Energikartläggning av förskola : Underlag för energieffektiviseringsåtgärder av byggnaden Metreven samt fördjupning avseende potential för uppfyllande av Boverkets krav gällande nära- nollenergibyggnad

ENERGIKARTLÄGGNING AV FÖRSKOLA

Underlag för energieffektiviseringsåtgärder av byggnaden Metreven samt

fördjupning avseende potential för uppfyllande av Boverkets krav gällande

nära- nollenergibyggnad

JOAKIM LEHTONEN

Akademin för ekonomi, samhälle och teknik Kurs: Examensarbete energiteknik

Kurskod: ERA206 Ämne: Energiteknik Högskolepoäng: 15 hp

Program: Högskoleingenjörsprogrammet i energiteknik

Handledare: Lars Tallbom Examinator: Anders Nordstrand

Uppdragsgivare: Pertti Salo, Fastighetsägare TAWAST AB

Datum: 2020-06-07

ABSTRACT

The Swedish residential sector consumes almost 39 % of Sweden’s final energy consumption. The European Union framework ”Clean Energy for all Europeans package” strives to promote a 32,5 % reduction as a result of energy efficiency measures. The Swedish legislation BBR regulates rules regarding new buildings, extensions and reconstruction of existing buildings. Excerpt 9 regards how energy is being used and determines the demands e.g. for a buildings primary energy use to be classified as a near zero energy building (NZEB). The energy use of a building, located in Västerås, Sweden, is being decided. Various energy efficiency packages are applied to a model in the simulation software IDA ICE. The results are compared with each other deciding the potential benefits of the energy efficiency measures. A substantial decrease of the energy consumption is detected, especially for the energy efficiency packages containing a geothermal heat pump (66 – 78 %). A life cycle cost analysis shows that the package containing a ventilation heat recovery system (FTX) combined with a geothermal heat pump is the optimal solution through an economical point a view. The solution yields a profit after 14 years. The analysis shows that all geothermal solutions, except a system consisting of a geothermal heat pump, FTX, energy efficient windows, rooftop insulation and a photovoltaic system, yields a profit during a 30-year investment period. None of the

packages containing a district heat exchanger yield a profit. The simulation results show that by implementing any of the geothermal heat pump packages, the demands for classifying the building according to an NZE building are fulfilled. Regarding the district heating packages, only the package containing all the energy efficiency measures (energy efficient windows, rooftop insulation and PV) meets the demands to be classified as an NZE building. Regarding the environmental impact due to implementing the energy efficiency measures, the results show a reduced impact from applying the geothermal heat pump packages is equivalent to the energy consumption reductions. The results show that by implementing a district heating system, more than one additional energy efficiency measure must be applied to avoid an increased environmental impact. This thesis shows that implementing energy efficiency measures can decrease energy consumption and yield an economical profit to the existing building stock.

FÖRORD

Detta examensarbete utförs med avseende på att utföra en energiinventering samt skapa underlag för energieffektiviseringsåtgärder för byggnaden Metreven i Västerås. Arbetet utförs inom kursen ERA206 examensarbete, energiteknik vid Mälardalens högskola i samarbete med Ramboll i Västerås. Stort tack för vägledning och stöd riktas till Christian Lindquist, Senior technician på Ramboll Västerås, Anders Levay, Energiingenjör på Ramboll Västerås samt Lars Tallbom, Universitetsadjunkt akademin för ekonomi, samhälle och teknik, Avdelningen för automation inom energi och miljö på Mälardalens högskola.

Västerås i juni 2020 Joakim Lehtonen

SAMMANFATTNING

Siffror från 2017 visar att bostads- och servicesektorn står för knappt 39 % av Sveriges slutliga energianvändning. Enligt EU:s ramverk ”Clean Energy for all Europeans package” är målet 32,5 % energieffektivisering år 2030 och att befintliga byggnader ska omvandlas till NNE byggnader. Då exempelvis byggnader byggda på 1970-talet och tidigare i många fall har ett allmänt renoveringsbehov blir marginalkostnaderna för energieffektiviseringsåtgärder lägst i samband med dessa.

Boverkets byggregler (BBR), avsnitt 9, avser regelverk för energihushållning. Där stipuleras vilka regler som gäller vid ny-, om- och tillbyggnader gällande energikrav med avseende på bland annat primärenergital, installerad eleffekt för uppvärmning samt genomsnittligt värmegenomgångstal. Boverkets föreskrifter och allmänna råd för fastställande av byggnadens energianvändning vid normalt brukande och ett normalår (BEN) innehåller föreskrifter vilka används för att verifiera en byggnads primärenergital, vilket korrigeras med avseende på använd energiform.

Uppdragsgivaren Tawast AB äger lokalen Metreven i Västerås. Lokalen på har en totalarea av drygt 947 𝑚2 _{varav drygt 884 𝑚}2 _{är uppvärmd och brukas för förskoleverksamhet.}

Byggnaden är uppförd 1975 utan större ingrepp sedan dess. Byggnaden har ett relativt oeffektivt uppvärmningssystem bestående av en takplacerad värmepump vilken värmer tilluften med hjälp av energin från frånluften. Detta kompletteras med elradiatorer. Personalutrymmet värms med en luft/luft värmepump.

Energiberäkning, enligt BEN, utförs i syfte att bestämma energiåtgången för befintligt system, vilket resulterar i hög energiförbrukning samt ett högt primärenergital. Ett antal energieffektiviseringsåtgärder undersöks i simuleringsprogrammet IDA ICE med skapad modell av byggnaden. Energieffektiviseringsåtgärderna består av ett FTX system med antingen bergvärme eller med fjärrvärme som primär energikälla. Utöver det testas, var för sig och i kombinationer, fönsterbyte till fönster med U-värde 1,2, tilläggsisolering av

takbjälklag samt installation av solcellssystem (PV).

Simuleringsresultaten jämförs sedan med resultatet från befintligt system, vilket visar att energiåtgången kan sänkas betydligt, främst med alternativet bergvärmepump där

kombinationen med FTX resulterar i 66 % energibesparing. Alternativet med fjärrvärme och FTX resulterar i 15 % energibesparing.

