade energiförbrukningen mot den verkliga
ener-giförbrukningen?
Hur kan effektivisering av insamling av data om verklig
energiförbruk-ning från hustillverkares kunder ske?
Hur kan skillnaden mellan den beräknade energiförbrukningen och den
verkliga energiförbrukningen minskas?
1.4 Avgränsningar
För att på ett bra sätt kunna jämföra byggnaders energiförbrukning måste avgräns-ningar göras. Denna rapport inriktar sig enbart mot enbostadshus för att kunna utföra jämförelser på lika villkor, samt enbostadshus uppvärmda med frånluftsvärmepump.
3
Byggnadens beståndsdelar och dess U-värden kommer inte att kontrolleras genom beräkningar, redan framräknade värden av JB-villan antas vara korrekta och kommer att användas.
1.5 Disposition
I inledningen redovisas bakgrund och problembeskrivning som ligger till grund för frågeställningarna och målet. Nästa avsnitt, metod och genomförande, redovisar kopplingen mellan frågeställningarna som ställts upp och vilka metoder som kommer användas för att besvara dem, även de metoder som utförs redovisas. De metoder som kommer användas är beräkningar, fallstudie, enkät, dokumentstudie och litteraturstudie. Här presenteras hur arbetsgången med rapporten har gått till väga, men även hur rapportens trovärdighet kan verifieras. Under teoretiskt ramverk presen-teras de olika teorierna och hur de kopplas till frågeställningarna. De olika teorierna är brukarbeteende, energiberäkningar och datainsamling. I detta avsnitt sammanfat-tas även de valda teorierna. I avsnittet empiri presenteras insamlad empiri i form av enkätsvar och dokumentstudie redovisas och sammanfattas. Under analys och resultat avsnittet har den insamlade empirin analyserats och kopplats till de tre olika fråge-ställningarna. Kopplingar till det uppsatta målet är även gjort. Slutligen sammanfattas resultatet och en diskussion kring resultatet har utförts under diskussion och slutsat-ser. Slutsatser om resultatet dras och även förslag på fortsatt forskning har gjorts.
4
2
Metod och genomförande
Nedan presenteras de metoder och strategier som använts för att genomföra arbetet och få svar på de frågeställningar som ställts i avsnitt 1.3.
2.1 Undersökningsstrategi
Denna rapport kommer att utföras med ett angreppssätt som är huvudsakligen kvan-titativt, med inslag av kvalitativa metoder. Skillnaden mellan kvantitativa och
kva-litativa metoder är, enkelt uttryckt, att kvantitativa metoder sysslar med sådant som går att beskriva med siffor, medan kvalitativa metoder sysslar med sådant som går att be- skriva med ord. Kvantitativa metoder passar särskilt bra för att göra gene-raliseringar utifrån en mindre grupp. Kvalitativa metoder passa däremot bra för att tränga in på djupet, när det inte är viktigt att kunna generalisera vidare utanför en viss grupp, miljö eller annat sammanhang. (Eliasson 2006, s.21).
Data som kommer att användas i rapporten kommer att bestå av en blandning av kvantifierbar och kvalitativ data, primärt kvantifierbar data.
En fallstudie används för att fördjupa och utveckla begrepp och teorier vid en grundlig undersökning av ett mindre antal fall, NE (2015). Fallstudier kan med fördel användas tillsammans med andra metoder och kan utvecklas eller göras mindre detaljerade ut-efter det resultat som ska uppnås med fallstudien, Ejvegård (2009). Ejvegård beskri-ver att syftet med fallstudien är att ta en del av en större helhet för att sedan med hjälp av denna dra slutsatser och beskriva praktiken. Ejvegård skriver även om svårigheten med att definiera praktiken utefter ett fåtal fall och att försiktighet ska användas vid slutsatserna.
I denna rapport kommer fallstudier att utföras på tre villor med olika förutsättningar men med liknande storlek och uppvärmning för att besvara frågeställningarna ett och tre.
Beräkningar kommer att utföras som en del i att besvara frågeställning ett och två. Dessa beräkningar kommer att utföras enligt bilaga 1 och resultaten kommer att jäm-föras med redan utförda beräkningar för att på så sätt kunna konstatera eventuella felkällor och se var resultaten skiljer sig åt.
Beräkningar är kvantifierad data, Ejvegård (2009) beskriver kvantifierad data som nå- got som räknas eller något som anges i siffor. Dessa data kan behandlas statistiskt och med hjälp av olika dataprogram kan avancerade analyser göras smidigt. Den kvanti-fierade data kan smidigt och överskådligt användas i olika tabeller och diagram, vilket underlättar analys och jämförelse mellan olika beräkningssätt. Denna kvan-tifierade data kallar Ejvegård hårddata och är den typ av data som kommer att användas i denna rapport.
2.2 Koppling mellan frågeställningar och metoder för
datain-samling
Nedan presenteras de metoder som använts för att besvara frågeställningarna (se stycke 1.2.3).
5
2.2.1 Varför skiljer sig den beräknade energiförbrukningen mot den verkliga energiförbrukningen?
För att besvara frågeställningen har en fallstudie utföras på tre småhus, detta genom insamling av data från JB-villans kunder. Insamlingen av data har skett genom enkäter besvarade av kunder samt dokumentstudier.
Enkäterna har använts för att kunna samla in brukardata på ett effektivt och över-skådligt sätt, den insamlande datan har sedan jämförts med data som är använd
i de tidigare beräkningarna för att identifiera eventuella felkällor.
Dokumentstudierna h a r utförts för att få en fördjupad kunskap inom de olika områdena som behandlas, samt för att kunna analysera och tillgodogöra de resultat som framkommit.
2.2.2 Hur kan effektivisering av insamling av data om verklig energiför-brukning från hustillverkares kunder ske?
Frågeställningen har besvarats genom fall- samt dokumentstudier. Detta för att
kunna jämföra olika metoder för att samla in data och få fram en så effektiv metod som möjligt.
2.2.3 Hur kan skillnaden mellan den beräknade energiförbrukningen och den verkliga energiförbrukningen minskas?
Även denna frågeställning har besvarats med hjälp av vidarebearbetning, så som
beräkningar och analys av enkätsvar, av tidigare insamlade data samt dokument- och litteraturstudier.
Enkäterna har utformats med frågeställning tre som utgångspunkt och har använts som underlag för de andra frågeställningarna, samt för JB-villan att arbeta vidare utifrån gällande framtida datainsamling.
Vidareberarbetningen h a r utförts för att kunna tillgodogöra den insamlade inform-ationen och komma till slutsatser kring vad som kan göras åt de problem som finns. Dokumentstudierna sker, som tidigare, för att få en fördjupad kunskap inom de områden som behandlas.