Beräkning av primärenergital visar att alla bergvärmepaket klarar av BBR kraven för att klassas som nära- nollenergibyggnader. Primärenergitalet sänks med 65 – 88 %. Avseende fjärrvärme uppfyller endast paketet fjärrvärme, FTX, fönsterbyte, tilläggsisolering av tak samt solcellssystem nuvarande kravnivå. Åtgärderna renderar även i en minskad

miljöbelastning, förutom alternativen fjärrvärme samt FTX och fjärrvärme, FTX samt solcellssystem som bidrar med en ökad miljöbelastning.

Resultaten visar på att energieffektiviseringsåtgärder inte bara kan minska

energiförbrukningen men även är ekonomiskt lönsamma. Det går även att anpassa befintliga byggnader till nuvarande lagstiftning för nära- nollenergibyggnad, speciellt då en

bergvärmelösning implementeras.

Rekommendationen till fastighetsägaren är att utföra en installation av bergvärme med ett FTX system. Det finns även indikationer på att ett system innehållande bergvärme, FTX, tilläggsisolering av tak samt solcellssystem är en bra investering, inte bara ur

energibesparings- och lönsamhetsperspektiv utan även ur ett miljöperspektiv, speciellt om åtgärderna kombineras med övriga ombyggnationer. Inget av fjärrvärmepaketen anses vara ett alternativ.

Nyckelord: Energieffektiviseringsåtgärder, Primärenergital, NNE, IDA ICE, BBR, Bergvärme, Fjärrvärme, LCC

INNEHÅLL

2.1.1 Energiberäkning baserat på mätning ... 4

2.1.2 Dynamisk energiberäkning ... 4

2.2 Validering av modell ... 4

2.3 LCC ... 4

3 LITTERATURSTUDIE ...5

3.1 Energieffektiviseringsåtgärder ... 5

3.1.1 IDA Indoor Climate and Energy ... 6

3.1.2 Ventilation ... 6 3.1.3 Bergvärme ... 7 3.1.4 Fjärrvärme ... 7 3.1.5 Solceller ... 8 3.1.6 Belysning ... 8 3.2 Elmarknaden ... 9

4.3 Modellering av byggnaden...13

4.4 Energieffektiviseringsåtgärder ...14

4.4.1 Energieffektiviseringspaket ...14

4.4.2 Mekaniskt till- och frånluftsventilation med värmeåtervinning ...15

4.4.3 Vattenburet radiatorsystem ...16 4.4.4 Bergvärme ...14 4.4.5 Fjärrvärme ...15 4.4.6 Solceller ...17 4.4.7 Fönster ...17 4.4.8 Tilläggsisolering ...17 4.5 Ekonomisk analys ...18 4.5.1 Livscykelkostnad ...18 4.5.2 Fjärrvärmepris ...18 4.5.3 Elpris ...19

4.5.4 Kalkylränta, energipris samt inflation ...20

4.5.5 Känslighetsanalys ...20

4.6 Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad ...20

4.6.1 BFS 2011:6 ...21 4.6.2 Förslag 2020 ...22 4.7 Miljöpåverkan ...22 5 RESULTAT ... 23 5.1 Energiförbrukning ...23 5.1.1 Nuvarande energiförbrukning ...23 5.1.2 Implementering av energieffektiviseringsåtgärder ...23 5.2 Ekonomisk analys ...25 5.2.1 Fjärrvärmeabonnemang ...25 5.2.2 Livscykelkostnad ...25 5.2.3 Känslighetsanalys ...29

5.3 Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad ...31

5.3.1 BFS 2011:6 ...31

5.3.2 Förslag 2020 ...33

5.4 Miljöpåverkan ...35

6 DISKUSSION... 36

6.1 Modellering av byggnaden i programvaran IDA Indoor Climate and Energy ...36

6.3 Ekonomisk analys ...38

6.4 Krav för nära- nollenergibyggnad ...39

6.5 Miljöbelastning och arbetsmiljö ...40

7 SLUTSATSER ... 41

8 FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE... 42

REFERENSER ... 43

BILAGA 1: BYGGLOVSHANDLING ...1

BILAGA 2: PRISUPPGIFT DAIKIN ROOFTOP HEATPUMP ...2

BILAGA 3: SAMMANSTÄLLNING AV KOMPONENTER, AREA & MÄTDATA ...3

BILAGA 4: PLANRITNING MED FÖRSLAG FÖR RADIATORSYSTEM ...6

BILAGA 5: BÖRVÄRDESKURVOR EFTER ENERGIEFFEKTIVISERINGSÅTGÄRDER ...7

BILAGA 6: TEKNISK BESKRIVNING IV FTX ...8

BILAGA 7: SIMULERINGSDATA FRÅN IDA ICE ... 12

BILAGA 8: SAMMANSTÄLLNING AV FÖRBRUKNING & KOSTNADER ... 16

FIGURFÖRTECKNING

TABELLFÖRTECKNING

Tabell 2. Prisuppgift för Nibe F1355 bergvärmepump ... 15

Tabell 3. Rekommenderade aktiva borrdjup för bergvärme ... 15

Tabell 1. Riktpris FTX aggregat ...16

Tabell 4. Prisuppgift för Nibe PV ... 17

Tabell 5. Energipriser för fjärrvärme i Västerås 2020 ... 18

Tabell 6. Fasta avgifter för fjärrvärme i Västerås 2020 ...19

Tabell 7. Elpriser elnät ...19

Tabell 8. Elpriser elhandel ...19

Tabell 9. Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad enligt BFS 2011:6 gällande lokaler ...21

Tabell 10. Primärenergifaktorer enligt BFS 2011:6...21

Tabell 11. Föreslagna kravnivåer 2020 för nära- nollenergibyggnad gällande lokaler ... 22

Tabell 12. Föreslagna primärenergifaktorer 2020 ... 22

Tabell 13. Normaliserade och normalårskorrigerad energianvändning före åtgärder. ... 23

Tabell 14. Resultat för energieffektiviseringsåtgärder med bergvärmepump i relation till befintligt system ... 24

Tabell 15. Resultat för energieffektiviseringsåtgärder med fjärrvärme i relation till befintligt system ... 24

Tabell 16. Totala årliga energikostnader vid optimerat fjärrvärmeabonnemang ... 25

Tabell 17. Antal år för investeringsalternativen att uppnå ekonomisk lönsamhet enligt LCC analysen ... 26

Tabell 18. Kalkylränta för investeringsalternativen vid lönsamhetsgräns efter kalkylperioden 30 år ... 29