2.3 Valda metoder för datainsamling
I nedanstående avsnitt redovisas de metoder som används för att besvara frågeställ-ningarna.
2.3.1 Enkät
Enkäter kan utformas med både öppna och slutna frågor för att få så stor bredd på svaren som möjligt. Ejvegård (2009) skriver att enkäter inte är lika tidskrävande samt ett billigare sätt att samla in information än vad intervjuer är. Han fortsätter med att enkätsvaren ofta är enkla att jämföra och analysera. Ejvegård betonar vikten att ut-formningen av enkäten och nämner att om enkäten blir för omfattande svarar ofta ett färre antal, att ledande frågor måste undvikas för att få så rättvisande svar som möjligt, samt att även utformningen på enkäten väger in. Utformningen ska vara lättförståelig och tydligt visa hur den svarande ska svara och vart på enkäten det ska skrivas.
6
Han berättar om två sorters bortfall vid enkäter, det ena är att enkätsvaret inte kommer in alls och det andra är att enkäten inte besvarats fullständigt. Svarsfrekvensen och eventuellt bortfall fastställs genom att dividera antalet svarande med antalet utskick-ade enkäter.
En enkät som består av slutna frågor bör även göra det möjligt för den svarande att lämna kommentarer, då minskar risken att den svarande känner att ett svarsalternativ saknas. Om en omfattande enkätundersökning ska göras bör en testenkät skickas ut till ett mindre antal svarande för att kontrollera att enkäten ger den information som var tänkt och för att kontrollera att frågorna inte kan misstolkas, Ejvegård (2009).
2.3.2 Dokumentstudie
En dokumentstudie utförs genom att studera icke publicerat material. Detta utförs för att besvara frågeställning ett och två genom att få en större inblick i den kunskap som redan finns inom ämnet. En dokumentstudie innebär att skriftligt material studeras och analyseras, exempelvis rådata (Merriam, 1994).
2.4 Arbetsgång
Arbetet startades med att i olika databaser söka efter relevanta artiklar och teorier som berör de områden som frågeställningarna rör vid. Tre teorier sammanställdes utifrån den information som hittats och rapporten påbörjades, se avsnitt 3.
När arbetet med teorierna påbörjats bokades ett möte med JB-villan, där generell information om deras processer gicks igenom muntligt, samt att deras syn på ener-giberäkningar och hur man skulle kunna gå vidare med detta område diskutera- des. Efter detta överlämnades information till ett antal av JB-villans kunder så att ar- betet med enkäter och utskick av dessa skulle kunna komma igång. Kunderna bor i liknade hus storleksmässigt med samma typ av uppvärmning och blev utvalda av JB- villan.
Samtidigt som enkäterna skickades ut via mail den 24 mars 2015 påbörjades de be- räkningar som skulle utföras. Enkäterna besvarades via mejl i alla fall utom ett där svaren inkom via telefon. Beräkningarna utfördes på material från JB-villan för hand, enligt avsnitt 5.2.1, för att få en ökad insikt i hur olika beräkningsmetoder påverkar resultatet. Beräkningarna som utförts för hand har genomförts i Excel. De beräkningar som gjorts utfördes i två omgångar. Den första omgången med de indata som inhäm-tats från JB-villan och deras beräkningar, den andra med indata som insamlats med hjälp av enkäterna. För ett av husen gjordes en tredje beräkning med fel i indata som insamlats från JB-villan för att påvisa att det av JB-villan beräknade resultatet även gick att komma fram till via handberäkningar.
Materialet från JB-villan bestod i energiberäkningar av ett antal småhus av liknande storlek och var utförda av konsulter i två olika beräkningsprogram, VIP+ och TMF. Skillnaderna mellan de olika beräkningarnas resultat analyserades och diskuterades för att lösa de frågeställningar som ställts. Analysen utfördes genom att de olika posterna i beräkningarna, t.ex. hushållsel, värmeförsörjning och belysning jämfördes med varandra. Om någon post skiljer sig i en beräkning mot en annan undersöktes detta och eventuella felkällor identifierades.
7
För att besvara frågeställningen om hur kan effektivisering av insamling av data om verklig energiförbrukning från hustillverkares kunder kan ske undersöktes vilka ligheter luftvärmepumpen tillhandahöll och vad som skulle kunna vara praktiskt möj-ligt att göra i framtiden för att få in information kring energiförbrukningen.
Den insamlade empirin från enkätsvaren sammanställdes och granskades för att sedan användas i beräkningarna och få fram nya resultat. Dessa resultat jämfördes sedan med de redan beräknade resultaten för att se hur stor skillnad det nya bättre anpassade indatat gjorde och hur mycket närmre verkligheten resultatet kom. Alla resultat från de olika beräkningarna sammanställdes i en tabell för att lättare kunna granskas för att sedan kunna besvara frågeställning ett och tre. För att kunna besvara frågeställning två har den insamlade informationen kring olika tekniska möjligheter granskats och andra lösningar på problemet har diskuterats innan frågeställningen har besvarats. Slutligen sammanställdes de resultat som kommit fram under arbetets gång i denna rapport, där de även har analyserats mer ingående för att kunna besvara de ställda frågeställningarna.
Rapporten har arbetats med och uppdaterats löpande under hela arbetets gång.
2.5 Trovärdighet
För att slutsatserna i denna rapport ska vara trovärdiga måste kraven på reliabilitet och validitet uppfyllas. Reliabilitet innebär att de resultat som nås ska vara de samma om undersökningen skulle genomföras på samma sätt igen. Validitet innebär att det som undersökaren avser att undersöka/mäta faktiskt är det som blir undersökt/mätt (Ejvegård, 2009).
Mer djupgående innebär reliabilitet enligt Ejvegård (2009) hur användbar och tillför-litlig den valda mätmetoden samt måttenheten som används med denna är. Detta kan kontrolleras genom användning av: återtestning, att utföra samma undersökning/test på samma individer två gånger; halveringsmetoden, svaren delas upp i två delar som sedan jämförs med varandra, ju mindre dessa halvor skiljer sig åt ju högre reliabilitet har undersökningen/testet; två olika mätningar som mäter samma sak, fås samma svar även om exempelvis frågorna i två enkäter är formulerade på olika sätt är reliabiliteten bra; kontrollfrågor, några få frågor som redan finns med i enkäten formuleras om och läggs in på andra ställen i enkäten, är svaren de samma på de frågor som ställs för att undersöka samma sak är reliabiliteten god.