Tabell 19. Antal år för investeringsalternativen att uppnå ekonomisk lönsamhet enligt LCC analys med 3 % årlig elprisökning ... 30

Tabell 20. Antal år för investeringsalternativen att uppnå ekonomisk lönsamhet enligt LCC analys utan återinvestering av PV ... 30

Tabell 21. Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad enligt BFS 2011:6 gällande lokaler för fallet utan åtgärder ... 31

Tabell 22. Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad enligt BFS 2011:6 gällande lokaler för fallet med åtgärder ... 32

Tabell 23. Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad enligt förslag 2020 gällande lokaler för fallet utan åtgärder ... 33

Tabell 24. Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad enligt förslag 2020 gällande lokaler för fallet med åtgärder ... 34

BETECKNINGAR

Beteckning Beskrivning Enhet

𝐴 Area 𝑚2

𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 Area uppvärmd med mer än 10 ℃ 𝑚2

𝐶 Kostnad 𝑘𝑟 𝐶𝑂2𝑒 Koldioxidekvivalenter 𝑔/𝑘𝑊ℎ 𝑐p Specifik värmekapacitet 𝐽/𝑘𝑔, 𝐾 𝐸 Energi 𝑘𝑊ℎ 𝐸𝑃𝑝𝑒𝑡 Primärenergital 𝑘𝑊ℎ/𝑚2, å𝑟 𝜂 Verkningsgrad % P Effekt 𝑊 𝑄̇ Massflöde 𝑚3_/𝑠 𝜌 Densitet 𝑚3/𝑘𝑔 𝜏 Tid 𝑠

FÖRKORTNINGAR

BEN Boverkets föreskrifter och allmänna råd för

fastställande av byggnadens energianvändning vid normalt brukande och ett normalår

COP Värmefaktor

DVUT Dimensionerad vinterutomhustemperatur FTX Mekaniskt till- och frånluftsventilation med

Förkortning Beskrivning

SCOP Årsvärmefaktor

SFP Specifik fläkteffekt

DEFINITIONER

Definition Beskrivning

Frånluft Luft som bortförs från lokal; kan bortföras till det fria eller genom anordningar för återluft eller överluft. Inneluft Luft inne i en lokal.

Klimatskal De delar av byggnaden som gränsar mot den yttre omgivningen.

Koldioxidekvivalenter Växthusgaser uttryckta som ekvivalent miljöbelastning från koldioxid.

Relativ fuktighet Andel fukt i luft i förhållande till temperatur. Tilluft Luft som tillförs till lokal.

U- värde Beteckning för värmegenomgångskoefficient. Uteluft Luft från eller ute i det fria.

1

INLEDNING

Det inledande kapitlet ämnar redogöra för den relevanta bakgrunden för studien där bostad- och servicesektorns energianvändning samt relevanta ramverk och författningar med

avseende på energieffektivisering introduceras. Vidare presenteras examensarbetets syfte, dess frågeställningar samt aktuella avgränsningar.

1.1

Bakgrund

Bostads- och servicesektorn står, enligt 2017 års data, för knappt 39 % av den slutliga energianvändningen i Sverige (Energimyndigheten, 2019a).

För att uppnå klimatmålen behöver befintliga byggnader energieffektiviseras. Alla byggnader byggda på 70 – talet och tidigare behöver renoveras innan 2050 och merkostnaden för att utföra en energieffektivisering är som lägst i samband med detta.

Energieffektiviseringsåtgärder är oftast kostsamma och därför behöver åtgärderna generera en minskad driftkostnad för att tilltala fastighetsägarna. En ekonomisk kalkyl krävs för att utvärdera investeringar och för energieffektiviseringsåtgärdsinvesteringar behöver eventuella prisökningar av energin beaktas. (Kungl. Ingenjörsvetenskapsakademin [IVA], 2012)

Ett antal ramverk framtagna av EU syftar till att främja energieffektiviseringsåtgärder för att på så sätt reducera energianvändningen inom EU. EU:s ramverk ”Clean Energy for all Europeans package” sätter målet för energieffektivisering till minst 32,5 % år 2030 (EU COM (2016) 860 final). Sverige följer EU:s direktiv om att förbättra byggnaders energiprestanda (EU 2010/31). En ändring av direktivet (EU 2018/844) syftar till att bland annat främja nödvändiga åtgärder för att omvandla befintliga byggnader till nära-

nollenergibyggnader (NNE). Ekodesigndirektivet (EU 244/249) är ett ramdirektiv framtaget av EU vilket syftar till att öka produkters energiprestanda med avseende på dess livscykel. Bland berörda produkter återfinns exempelvis belysning där glödlampor, halogenlampor och T8 lysrör fasas ut för att ersättas med exempelvis effektiv LED belysning.

(EU 2018/844) vilket fastslår att alla nya byggnader ska vara nära-nollenergibyggnader senast 31 december 2020. Dessa ändringar är införda i den konsoliderade versionen

(BBR, BFS 2011:6). Föreskriften innebär ingen skärpning av energikraven men några viktiga ändringar så som att systemgränsen ändrades från levererad energi till byggnaden till

primärenergi. Begreppet primärenergital infördes för att bestämma byggnadens

energiprestanda De tidigare fyra klimatzonerna ersattes med geografiska justeringsfaktorer på kommunnivå och ett antal primärenergifaktorer infördes (Boverket, 2018). Skärpta krav väntas träda i kraft under 2020 och i förslaget för kraven (Boverket, u.å) påtalas ökade energikrav i form av sänkta primärenergital vilket påverkar bland annat klimatskalets värmegenomgångstal, ventilationstillägget, maximalt installerad eleffekt samt

primärenergifaktorerna. En energiberäkning ligger till grund för utvärderingen av en byggnads energiprestanda. Boverkets författningssamling (BEN, BFS 2017:6) innehåller föreskrifter om en byggnads energianvändning under ett normalår och vid normalt brukande och används för att verifiera byggnadens primärenergital. Huruvida en befintlig byggnad ska förhålla sig till BBR beror på omfattningen av de planerade arbetena (Boverket, 2019a), dock kan en genomgång behöva göras vid ändring av byggnad i de fall byggnaden inte uppfyller kraven om primärenergital enligt §§ 9:9 i BFS 2011:6.

1.2

Syfte

Detta examensarbete ämnar utföra en energiinventering på befintliga installationer och byggnadstekniska delar och att i enlighet med BBR utföra en energiberäkning för byggnaden i enlighet med dess rådande verksamhet. Därutöver ska förbättringsåtgärder med avseende på energieffektivisering av byggnaden föreslås i kombination med en ekonomisk kalkyl. Arbetet ämnar även utreda möjligheten till att uppnå nuvarande samt föreslagna krav för att kategorisera byggnaden som nära-nollenergibyggnad. Utöver detta analyseras även hur arbetsmiljön samt miljöbelastningen påverkas som en följd av åtgärdsförslagen.

1.3

Frågeställningar

• Vad är byggnadens nuvarande energiförbrukning?

• Hur påverkas energiåtgången av olika energieffektiviseringsåtgärder? • Vad blir den ekonomiska konsekvensen av energieffektiviseringsåtgärderna? • Kan kraven för nära-nollenergibyggnad uppfyllas?

1.4

Avgränsning

Examensrapporten ämnar endast undersöka den specifika byggnadens energianvändning och energieffektiviseringsåtgärderna blir anpassade till denna byggnad och dess

förutsättningar. Då byggnaden befinner sig i Västerås används aktuella nyckeltal, så som temperatur och solinstrålning samt prismodeller för energi. I de fall data ej kan inhämtas används schablonberäkningar. Föreslagna lösningar och dess resultat ska betraktas som indikationer och ej användas som projekteringsunderlag. Vid projektering bör en mer noggrann analys av ventilationssystem och effektbehov utföras. I riktpriser inkluderas ej eventuella demonteringskostnader vilka försummas genom studien, liksom anpassning av ventilationssystem. Med avseende på nära- nollenergiregler (BFS 2011:6) gällande

klimatskärmens genomsnittliga lufttäthet undersöks denna ej i arbetet då provtryckningsmöjligheter saknas.

2

METOD

Förbrukningsdata inhämtas från fastighetsägaren samt via platsbesök. I de fall data saknas används schablonvärden och antaganden. Energiberäkning för byggnadens befintliga

konfiguration utförs enligt BFS 2017:6. Dynamisk energiberäkning efter åtgärder utförs med programvaran IDA ICE. Sammanställning av energiåtgång samt tabeller och diagram

bearbetas i programvaran Excel. Litteraturstudie, vars information inhämtas från källor så som artiklar, rapporter och examensarbeten, utförs i syfte att kvalitetssäkra kunskap om beräkningsmetoder, åtgärdsförslag och analys av resultat. För att bedöma och jämföra lönsamhetspotentialen utförs en livscykelkostnad (LCC) för åtgärdsförslagen samt den befintlig konstruktionen. Prisuppgifter hämtas om möjligt från företag, i annat fall används schablonprislistor.

2.1

Beräkning av energianvändning

Boverkets byggregler sammanfattar de lagar som gäller för byggande. Den konsoliderade versionen innehåller ändringar till och med BFS 2019:2. Här beskrivs utförandet av

2.1.1

Energiberäkning baserat på mätning

Den rekommenderade metoden för beräkning av byggnadens energianvändning i enlighet med BFS 2017:6 är att använda uppmätta värden. Dessa värden kan, då exempelvis separat mätning saknas, behöva bearbetas för att fördelas med avseende på fastighetsel,

verksamhetsel, energi för uppvärmning, energi för uppvärmning av tappvarmvatten samt, i de fall det är aktuellt, energi för komfortkyla. Dessa ska sedan kategoriseras baserat på energikälla (så som exempelvis fjärrvärme, olja eller elenergi). Även särskilda händelser som kan påverka energianvändningen för mätåret, så som exempelvis längre driftstopp, ska beaktas i bearbetningen. När bearbetningen är utförd ska energianvändningen korrigeras med hänsyn till normalt brukande. Faktorer som påverkar är internlaster, faktisk

innetemperatur samt tappvarmvattenförbrukningen, som ska ersättas med ett standardiserat värde. Korrigeringsfaktorer finns att inhämta i BFS 2017:6 för aktuell byggnads och

verksamhetstyp. Därpå ska energianvändningen normalårs korrigeras baserat på SMHI:s energiindex (SMHI, 2019a) vilket utförs i Boverkets elektroniska formulär för

energideklaration. Hänsyn tas till den aktuella orten, vars korrigeringsfaktorer inhämtas från BFS 2017:6. (Boverket, 2019b)

2.1.2

Dynamisk energiberäkning

En dynamisk energiberäkning enligt BFS 2017:6 ska ske med beräkningssteg på högst en timme. Lämpligheten för ett dynamiskt beräkningsverktyg ska kunna påvisas. Dess lämplighet kan valideras enligt SS-EN 15265:2007.

2.2

Validering av modell

Validering av modellen ämnas ske genom en jämförelse mellan byggnadens

energiförbrukning för resultaten från energiberäkning baserat på mätning och dynamiska energiberäkningen avseende befintlig konfiguration.

2.3

LCC

En LCC-kalkyl som baseras på nuvärdesmetoden ger en jämförelse mellan olika

investeringsalternativ samt dess lönsamhet. Den totala livscykelkostnaden med avseende på investeringar, underhåll samt energikostnader beräknas. För beräkningarna kan nominella energiprisökningar samt nominell kalkylränta omräknas till real, för att ta hänsyn till inflation. (Energimyndigheten, 2017)

3

LITTERATURSTUDIE

Litteraturstudie ämnar redogöra för simuleringsverktyg, ett antal byggnadsåtgärder och systemlösningar, i kombination samt var för sig, vilka reducerar byggnadens energibehov samt faktorer för de ekonomiska- miljö- och arbetsmiljörelaterade aspekterna.

3.1

Energieffektiviseringsåtgärder

BBR (BFS 2011:6) säger att ”byggnader ska vara utformade så att energianvändningen begränsas genom låga energiförluster, lågt kylbehov, effektiv värme- och kylanvändning och effektiv elanvändning”. Från de allmänna råden enligt BBR föreslås, som minskning av kylbehovet, exempelvis åtgärder så som solavskärmning samt eleffektiv belysning och utrustning vilka bidrar till att minska de interna värmelasterna. För klimatskärmen föreslås exempelvis tilläggsisolering av takbjälklag.