För att i detta arbete styrka reliabiliteten har enkla frågor ställts där den svarande har fått svara öppet. Frågorna har formulerats på ett sådant sätt att de inte går att misstolka och är lätta att svara på. Reliabiliteten styrks även genom att i beräkningarna använda de indata som inhämtats från JB-villan för att för hand räkna fram de resultat som framkommit i de av JB-villan gjorda beräkningarna. Beräkningarna har sedan utförts ytterligare en gång, men då med justerad indata som framkommit i de enkäter som gjorts. Resultatet från dessa beräkningar har jämförts med de värden som uppmätts för att se att dessa är rimliga. Fallstudien undersöker småhus som har liknande storlek, placerade i södra delen av landet och med samma uppvärmningssystem vilket stärker reliabiliteten. Reliabiliteten styrks även av att de litteraturstudier som utförts är re-levanta för ämnet, dokumentstudierna styrker reliabiliteten av att de dokument som samlats in behandlar de hus som undersöks i fallstudien.
8
Validitet, att man mäter det som man menar att mäta, är inte något problem så länge klara mått och måttenheter används enligt Ejvegård (2009), men är annars svårare att styrka än vad reliabiliteten är. Validiteten i detta arbete styrks av att frågorna som ställts verkligen rör de frågeställningar som ska besvaras samt av att beräkningarna utförs i korrekta måttenheter och lätta att följa. Att frågorna som ställs inte missupp-fattas av respondenten försäkras genom att frågorna efterfrågar svar i soffor och ja/nej form. Formler som använts är tydligt redovisade.
9
3
Teoretiskt ramverk
3.1 Koppling mellan frågeställningar och teori
För att kunna besvara och stödja de frågeställningar som tagits fram används tre teorier; för att besvara frågeställning ett och tre används teorierna brukarbeteende samt energiberäkningar och för att besvara frågeställning två används teorin datain-samling.
3.2 Brukarbeteende
Detta avsnitt berör de brukarbeteenden som existerar i enfamiljshus och som på olika sätt påverkar energiförbrukningen. Då hushållens boende har olika behov och öns-kemål gällande hushållets olika funktioner finns en rad parametrar att ta hänsyn till som alla påverkar energibehovet. Till dessa olika parametrar hör bl.a. hur ofta/länge brukarna duschar, önskad inomhustemperatur, antal hushållsapparater och hur ofta och mycket dessa används. Många publikationer och rapporter tar upp och diskuterar problemet med att förutse brukares beteende och därmed även energiförbrukning då den kan skilja sig mycket åt beroende på brukares vanor. Karlsson och Widén (2008) pre- senterar dessa parametrar och kartlägger ett antal hushålls beteenden för att kunna fastställa vad som avgör hur och varför parametrarna skiljer sig åt. Liknande parametrar, samt ålder på de boende tas upp av Lindén, Jörgensen och Thelander (2009) där man påvisar att den äldre delen av befolkningen inte använder lika mycket energi som den yngre, samt att personer i medelåldern inte bryr sig noterbart över hur mycket energi de gör av med då deras liv är för stressade.
De brukarrelaterade parametrar som påverkar energiförbrukningen är högintressanta då dessa spelar stor roll i att uppnå de krav som BBR 22 ställer på hushållens energi- användning.
Boverket (2012) tar även upp att olika brukarbeteende väsentligt påverkar energi-förbrukningen i en byggnad. Fortsatt skriver de om hur tillgången på information om brukarbeteende påverkar men även valet av noggrannheten på de variabler som används vid energiberäkningarna. Boverket (2012) radar upp ett antal parametrar som bör tas med om brukarbeteende, även Karlsson och Widén (2008) nämner dessa parametrar:
Innetemperatur
Ventilation
Om hushållet vädras
Antal boende och hur många timmar närvarande i bostaden/dygn.
Mängden varmvatten som används.
Hushållsel
Internvärme, värme från t.ex. varmvatten och solinstrålning.
Boverket (2012) skriver om standardiserad indata, användning av denna indata under- lättar vid beräkningar av olika byggnader när brukardata inte är känd.
10
3.3 Energiberäkningar
Det följande avsnittet behandlar energiberäkningar som är nödvändiga att utföra för att kunna ta reda på byggnadens specifika energianvändning då BBR 22 ställer krav som varierar beroende på var i landet byggnaden ligger, samt vilken typ av byggnad
det är. Byggnadens specifika energianvändning anges i kWh/m2 och år. Byggnadens
energianvändning beräknas enligt Boverket (2012): + Energi för uppvärmning av huset
+ Energi för komfortkyla (air-condition)
+ Energi för tappvarmvatten (varmvattnet som används i bostaden), 14 m3
per person och år, enligt Sveby (2012).
+ Byggnadens fastighetsenergi (se definition i avsnitt 5.1.1)
- Interna värmetillskott (värme från personer som vistas i bostaden, hus-hållsapparater, tappvarmvatten mm.)
- Solenergi från solfångare och solceller
När energierna ovan sammanställs ska de delas med Atemp för att få fram den specifika
energianvändningen. Atemp är summan av den golvarea som uppvärms till minst 10˚C
och befinner sig innanför byggnadens klimatskal. Interna värmetillskott är värme från personer som vistas i byggnaden, tappvatten eller solinstrålning. De energier som inte ingår när den specifika energianvändningen beräknas är hushållsenergi och verksam-hetsenergi (Boverket, 2012).
Enligt Boverket (2007) är det mycket viktigt att använda sig av realistiska indata för att nå så verklighetstrogna resultat som möjligt. Indata kan delas upp i fyra huvud-kategorier; material- och konstruktionsdelar, installationsdata, brukardata samt kli-matdata. Indata är sällan konstant, utan varierar med tiden pga. bl.a. utveckling av bostäderna och nya hushållsapparater. Med detta i åtanke måste indata skiljas på när det gäller för nyproduktion och för det redan existerande fastighetsbeståndet. Bo-verket ser gärna att beräkningarna utförs med en säkerhetsmarginal, som baseras på den detaljeringsgrad som det aktuella beräkningsprogrammet och indata har, samt hur väl man känner till verksamheten i byggnaden och byggnadens egenskaper. Rikt-linjer för detta finns ej idag utan är något som eftersträvas att ta fram.
3.3.1 Verifiering
Bagge (2011) tar i sin rapport upp aspekter som är viktiga att kontrollera då under-sökning om/varför den beräknade energianvändningen skiljer sig från den faktiska. Bagge utför mätningar på bl.a. inomhustemperatur och påvisar hur viktigt det är att använda indata som är så lika verkligheten som möjligt.
Ryana och Sanquist (2011) berör i sin artikel olika metoder som kan användas vid verifiering av energianvändning. Enligt Ryana och Sanquist finns tre metoder som alla kan utföras var för sig, men som bör användas tillsammans, dessa är:
Andra modeller, jämför indata och beräknad energianvändning med andra
be- räkningsprogram.