Ett stort antal studier avseende kombinationer av olika energieffektiviseringsåtgärder har tidigare gjorts. I en italiensk studie (Dalla Mora, Righi, Peron & Romagnoni, 2017) visas att ett av de mest kostnadsoptimala alternativen på befintlig skolbyggnad är en

lösningskombination med biobränslepanna, tilläggsisolering av yttervägg, installation av LED belysning samt installation av ett solcellssystem (PV). För ett enfamiljshus i Sverige visas att den mest kostnadseffektiva åtgärden är installation av bergvärmepump men för ambitionen av att nå passivhusmål, vilket kräver en kombination av åtgärder, så är en frånluftvärmepump det mest lönsamma alternativet

(Ekström, Bernardo, & Blomsterberg, 2018).

En kombination av bergvärme och solceller samt fjärrvärme och solceller visas kunna sänka primärenergitalet med 32 % respektive 5 % (för ett 100 𝑘𝑊𝑝 system) för ett flerbostadshus,

jämfört med ett system utan solceller. Dock är sambandet mellan installerad effekt och minskning av energianvändning inte linjärt utan åtgärden genererar en stor inverkan vid installation av ett mindre system för att sedan avta vid en ökad installerad solcellseffekt (Thygesen, Eriksson, Gustafsson & Karlsson, 2015). Persson och Heier (2010) visar att en fjärrvärmelösning behöver kompletteras med ett FTX system (mekaniskt till- och

frånluftsventilation med värmeåtervinning) för att kunna klara energikraven. För byggnader med åldersrelaterade renoveringsbehov finns större möjligheter till att öka lönsamheten då effektiviseringsåtgärderna utförs även i ett behövligt renoveringssyfte (IVA, 2012), vilket innebär att marginalkostnaden för exempelvis ett bättre fönster blir förhållandevis låg (Björk

med 1 ℃, som en följd av temperaturer över de rekommenderade, visar på energibesparingar mellan 5 – 8 % och lönsamhet i samtliga fall. Modern temperatur- och tidsstyrning av HVAC kan generera stora besparingar visar en studie utförd i Hong Kong (Che et al., 2019).

La Fleur, Rohdin och Moshfegh (2019) testar ett antal lösningar för energieffektivisering av flerbostadshus. Ekonomisk lönsamhet är svår att uppnå, trots minskade

uppvärmningskostnader som följd av exempelvis tilläggsisolering av tak.

3.1.1

IDA Indoor Climate and Energy

Programvaran IDA ICE är ett beprövat och globalt använt simuleringsverktyg för dynamiska studier där energianvändning och termisk komfort för byggnader beräknas. I programmet kan en byggnad modelleras med avseende på byggnads- samt systemtekniska

förutsättningar. Programvaran använder sig av aktuella klimatdata, standarder och materialdata. (Equa, u.å)

IDA ICE är ett vanligt förekommande verktyg för dynamiska beräkningar och ett flertal tidigare studier, så som Liu et al. (2014) och La Fleur et al. (2019) nyttjar det för

energiberäkningar.

3.1.2

Ventilation

En mekaniskt till- och frånluftsventilation med värmeåtervinning återvinner 50 – 80 % av energin från byggnadens frånluft genom en, vanligtvis, roterande värmeväxlare som överför energin till byggnadens tilluft (Svenskventilation, u.å). För passivhus är FTX den vedertagna lösningen (Intressegrupp passivhus, u.å). I svensk ventilations rapport Bra inomhusluft dygnet runt (2019) görs rekommendationen att välja en ventilationslösning med FTX vid både nybyggnad och renovering. Jämfört med ett frånluftssystem med värmeåtervinning (FX) är ett FTX system betydligt lättare ur underhållssynpunkt då alla filter är placerade i luftbehandlingsaggregatet. Dock krävs regelbunden kontroll av drifttekniker för att exempelvis säkerställa tryckfallsnivåerna i systemet. FTX systemet kan även kompletteras med en växlare för att exempelvis utnyttja frikyla från borrhål. Bengt Bergqvist (2018) visar att FTX systemet ger stabila tilluftflöden och koldioxidhalter. Ytterligare fördelar med att förvärma tilluften är att spetseffekten från exempelvis radiatorer blir upp till fyra gånger lägre jämfört med ett system utan förvärmd tilluft. BBR (BFS 2011:6) har krav på

energieffektiv elanvändning avseende SFP (specifik fläkteffekt) där värdet för ett FTX system ej bör överstiga 2,0 𝑘𝑊/(𝑚3_/𝑠).

Då luft värms sjunker fukthalten, vilket visas i ett Mollier- diagram. Uteluftens relativa fuktighet (RF) varierar under året med högre värden under vintern (85 – 90 % i Västerås) i förhållande till sommaren (75 – 80 % i Västerås) (SMHI, 2019b). Arbetsmiljöverket

(Arbetsmiljöverket, u.å) har inga krav på nivåer för relativ luftfuktighet gällande

arbetsplatser men Warfvinge och Dahlblom (2011) visar på att en RF nivå runt 40 – 60 % är optimal ur hälsosynpunkt.

3.1.3

Bergvärme

En bergvärmepump för byggnader nyttjar ångkompressionscykeln. En sluten köldmediekrets transporterar och omvandlar energin för att värma (eller kyla) en byggnad. Cykeln drivs av en kompressor där köldmediets tryck ökas, vilket leder till en temperaturökning för att vidare kunna avge värme via kondensorn. Efter kondensorn sänks trycket via en styrventil vilket sänker köldmediets kokpunkt. Därmed kan förångning vid en lägre temperatur ske i förångaren där energin upptas från köldbärarkretsen. (Granryd et al., 2011)

Geotermisk energi från berggrunden nyttjas genom att energin tas från ett (eller flera) borrhål ner i berggrunden varpå den lagrade solenergin i berget tas upp. En kollektorslang cirkulerar köldbäraren till värmepumpens förångare. Borrhålets djup och antal hål varierar med effekt (Nibe, 2018).

Relevanta godhetstal för en värmepump är värmefaktor (COP), årsvärmefaktor (SCOP) samt dess motsvarighet vid kylning; energy efficiency ratio (EER) respektive Seasonal energy efficiency ratio (SEER) (Polarpumpen, u.å). Den första termen definieras som nyttiggjord värme/kyl effekt genom den driveffekt som krävs och den andra termen som värmepumpens prestanda under en säsong, vilket är ett mer rättvisande värde. Värmefaktorn är med andra ord beroende av temperaturdifferensen mellan köldbärarkretsen och värmebärarkretsen (Björk et al., 2013).

Effekttäckning och energitäckning är två viktiga begrepp vid dimensionering av en

värmepump där effekttäckning avser den andel av maxeffekten som täcks av värmepumpen och energitäckning avser den andel av det årliga energibehovet som täcks. Vid

dimensionering, som exempelvis utförs med tillverkarnas program, bör hänsyn tas till geografiskt läge och marginalkostnad för investeringen vilket påverkar hur stor del av

effektbehovet, och därmed energibehovet, som bör täckas. En effekttäckningsgrad på ca 60 % kan antas vara optimal. Ett högre elpris är ett incitament för att investera i en dyrare

värmepump. (Björk et al., 2013)

3.1.4

Fjärrvärme

Fjärrvärme bygger på principen att värme produceras centralt i exempelvis ett

kraftvärmeverk, för att sedan distribueras via ledningsnätet ut till de olika förbrukarna. Väl där växlas fjärrvärmen av i en värmeväxlare för att producera varmvatten samt värme till uppvärmningssystemet (Energiföretagen, 2020). En ny prismodell för näringsidkare implementerades 2018 där byggnadens bas- samt maxeffekt ligger till grund för den fasta

för fjärrvärme blir max 3 % per år fram till 2023 som en följd av osäkerhet kring

bränslepriser, skatter och styrmedel. I Mälarenergis hållbarhetsanalys (Mälarenergi, 2020) redovisas att 100 % av fjärrvärmeproduktionen är fossilfri. Miljöbelastningen från

fjärrvärmen producerad hos Mälarenergi, mätt som 𝐶𝑂2𝑒, uppges för 2020 vara 65 𝑔/𝑘𝑊ℎ

(Mälarenergi, 2019a). Effektbehov för värme och sannolika flöden enligt branschstandarder används vid dimensionering av växlare (Metro therm, 2019).

3.1.5

Solceller

I en solcell tas fotoner från solens energi upp i det p-n dopade materialet vilket initierar en elektronvandring som därmed kan nyttjas i en elektrisk ström (Deutsche, G. F. S., 2013). Verkningsgraden för kiselbaserade solceller är idag ca 15 – 22% (Energimyndigheten, 2019b) och monokristalina paneler med märkeffekt på 320 W vid STCC finns på marknaden

(Nibe, 2020) vilket ger en märkeffekt på knappt 200 W per kvadratmeter. Utbytet från ett solcellssystem är beroende av geografiskt läge, lutning och eventuell skuggning (Deutsche, G. F. S., 2013). Energikalkylatorer som exempelvis PVGIS (u.å) kan ge en bra uppskattning om potentiellt utbyte. Solcellernas funktionalitet degraderas med ålder och forskning visar en minskning av 3,8 % på 21 år (Hedström och Palmblad, 2006).

Solcellsanläggningar med en installerad toppeffekt på mindre än 255 kW är inte skyldiga att betala energiskatt på egenanvänd eller överförd el (Skatteverket, u.å). Beroende på hur systemet dimensioneras kan det uppstå en överproduktion av el. Ett system som lagrar producerad el i form av varmvattenproduktion är i stort sett lika effektivt som användningen av ett batterilagringssystem, dock behöver den lagrade energin i tappvarmvattnet sättas i relation till en värmepumps verkningsgrad i de fall en värmepump används

(Thygesen och Karlsson, 2014). Denna överskottsel kan dock säljas till timspotpris (Mälarenergi, 2019b) men Thygesen och Karlsson (2014) visar att den egennyttjade elens produktionsvärde (LCOE) har ett betydligt högre värde än den sålda, vilket bör betraktas vid dimensioneringen. Vid installation av solceller kan det statliga solcellsstödet ansökas, vilket maximalt motsvarar 20 % av den totala installations- och arbetskostnaden

(Energimyndigheten, 2019c). Vidare får energianvändningen för tappvarmvatten och uppvärmning reduceras vid normalisering enligt BEN (BFS 2017:6) i de fall den produceras med exempelvis sol som alstras i byggnaden eller på dess tomt.

3.1.6

Belysning

I en äldre glödlampa genererar ca 95 % av effekten endast värme

(Energimyndigheten, 2018a) medan en LED-armatur är betydligt effektivare. LED-plattor har ett antal fördelar gentemot exempelvis lysrörsarmaturer men ger enligt arbetsmiljöverket (2020) synergonomiska brister så som att de är bländande. I Munckers (2017) studie

beträffande utbyte av lysrör till LED-armaturer i skollokaler visas att en motsvarande

LED-armatur ger närmare 50 % energibesparing samt att styrsystem så som dagsljusstyrning i lokaler med stort ljusinsläpp kan ha en positiv inverkan på energiförbrukningen.

3.2

Elmarknaden

Elmarknaden i Norden styrs genom elhandelsplatsen Nordpool (u.å) där el säljs och köps på en öppen marknad till timspotpriser. Priset varierar kontant till följd av utbud och

efterfrågan. Det totala elpriset utgörs av förbrukning- och elnätskostnader samt skatter. Den svenska marknaden är indelad i fyra zoner med olika prisbild till följd av exempelvis

överföringskostnader. Organisationen IRENA (2019) predikterar att elektricitet kommer utgöra 49 % av energikällorna år 2050 och av dessa är 86 % förnybar el. Förnybara källor så som sol och vind är oregelbundna källor där utbudet styrs av väderfaktorer istället för efterfrågan (Statskraft, 2018). Ett varierande utbud kan leda till (åtminstone tidvis) höga elpriser. Energimyndigheten (2018b) spår i sin rapport Scenarier över Sveriges

energisystem 2018 ökade elpriser både på kort och lång sikt för samtliga scenarier med elpriser upp emot runt 500 kr/MWh. Elproduktionens klimatpåverkan, uttryckt som 𝐶𝑂₂𝑒, varierar som en följd av de olika produktionsalternativen. Den nordiska residualmixens påverkan för 2018 var 250,76 𝑔/𝑘𝑊ℎ (Energimarknadsinspektionen, 2018). Energi & klimatrådgivningen (2018) uppger att den nordiska elmixen släpper ut 50 𝑔/𝑘𝑊ℎ.