Empirisk data, data som finns tillgänglig jämförs med ny data som fås fram genom ex. experiment och mätningar.
11
Analytisk lösning, för att undersöka specifika delars överensstämmelse
med verkligheten, används sällan.
Dessa tre modeller kan alla utföras i två olika kategorier, idealiserad studie och realistisk studie. I den idealiserade studien tas bara hänsyn till byggnadens fysiska variabler och visar att alla olika modeller för att beräkna den specifika energianvänd-ningen har fel och brister. Genom att jämföra olika modeller med varandra i en idealiserad studie kan dessa brister förbättras. I den realistiska studien används verklig uppmätt data från olika byggnader, hänsyn tas till de boende likaså de fysiska aspekterna. Idag sker nästan alla verifieringar av beräkningssystem som idealiserade studier (Ryana et al, 2011).
Slutligen nämner Ryana et al (2011) att modellerna kan förbättras med avseende på de boendes påverkan genom att använda mer komplexa metoder där information fåtts fram genom undersökningar och inte enbart användning av schablonvärden, t.ex. kan olika profiler eller aktivitetsnivåer tas fram.
Även Sunikka-Blank och Galvin (2012) diskuterar eventuella fel i beräknings-metoderna och indata, det nämns även att det i vissa fall kan skilja mellan design och utförande av bostäderna, att dessa förändringar kan komma att påverka energian-vändningen i större grad än förutspått.
3.3.2 Formler och beräkningar
I detta avsnitt redovisas de viktigaste formlerna som använts för att kunna utföra beräk-ningarna för hand, i anslutning till formlerna presenteras även de begrepp som är rele-vanta för att kunna utföra beräkningen, övriga formler presenteras i bilaga 9. Totala energibehovet:
Det totala energibehovet i en bostad kan beräknas med hjälp av formeln nedan, Bover-ket (2012): Etotalt = Et + Eov + Ev + Evv + Evvs - EG [Wh] Där: Et= Energibehov för transmission. Ev= Energibehov för luftväxling.
Eov= Energibehov för ofrivillig ventilation.
Evv= Energibehov för fastighetsel.
EG= Gratisenergi. Gradtimmar:
Är summan av varje enskild timmes skillnad i temperatur mellan inne och uteluft un-der ett år. Då innetemperaturen är högre än utetemperaturen måste byggnaden värmas upp det är detta som gradtimmarna tar hänsyn till. Gradtimmar används i följande be-räkningar: energibehov för ventilation, luftläckage och transmission (Warfvinge & Dahlblom, 2014).
Gt=(Ti-Tu, årsmedel)*24h*356dagar [˚Ch]
Där:
Ti= Temperatur inomhus
12 Energibehov för transmission:
Transmission är den värme som färdas genom olika byggnadsdelar och köldbryggor (Warfvinge & Dahlblom, 2014).
Et = (ƩUi*Ai+Ʃψk*lk+Ʃχi)*Gt [Wh] Där:
Ui = Värmegenomgångstal för en byggnadsdel.
Ai = Byggnadsdelens invändiga area.
Ψk = Värmegenomgångstal för linjär köldbrygga.
lk = Linjära köldbryggans längd.
χj = Värmegenomgångstal för punktformig köldbrygga. Det antas inte
finnas några punktformiga köldbryggor i nybyggda hus.
Gt = Gradtimmar. Energibehov för ventilation:
Den energi som behövs för att ventilera byggnaden (Warfvinge & Dahlblom, 2014).
Ev=0,33*n*V*Gt(1-v) [Wh]
Där:
0,33 är den energi som behövs för att värma 1 m3 luft 1˚C.
n = Antalet omsättningar per timme. Enligt BBR (2015) är minsta
till-låtna ventilation i bostäder 0,35 l/s per m2 golv area.
V = Byggnadens volym.
Gt = Gradtimmar.
v = Återvinningsgrad av värmen i frånluften, om ingen återvinning
finns tas (1-v) bort från ekvationen. Energibehov för luftläckage:
Energin som går åt ur via ventilation i otätheter (Warfvinge & Dahlblom, 2014). Eov=0,33*nov*V*Gt [Wh]
Där:
0,33 är den energi som behövs för att värma 1 m3 luft 1˚C.
nov = 0,1 omsättningar per timme i nybyggda hus.
V = Byggnadens volym.
Gt = Gradtimmar.
Vid regelbunden vädring läggs 4kWh/m2 och år till resultatet, (Sveby,
2012).
Energibehov för varmvatten:
Den energi som behövs för att värma upp varmvattnet i bostaden (Energimyndig-heten, 2012).
Evv=1160*Vvv*(Tvv-Tinkom) [Wh] Där:
1160 = den energi som krävs för att värma 1 m3 vatten 1˚C.
Vvv = Varmvattenmängd. Antas vara 14 m3 per person och år i småhus
(Sveby, 2012).
13
Tinkom = Temperatur på inkommande vatten.
Av varmvattnet kan 20 % antas avges som värme i byggnaden
(Sveby ,2012).
Tabell 1 nedan redovisar riktvärden för vattenanvändning i flerfamiljshus och småhus. Tabell 1. Normal vattenförbrukning (Energimyndigheten, 2011)
Sammanlagd gratisenergi:
EG=0,7*EEL+0,2*Evv+Esol+EP [kWh/år] Där:
EEL = Energi från hushållsel.
EV = Energi från luftväxling.
Esol = Gratisenergi från solinstrålning.
EP = Gratisenergi från personvärme. (se bilaga 9.)
Övriga viktiga begrepp:
Atemp och köldbryggor är parametrar som måste beräknas för att i slutändan kunna få
fram den specifika energianvändningen. Atemp är summan av den golv area som
upp-värms till minst 10˚C och befinner sig innanför byggnadens klimatska. l.
Köldbryggor är de konstruktionsdelar där mer värme läcker ut än i resterande bygg-nadsdelar. Köldbryggor kan vara byggnadsdelar som leder värme bättre än omgivande
14
material eller olika anslutningar, t.ex. mellan golv och tak. Vid U-värdes beräkningar finns tre olika kategorier köldbryggor:
Köldbryggor i klimatskalet, t.ex. trä- och metallreglar, balkar och
kramlor. Dessa tas om hand i U-värdes beräkning för respektive bygg-nadsdel.
Linjära köldbryggor, uppstår vid anslutningar mellan ex. väggar, tak,
balkongplattor och bjälklag. Betecknas Ψ (W/mK).