Electricitymap (u.å) mäter aktuell utsläppsnivå och redovisar för 2020-04-19 ett värde på 41 𝑔/𝑘𝑊ℎ. Enligt SCB (2019) står kärnkraft och vattenkraft för ca 74 % av eltillförseln i Sverige och dess medianvärde är 12 respektive 24 𝑔/𝑘𝑊ℎ (Naturskyddsföreningen, u.å).

4

AKTUELL STUDIE

I följande avsnitt beskrivs den studerade byggnadens karakteristik samt tillvägagångssätt och omfattning för studien. Värmegenomgångskoefficienter och byggnadsmaterial hämtas i möjlig mån från bygglovets tekniska beskrivning enligt bilaga 1 och i övriga fall enligt rimliga antaganden. Systemuppbyggnaden med avseende på värme, belysning, ventilation samt uppvärmning av tappvarmvatten baseras på platsbesök samt information från hyresgäst och fastighetsägare. Förbrukningsdata hämtas från Mälarenergi för de aktuella abonnemangen och brukardata baseras på information från hyresgästen.

4.1

Byggnaden

Byggnaden (figur 1), som är belägen på Metspögatan i Västerås, är uppförd under 1975. Byggnaden var ursprungligen avsedd som en kombinerad bostads- samt verksamhetslokal, vilket det än finns spår av då det nuvarande personalrummet är en separat del av byggnaden. Byggnaden införskaffades år 2003 av Tawast fastighet som till en början hyrde ut lokalen till en färgproducent. År 2008 anpassades lokalen till förskoleverksamhet vilket även idag är det rådande syftet med lokalen. Förskolan har 63 barn, 11 vuxna samt 1 kökspersonal.

Fastighetsägaren tog kontakt med Ramboll i Västerås för att skapa ett underlag för energieffektiviserings- samt moderniseringsåtgärder av byggnaden. Ett sadeltak över

befintligt tak är i projekteringsfas men då underlag saknas betraktas det ej vidare i studien.

Figur 1. Byggnaden, fasad sydöst.

4.1.1

Beskrivning av byggnaden

Byggnadens ventilationssystem består av ett mekaniskt till- och frånluftsystem. I samband med anpassningen till förskoleverksamhet utökades frånluftssystemet genom installation av ett separat frånluftssystem för toaletter och kök vilket även fick ett forceringsläge. Lokalen har två separata primära uppvärmningssystem, ett för verksamhetsytan och ett för

personalrummet. Verksamhetsytans uppvärmningssystem drivs idag av en så kallad Rooftop heatpump från Daikin, vilket är ett värmepumpspaket placerad på taket som värmer tilluften genom att använda energin från husets frånluftssystem för att förånga köldmediet i

förångaren. Den tillförda luften värms därefter i kondensorn innan den förs in i huset. Tilluftskanalen är försedd med en elektrisk eftervärmare för att stötta upp när effektbehovet ej täcks av värmepumpen. Systemet drivs av en frånluftsfläkt och en tilluftsfläkt, för vilka märkeffekter saknas. En reglercentral är centralt placerad i lokalen där inställning av

börvärde utförs. Reglercentralen är endast utrustad med 1 temperaturgivare som registrerar lokalens ärvärde. Tilluften leds i kanaler till ventiler placerade under ett antal av lokalens fönster. Installationskostnad för systemet visas i bilaga 2. Lokalen saknar möjlighet till komfortkyla. Personalrummet värms primärt av en luft/luftvärmepump placerad på fasaden. I hela lokalen finns även direktverkande elradiatorer för att stötta ytterligare när inställd rumstemperatur ej uppnås. Dessa är inställda med ett Δ𝑡 på två grader i förhållande till luft systemet. Tappvarmvattnet värms genom tre varmvattenberedare med elpatron på totalt 200 liters magasin. Lokalen belyses med en blandning av armaturer och ljuskällor. Merparten av dessa är T8 lysrörsarmaturer med 2x 36W effekt. Belysningen tänds och släcks manuellt vid öppning och stängning. En sammanställning av effekter och nyttjandetid för komponenterna redogörs för i bilaga 3 där drifttid för fläktar baseras på antagande om kontinuerlig drift och drifttid för belysning baseras på schablonvärde enligt BBR. Köket tillagar ej maten på plats men har utrustning för disk och matlagning. Verksamhetsytan har två torkskåp. Total effekt för torkskåp (Electrolux, u.å) samt antagen total effekt för köksutrustning (Tovenco, u.å) och drifttider redovisas i bilaga 3.

Lokalens 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 yta utgörs av verksamhetsytan, inklusive kök samt toaletter, och

personalrummet. Fråntagna från 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 ytan är garaget, som idag verkar som sovsal, samt

förråd 1 och 3 då dessa ej värms. En sammanställning av lokalens ytor finns i bilaga 3 enligt planritning i bilaga 4.

Byggnadens klimatskal exklusive fönster och dörrar beskrivs i den tekniska beskrivningen enligt bilaga 1. Fasaden har 55 2-glasfönster, antagligen från byggåret, med modulmått på 1m x 1,4m, 1m x 1,2m och 1,2m x 1,2m samt 4 dörrar, av okänt årtal, anslutna till byggnadens 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 yta. Utöver dessa finns 1 garageport samt 1 dörr i anslutning till ej uppvärmd yta. Äldre

fönster kan antas ha ett u-värde på 2,8 𝑊/𝑚2_{𝐾 (Energimyndigheten, 2008) och ytterdörrar}

av medelgod kvalitet 1,0 𝑊/𝑚2_{𝐾 (Bauhaus, u.å) vilka blir antaganden för vidare}

energisimuleringar. Byggnaden är försedd med manuellt styrd solavskärmning, i form av markiser, på den södra fasaden. En sammanställning av klimatskalets ytor samt U-värden, inklusive antaganden, finns i bilaga 3.

4.2

Energiberäkning

Energiberäkningen sker i tre steg: fördelning av uppmätta värden, normalisering av energianvändning samt normalårskorrigering, i enlighet med BFS 2017:6 och baseras på mätdata enligt bilaga 3. Byggnaden har två separata elmätare, en för fastighetselen och en för verksamhetselen. Då byggnaden är relativt gammal och elen är etappvis ut- och ombyggd är det svårt att utan undersökning av fackman fastställa huruvida exempelvis elradiatorerna belastar fastighetselen eller verksamhetselen. Därmed summeras elförbrukningen för abonnemangen inför vidare energiberäkningar. En temperaturmätning av

inomhuslufttemperaturen är registrerad genom temperaturmätning i samband med platsbesök enligt bilaga 3.