Punktformiga köldbryggor, är så små att dessa vanligtvis kan
försum-mas. (Boverket, 2012)
DVUT, dimensionerande vinterutetemperatur. ”Den temperatur, för representativ ort, som framgår av 1-dagsvärdet i ”n-day mean air temperature” enligt SS-EN ISO 15927-5. Temperaturen får ökas om byggnadens tidskonstant överstiger 24 timmar. Ökningen framgår av standardens redovisade temperaturer för 2, 3 eller 4 dygn. Byggnadens tidskonstant, mätt i dygn, används för val av motsvarande tabellvärde (nday). Temperaturökning, beroende på högre tidskonstant än 96 timmar kan faststäl-las genom särskild utredning.” (Boverket, 2015, s.3).
3.4 Datainsamling
För att effektivt samla in data som är relevant i denna rapport, och för att svara på frågeställningen som finns rörande detta, är kvantitativa metoder mest lämpade. Att kvantitativa metoder lämpar sig beror på att de passar till att samla in data från större grupper utan att kräva stora resurser, de är lätta att bearbeta och kan täcka in stora om- råden enligt Eliasson (2006).
Eliasson nämner även att den metod inom kvantitativa metoder som på ett effektivt sätt kan besvara frågeställningen är enkätundersökningar som innehåller både öppna och slutna frågor. Öppna frågor låter den svarande själv formulera svaren medan slutna frågor besvaras med hjälp av svarsalternativ, genom att blanda dessa fås en mer omfattande undersökning. En kvalitativ metod Eliasson nämner som är vanlig att använda är intervjuundersökningar. För att utföra dessa krävs det någon som utför intervjuerna, vilket kan vara kostandskrävande. Det krävs även att det finns tid för intervjuaren och den svarande att sitta ner och utföra intervjun, detta är inte ett pro-blem som kan uppstå vid enkätundersökningar då den svarande själv kan välja när enkäten ska besvaras. Eliasson fortsätter med att enkätundersökningar är billigare att genom- föra än en intervjuundersökning då ingen intervjuare behövs. Nackdelar som nämns är att enkätundersökningar ofta har lägre antal svarande och det finns en risk för att frågorna tolkas och besvaras på ett annat sätt än vad som var tänkt. Ett annat sätt att sköta datainsamlingen skulle kunna vara genom tekniska hjälpmedel, så som mätare som är uppkopplade och som enkelt kan läsas av oavsett var man befinner sig så länge tillgång till internet finns (NIBE, 2015).
Tekniska hjälpmedel som finns har möjlighet att läsa av, bearbeta och rapportera både flöden, temperaturer och volymer av det som blivit förbrukat. I vissa system kan flera olika enheter kommunicera med varandra för att kunna samla in data från flera olika apparaturer och sedan behandlas, slås ihop och rapporteras i mer lättförståeliga for-
15
mer. Kommuniceringen med de olika mätarna kan ske på ett antal olika sätt, beroende på vad användaren anser vara lättast, så som via elnätet, GPRS, M-bus, radio (i form LonWork) m.fl. se förklaring av begreppen i nästa stycke. Avläsningen kan enkelt ske i realtid av användaren.
Att tydliggöra hur mycket el eller vatten som används gör det enklare för användaren att se hur mycket energi som används. Installerandet av mätutrustning som förenklar avläsandet har visat kunna minska elanvändningen med ca 10-30% och vatten-förbrukningen med ca 15-30% (Infometric, 2015).
Genom elnätet kan avläsning av elförbrukningen ske med hjälp av ett system med fjärravlästa mätare. Fördel med detta system är att avläsningen inte längre måste ske i bostäderna utan kan utföras på håll (Sweco, 2015).
GPRS, General Packet Radio Services, är ett vidareutvecklat tillägg till GSM (Global System for Mobile telecommunications) som är ett system för att skicka mobil data. GPRS har snabbare upp- och nedkoppling än GSM och är bra när data inte ska föras över kontinuerligt utan med tidsintervall, utnyttjandet av kommunikationslänkarna sker enbart när data överförs. GPRS gör det möjligt för flera användare att kommu-nicera med varandra och all typ av dataöverföring sker trådlöst (Ewert, 2001). M-bus, Meter-bus, ett bra sätt att överföra konsumtionsdata från olika mätare. M-bus använder sig av topologifri 2-tråds bus för att överföra data mellan de olika enheterna och mätarna. Det finns både som trådlös och med trådkommunikation och är en Euro-peisk standard. Den trådlösa kommunikationen är smidig om kabeldragning vill und-vikas men då de trådlösa mätarna har batterier måste dessa bytas vilket kräver under-håll. Trådlös M-bus använder sig av radiokommunikation (Infometric kommuni-kationssätt, 2015).
LonWork kan anpassas till flera olika kommunikationssätt som t.ex. partvinnad tråd, elnätet, internet eller radio. Även LonWork finns som trådkommunikation eller tråd- löst. Trådkommunikationen är ett stabilt sätt att överföra data mellan enheterna, men kräver kabeldragningar (Infometric kommunikationssätt, 2015).
3.5 Sammanfattning av valda teorier
Teorin energiberäkningar påverkas av teorin gällande brukarbeteenden på det sätt att brukarbeteenden är variabler som förs in i energiberäkningarna och påverkar resultatet av energiberäkningarna. Olika brukarbeteenden som påverkar de beräknade resultaten är inomhustemperatur, antalet boende och timmar som spenderas i hemmet, duschtid och vädring. Noggrannheten i energiberäkningarna bestäms av hur exakta variablerna är som förs in i dem är. Eftersom brukarbeteenden är del utav variablerna påverkar även dessa den slutliga noggrannheten. Om det i brukarbeteenden används standar-diserad indata kommer inte beräkningarna att bli allt för noggranna, detta är något som måste has i åtanke. När verifiering av energiberäkningar görs undersöks varför de framräknade värdena skiljer sig från de verkliga värdena och brukarrelate-rad data kan vara en av orsakerna till denna skillnad.
Datainsamlingen har koppling till teorin energiberäkningar då de data som samlas in kommer att påverka den indata som används i beräkningarna och på så sätt direkt påverka det resultat beräkningarna ger.
16
4
Empiri
De småhus som medverkat i undersökningen är alla tillverkade av JB-villan och har samma typ av uppvärmning. I bilaga 2a finns planlösning/fasader för hus 483 och be- räkningarna för detta hus som även innehåller information kring indata, konstruktion och tekniska system finns i bilaga 2b. Denna information finns i bilagorna 3a och 3b för hus 513, samt bilagorna 4a och 4b för hus 522.
4.1 Enkät
I svaren på de enkätfrågor, se bilaga 1, som skickades ut till JB-villans kunder fram-kom följande information kring brukarbeteenden i de granskade bostäderna:
Hus 483:
Förbrukningen ligger på ca 7000 kWh/år, varav 4000 kWh/år är för uppvärm-ning/varmvatten/ventilation. Elförbrukningen ligger således på ca 3000 kWh/år. I hushållet bor tre personer, en vuxen och två barn. Inomhustemperaturen är ca 23-24˚C och det vädras sällan då rejäla intag för ventilation finns i alla rum som standard. To- tal tid för dusch är ca 25 min/dag. Inga förändringar har gjort i husets klimatskal sedan huset uppfördes. Värmepumpen är inställd på 23˚C som inomhustemperatur, men braskamin finns i huset och den eldas ett par kvällar i veckan under
eldnings-säsong, då är vedförbrukningen ca 0,6 m3/månad (stjälpt mått). Vattenförbrukningen
har varit 163 m3 sedan inflyttning i juni 2013.
Denna information leder till en verklig specifik energiförbrukning på 30,5 kWh. För beräkningar se bilagorna 2c och 2d.
Hus 522:
Förbrukningen ligger på 3454 kWh/6 månader, varav värme 2151 kWh/ 6 månader. Hushållselen är alltså på 1303 kWh/6 månader. I huset bor två personer, 70 och 68 år gamla. Inomhustemperaturen är 19-20˚C, och det vädras i sovrummet varje dag. Duschtid per dag är ca 10 minuter. I klimatskalet har inga förändringar gjorts sedan inflyttning. Termostaten på värmepumpen är inställd på 20 ˚C. Braskamin finns i hu-set, men den används sällan.
Informationen ger en verklig specifik energiförbrukning på ca 29,5 kWh. För beräkningar se bilagorna 3c och 3d.
Hus 513:
Förbrukning på ca 10 000 kWh/år, varav värme och varmvatten är ca 5600 kWh och hushållsel ca 4400 kWh/år. Inomhustemperaturen ligger på ca 23˚C och det vädras sällan. I hushållet finns två vuxna, 28 och 30 år, samt ett barn på 1,5 år. Duschtid är ungefär 25 minuter per dag. Huset är oförändrat sedan inflyttning. Värmepumpen är inställd på 23˚C. Braskamin finns och används riktigt kalla dagar samt för mysfaktor.
Vedförbrukningen är ungefär 1 m3/år (stjälpt mått). Vattenförbrukningen gå ej att
av-läsa mer exakt då vi har egen brunn.
Verklig specifik energiförbrukning enligt detta är 38,4 kWh/år. För beräkningar se bilagorna 4c, 4d och 4e.
17
4.2 Dokumentstudie
De data som har insamlats är planlösningar/fasader på de aktuella husen från JB- villan, samt beräkningar som har utförts av konsulter på uppdrag av JB-villan under projekteringen av de aktuella husen, se bilagorna 2a-4e.
Den specifika energianvändningen som beräknats fram av JB-villans konsulter är:
Hus 483: 52 kWh/m2/år.
Hus 522: 39,1 kWh/m2/år.
Hus 513: 36,8 kWh/m2/år.
4.3 Sammanfattning av insamlad empiri
Den insamlade empirin kommer ifrån de enkäter som utförts samt ifrån JB-villan i form av indata, tekniska lösningar samt konstruktionslösningar. Den empiri som är in- samlad är tillräcklig för att på ett säkert och pålitligt sätt kunna utföra de beräk-ningar som är relevanta, samt att utav beräkberäk-ningarnas resultat och den insamlade empirin kunna dra de slutsatser som behövs för att kunna besvara de frågeställ-ningar som ställts i avsnitt 1.3.
18
5 Analys och resultat
Under detta kapitel redovisas de resultat som den insamlade empirin och bearbet-ningen av denna resulterat i. Frågeställningarna som ställts i avsnitt 1.3 besvaras.
5.1 Analys
Nedan analyseras och sammanställs den insamlade empirin och de teorier som tagits fram. Empirin och de insamlade enkätsvaren har sammanställts och använts i beräk-ningarna som utförts för att sedan kunna jämföras med redan beräknade resultat. Dessa har sedan jämförts och analyserats för att se vilka skillnader som finns och vad de kan bero på. Varje frågeställning har analyserats och besvarats för sig.
5.1.1 Varför skiljer sig den beräknade energiförbrukningen mot den verkliga energiförbrukningen?
Värdena som presenteras i tabell 2 nedan redovisar resultatet av de beräkningar som utförts för att få fram den specifika energiförbrukningen i kWh/år. För beräkningarna se bilagorna 2b-2d, 3b-3d och 4b-4e.
Tabell 2. Specifik energianvändning.
Hus Uträknat av JB- villan
Uträknat för hand med fel som funnits i beräkningar från JB- vil-lan Uträknat för hand Uträknat för hand med brukardata Verklig ener- giförbrukning 483 52 - 47,8 45,2 30,5 513 36,8 - 34,1 35,1 38,4 522 39,1 38,0 35,9 29,2 29,5
De värden som beräknats för hand hamnar relativt nära de beräkningar som utförts av JB-villan, därav kan man säga att dessa värden stämmer överens, vilket resulterar i att den specifika energianvändningen hamnar nära dessa värden.
I kolumnen som anger värdet för fel i som funnits i JB-villans beräkningar är endast hus 522 beräknad då det i den beräkningen angetts att alla fönster var placerade i nordlig riktning vilket är felaktigt. Detta ger ett högre resultat än om fönstren placerats ut enligt ritning.
För hus 483 har JB-villans konsulter använt ett högre medelvärde på utetemperaturen 6,3 ˚C, än det värde 5,3 ˚C som använts vid handberäkningarna. Detta har även gjorts för hus 522, 7,4 ˚C, och hus 513 6,4 ˚C.
Genom att använda värden från Energimyndigheten, se tabell 1, med sparsam vat-tenanvändning i hus 522 kunde det framräknade värdet med brukardata komma nära den verkliga förbrukningen. Den sparsamma vattenanvändningen användes då dusch- tiden var kort och att de boende är ett äldre par.
19
Inomhustemperaturen är i två av de tre småhus som undersökts 2˚C varmare än den temperatur som använts i de ursprungliga beräkningarna. Högre inomhustemperatur ger en högre energianvändning. Hus 483 och 513 har samma duschtid och då hus 483 angav
att de använder 163 m3 vatten/år så antas ungefär samma vattenförbrukning för hus 513.
Det ger enligt Energimyndigheten, tabell 1, hög användning, 1800 kWh/person. Handberäkningen för hus 513 kom nära den verkliga energiförbrukningen men för hus 483 har inte beräkningarna lyckts med detta. De boende i hus 483 har ett stort intresse för energi och den energianvändning man har, vilket kan vara en faktor som bidrar till att den verkliga energiförbrukningen är så pass mycket lägre än den be-räknade förbrukningen. Vid en medvetenhet kring energi och hur mycket som för- brukas vid vissa aktiviteter och av hushållsapparater kan energiförbrukningen enkelt minskas på ett sätt som kan vara svårt att spegla i beräkningar.
Dessa beräkningar påvisar att den beräknade energianvändningen skiljer sig från den verkliga energianvändningen på grund av att indata som använts som berör brukarna inte stämmer överens med verkligheten samt att fel är gjorda i beräkningarna. Indata som brukarna påverkar är bland annat inomhustemperaturen, vädring och användning av eldstaden. Fel som gjorts i beräkningarna är exempelvis att alla fönster är loka-liserade åt norr, för låg inomhustemperatur samt för högt årsmedelvärde på utetempe-ratur.
5.1.2 Hur kan effektivisering av insamling av data om verklig energiför-brukning från hustillverkares kunder ske?
För att effektivisera insamlingen av data från hustillverkares kunder gällande den speci-fika energiförbrukningen, och parametrar som påverkar denna, kan arbetet gå till väga på ett flertal olika sätt. Ett sätt är att genom mailkontakt be kunden svara på ett antal frågor angående energiförbrukningen två år efter uppförandet av byggnaden, och sedan analysera svaren och sammanställa dessa. Detta sätt kräver en del arbete inled-ningsvis för att utforma frågor som ger de svar som söks men är sedan effektivt och kräver endast tid för sammanställning. Problem med denna metod är att man får lita till att kunden klarar av att avläsa de mätare som finns i bostaden på rätt sätt, samt att de faktiskt svarar på de frågor som ställs. För att kunna garantera att kunden svarar kan det skrivas in i kontraktet, samt att en tid innan utskicket av frågorna påminna kunden om att frågor snart kommer att skickas ut. Problemet med att kunden kanske ej klarar av avläsningen är något som är svårt att göra någonting åt. Det som kan göras är att stå till förfogande med information kring hur detta ska göras, samt att vara till- gänglig för att svara på eventuella frågor. Ses fortfarande avläsningen som en stor fel- källa kan man erbjuda att man själv åker ut och utför avläsningen, detta kräver dock större resurser och är därför kanske ej motiverat.
En metod för att bli av med felkällan rörande felavläsning är att ha tekniska hjälpmedel som sköter detta, så som avläsare i realtid som är uppkopplade mot hustillverkaren och enkelt kan läsas av med hjälp av en dator. Detta kräver ej stora resurser och avläs-ningen sker på ett säkert sätt av kunnig personal samtidigt som de boende kan läsa av mätarna själva om de så önskar.
Sammanfattningsvis kan konstateras att effektivisering av insamlingen av data gällande verklig energiförbrukning kan göras med hjälp av kontakt med boende och att de sköter avläsningarna av förbrukningen, att behörig personal åker ut till hushållen och
20
sköter avläsningarna eller att använda sig av de tekniska hjälpmedel som finns till hands.
5.1.3 Hur kan skillnaden mellan den beräknade energiförbrukningen och den verkliga energiförbrukningen minskas?
En förbättring som kan göras för att få skillnaderna mellan den beräknade energiför-brukningen och den verkliga energiförenergiför-brukningen att minska är att beräkningarna blir noggrannare och mer anpassade efter de förutsättningar som varje specifikt hus har istället för att, som idag, använda schablonvärden då mycket av skillnaderna som upp-kommer härstammar från att de boende och deras vanor inte överensstämmer med scha-blonvärdena som används.
Beräkningarna måste utföras mer noggrant för att undvika slarvfel, exempelvis så som att föra in alla fönster i ett väderstreck. Beräkningarna måste även kontrolleras, even-tuellt genom att någon som inte varit med och utfört dem går igenom vad som har gjorts och vilka indata som använts. Att vara uppdaterad när det gäller brukarrelaterade undersökningar t.ex. gällande varmvattenförbrukning är också viktigt för att få så real-istiska resultat som möjligt.
Genom att göra det till en rutin att följa upp verklig specifik energianvändning i små- hus kan det leda till att i framtiden få ett mer omfattande underlag för att se mönster i vart beräkningarna skiljer sig åt. Med hjälp av dessa mönster kan man redan i projek-teringsskedet utföra mer realistiska beräkningar. Alla inblandade parter får då en bättre förståelse och vet var energi kommer användas, därmed kan även kostnader förknippade med detta förutspås på ett bättre sätt.
Skillnaden kan alltså minskas genom att säkerhetsställa noggrannheten i utförandet av beräkningarna, göra beräkningarna mer anpassade till byggnaden, samt att införa en rutin att följa upp den verkliga energiförbrukningen för att få ett större underlag att basera sina beräkningar på. Ett led i att anpassa beräkningarna efter de aktuella byggna-derna är att använda uppdaterad brukardata som tillhandahålls av olika myndigheter och företag, samt att själv utföra undersökningar för att få fram denna information.
5.2 Koppling till målet
Målet med arbetet är att utreda orsaker till att beräknad energiförbrukning och verklig energiförbrukning skiljer sig åt samt ge förslag på förbättringar för att minska skillna-derna mellan dessa.
Genom att besvara de tre frågeställningarna har vi kommit fram till att skillnaderna mellan den beräknade och den faktiska energianvändningen till stor del beror på att beräkningarna inte kontrolleras tillräckligt noga och att indata som använts inte stäm-mer överens med de förutsättningar som finns där småhuset ska vara placerat och med hur brukarbeteendet ser ut. Dessa är aspekter som måste förbättras om resultaten ska spegla hur den faktiska energiförbrukningen ser ut på ett bättre sätt. Detta kan göras genom att införa bättre kontroller av beräkningarna och att använda indata som är mer anpassade efter varje hus. Uppföljning om hur den verkliga energiförbrukningen ser ut och hur de boende agerar och vilka vanor de har i boendet är ett steg mot att
21
urskilja mönster och ta fram noggrannare parametrar till indata som sedan kan användas i mer korrekta beräkningar. Dessa resultat uppfyller målet då de klargör vilka orsaker som finns till att den beräknade och den verkliga energiförbrukningen skiljer sig åt, samt genom att komma med förslag på hur effektiviseringen av insamlandet av data från kunder kan ske.
22
6
Diskussion och slutsatser
De resultat som framkommit diskuteras kortfattat nedan.
6.1 Resultatdiskussion
Då målet med arbetet var att utreda orsaker till att beräknad energiförbrukning och verklig energiförbrukning skiljer sig åt samt ge förslag på förbättringar för att minska skillnaderna mellan dessa kopplades de tre frågeställningarna tidigt till detta och speglar på ett klart sätt målet. Då frågeställningarna har besvarats har även målet uppfyllts. Resultatet visar att de boendes vanor spelar stor roll i hur både den beräknade och den verkliga energiförbrukningen ser ut, och att ju noggrannare man går in i dessa vanor desto mindre skiljer sig dessa åt. En annan stor påverkan på skillnaden mellan den be-räknade energianvändningen och den verkliga energianvändningen är de fel som görs i beräkningarna som enkelt hade kunnat undvikas om man haft ordentliga kontroller och använt sig av indata som varit mer anpassat efter de förutsättningar som råder för respektive hus. Förvånande är att i två av de tre fall som studerats och där beräkningarna utförts av JB-villans konsulter är den verkliga energiförbrukningen mindre än den beräknade, vilket antas bero på fel i beräkningarna, samt att de indata som använts är schablonvärden och ej anpassade efter de villkor som råder i de specifika fallen. Att använda schablonvärden är ett enkelt sätt att få fram den specifika energianvändningen i projekteringsskedet, dock kan dessa skilja sig avsevärt från de faktiska värden som sedan kan komma att uppmätas. Då vi har använt oss av en del schablonvärden i våra beräkningar finns fel i de resultat som vi fått fram. Då vi utfört enkäter och fått fram brukardata som inte fanns vid projekteringsskedet borde schablonvärden inte användas i beräkningarna. Detta gjordes dock på grund av tidsbrist. För att bli av med dessa felkällor är det viktigt att införa kontroller, samt att bättre följa upp den verkliga energiförbrukningen i de hus man projekterat. Denna uppföljning skulle kunna ge un-derlag som minskar felen som blir i beräkningarna i framtiden. Uppföljningen skulle enkelt kunna genomföras genom de tekniska hjälpmedel som finns på dagens mark-nad, skicka ut formulär till de boende eller genom att behörig personal åker ut och utför de avläsningar som behövs. Problem med att använda tekniska hjälpmedel kan vara integriteten, att boende upplever att de är övervakade. En lösning på detta kan vara att ett sekretessavtal inrättas där hustillverkarna ej får dela med sig av informat-ionen till en tredje part utan de boendes tillåtelse. De tekniska lösningarna varierar med de olika aktörerna som finns på marknaden, både i kvalitet och utformning. För att få kunden att känna sig så bekväm med den valda metoden för avläsning som möjligt är det viktigt att lösningen som väljs diskuteras och väljs i samråd med projektören för att respektera kundens integritet. Val av metod bör även ta hänsyn till var i landet kunden bor, på landsbygden eller inne i en stad, då alla lösningar inte alltid är lämpliga då det inte överallt finns tillgång och täckning för de olika metoderna.
De resultat som framkommit speglar tydligt de teorier som framkommit under arbetets gång och presenteras i avsnitt 3, därav styrks arbetes reliabilitet och validitet ytterli-gare. Någonting som i efterhand skulle ha gjorts annorlunda, och som skulle ha ökat validiteten för enkäterna, är att enheten i vilka svaren skulle besvaras skulle ha varit utskrivna i frågan, detta skulle ha kunnat minska risken för eventuella missförstånd. Hade fler enkäter skickats ut hade fler enkätsvar kunnat inkomma vilket hade styrkt
23
eller fällt de resultat som vi har kommit fram till. En felkälla i de resultat som nu pre-senterats är just att fallstudien enbart har utförts på tre hus. Hade enkäterna även utformats som intervjuer istället hade man minskat risken för missförstånd och att respondenten svarade fel på frågor på grund av frågeformuleringar. För att ytterligare öka validiteten, oavsett om enkät eller intervjuer använts, hade återtestning kunnat an-vändas, eller att frågorna först skickats ut till testpersoner för att se att inga missför-stånd gällande formuleringen av frågorna uppkommit.
6.2 Metoddiskussion
Fallstudien utfördes för att ge en bredare bild av ett fåtal undersökta fall då tid inte fanns att gå in på fler fall lika noggrant som var nödvändigt. Fallstudierna var en bra metod för att få fram så mycket information som möjligt och för att kunna gå in på djupet. Hade inte fallstudierna utförts hade det varit mycket svårare att besvara fråge-ställningarna, om det hade gått att göra alls.
Litteraturstudien som utfördes resulterade i mycket relevant och uppdaterad information som hjälpt till att fördjupa kunskapen om brukarbeteende, datainsamling och ener-giberäkningar. Denna information har varit nödvändig för att veta var man ska gå in på djupet och för att veta vilka aspekter som redan från början var högst aktuella att granska extra. Dokumentstudien som gjordes var underlag för att kunna utföra de be-räkningar som krävdes samt att undersöka om samma indata kunde ge olika resultat och vad nödvändig för att få fram resultat och för att kunna dra slutsatser.
Beräkningar som utförts har med hjälp av litteraturstudien utförts på ett korrekt sätt. De har varit en stor del i att få fram hur stor inverkan brukarbeteende har på hur den specifika energiförbrukningen. Ett annat sätt som beräkningarna hade kunnat utföras på är genom att använda sig av ytterligare beräkningsprogram för att få en ännu tydli-gare bild av hur samma indata kan ge olika resultat. Detta prövades till en början, då i
beräkningsprogrammet BV2, men då ingen tidigare kunskap inom detta program fanns
blev osäkerheten i resultatet allt för stor. Skulle arbetet göras om är detta ett sätt att ytterligare höja reliabiliteten och få än mer tillförlitliga resultat. För att ytterligare gräva djupare skulle verkligt förbrukad fastighetsel använts i beräkningarna istället för schablonvärden som nu användes. Detta hade även styrkt reliabiliteten ytterligare. Något som borde ha gjorts annorlunda är att redan tidigare kontaktat de boende för att kunna gå än djupare in kring deras vanor, detta på grund av att det är dessa aspekter som påverkar både beräkningarna och den verkliga energiförbrukningen mest. Det hade varit intressant att gräva djupare i ett av fallen där de boende var energiintresserade och se hur mycket detta påverkar energiförbrukningen då den var väldigt låg i för-hållande till de parametrar som framkom i den utförda enkäten.
Med enkäterna samlades brukardata in från de tre bostäderna. Frågorna som ställdes gav inget utrymmer för feltolkning. Enkäterna var ett smidigt sätt att få in den informat-ion som krävdes av de boende, då personliga intervjuer hade krävt mer resurser och med högsta sannolikhet gett samma resultat. Frågorna som ställdes gav tillräckligt med information för att kunna besvara frågeställningarna men hade kunnat gräva än djupare i de boendes vanor. Intervjuer hade dock kunnat vara ett annat sätt att lösa informationsinsamlingen från de boende. Intervjuer hade eliminerat risken för missför-stånd och de boendes svar hade enkelt kunnat följas upp med följdfrågor. Istället fick frågor som uppkom under arbetets gång skickas ut i omgångar vilket inte är optimalt, från vår sida skulle enkäterna från början ha varit mer genomarbetade för att slippa