4.2.1

Fördelning av uppmätta värden

Då byggnaden ej har separat mätning för tappvarmvatten, uppvärmning samt, enligt tidigare antagande, ej heller fastighetselen utförs en bearbetning av de uppmätta värdena enligt rekommendationer samt grundval av de tillgängliga mätuppgifterna. Tappvarmvattnet kan enligt BFS 2017:6 uppskattas baserat på kallvattenförbrukning och andel tappvarmvatten för aktuell verksamhetstyp. Dock är andelen tappvarmvatten svårbestämd för annat än bostäder, varpå ett värde på 0,35 (CIT Energy management, 2011) antas, vilket motsvarar schablonen för småhus enligt BFS 2017:6. Tappvarmvattnet beräknas då enligt ekvation (1) med hjälp av den uppmätta kallvattenvolymen i 𝑚3_{/å𝑟 (𝑉}

𝑘𝑣) samt årsverkningsgrad för produktion av

varmvatten 𝜂_𝑡𝑣𝑣, vilken för direktverkande el föreslås vara 1 enligt BFS 2017:6.

Fastighetsenergin beräknas genom ekvation (2) med indata för effekt (𝑃) samt drifttid (𝜏) för förbrukarna, enligt bilaga 3. Verksamhetenergin beräknas (ekv. (3)) med hjälp av

schablonvärden enligt BFS 2017:6, tabell 2:5, för aktuell verksamhetsyta. Med dessa kända kan även energin till uppvärmning fastställas (ekv. (4)).

𝐸𝑡𝑣𝑣,𝑙𝑒𝑣 = 0,35 ∗ ( 𝑉𝑘𝑣∗55 𝜂𝑡𝑣𝑣 ) [𝑘𝑊ℎ/å𝑟] (1) 𝐸𝑓 = ∑𝑗𝑖=1𝑃 𝑖∗ 𝜏𝑖 [𝑘𝑊ℎ/å𝑟] (2) 𝐸𝑣= 𝐴𝑘ö𝑘∗ 24 + 𝐴𝐴𝑣𝑑𝑒𝑙𝑛𝑖𝑛𝑔𝑎𝑟 & ö𝑣𝑟𝑖𝑔𝑡∗ 14 [𝑘𝑊ℎ/å𝑟] (3) 𝐸𝑢𝑝𝑝𝑣= 𝐸𝑡𝑜𝑡− 𝐸𝑡𝑣𝑣,𝑙𝑒𝑣− 𝐸𝑓− 𝐸𝑣 [𝑘𝑊ℎ/å𝑟] (4)

4.2.2

Normalisering av energianvändningen

Normalisering av energianvändningen enligt BFS 2017:6 avser att korrigera energianvändningen för motsvarande ett normalt brukande vid ett normalår.

Tappvarmvatten normaliseras enligt ekvation (5), vilken tar hänsyn till produktionskälla. Vid avvikelser av projekterad inomhustemperatur, till följd av installationstekniska brister, med mer än 1 grad, får uppvärmningsenergin för den avvikande ytan korrigeras med 5 % per grad. I Entré 2 är temperaturen 2,3 grader högre än börvärdet men bedöms dock ej bero på

avvikande internlaster får utföras enligt BFS 2017:6 men då exempelvis den betydande värme som genereras från lamporna ej bedöms ha avvikit från det normala är korrigering ej aktuell. 𝐸𝑡𝑣𝑣,𝑛𝑜𝑟𝑚=

2∗𝐴_{𝑡𝑒𝑚𝑝}

𝜂_𝑡𝑣𝑣 [𝑘𝑊ℎ/å𝑟] (5)

4.2.3

Normalårskorrigering

Normalårskorrigeringen utförs med hjälp av energimyndighetens elektroniska formulär för energideklaration, enligt SMHI Energiindex, varpå den levererade energin till byggnaden vid normalt brukande och normalår, 𝐸𝑏𝑒𝑎, fastställs.

4.3

Modellering av byggnaden

Byggnaden modelleras i programvaran IDA ICE (figur 2). IDA ICE uppfyller kraven för ett dynamiskt beräkningsverktyg enligt SS-EN 15265:2007 (Equa, 2010). Validering av modellen kan ej utföras då IDA ICE saknar modell för Rooftop värmepumpen. Då klimatskalet bygger på underlagen enligt bilaga 1 och värmesystemet i sin helhet byts ut i kommande förslag antas resultaten från modellen vara rimliga men som en följd av antaganden generera en viss felmarginal.

Vid modellering av byggnaden sätts köldbryggor till ett typiskt värde, tryckkoefficienterna fylls automatiskt med halvskyddat läge. Distrubitionsförlusterna för värme till zoner samt distrubitionsförluster tilluftskanal väljs som typiska och vädringsförluster till 4 𝑘𝑊ℎ/𝑚2_{, å𝑟}

(BFS 2017:6). Golvyta för simuleringsresultat väljs enligt aktuell 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 yta. Energin för

tappvarmvatten baseras på schablonvärde från BFS 2017:6, enligt ekvation (5).

Grundmodellen används vidare som underlag för implementering och resultat av de aktuella energieffektiviseringsåtgärdsförslagen.

4.4

Energieffektiviseringsåtgärder

Studien begränsar sig till ett utvalt antal energieffektiviseringsåtgärder. Dess potential bedöms genom simulering. FTX är standard för samtliga paket och ligger därmed som grund för primärvärmesystemets effektbehov, vilket bestäms genom simulering med ideala

värmare. Alternativen med bergvärme och fjärrvärme erfordrar att ett vattenburet radiatorsystem implementeras i byggnaden. I riktpriserna inkluderas ej eventuella demonteringskostnader vilka försummas genom studien, liksom anpassning av

ventilationssystem. Utomhustemperaturstyrd reglering appliceras för FTX systemet och radiatorsystemet. Börvärde för radiatortemperatur sätts till 22 ℃ och

framledningstemperatur vid DVUT till 55 ℃ enligt bilaga 5. Reglerkurvan för FTX systemet justeras i syfte att optimeras för valt energieffektiviseringsåtgärdspaket med avseende på energiförbrukning.

4.4.1

Energieffektiviseringspaket

De paketlösningar som föreslås och analyseras redovisas nedan. • Bergvärme + FTX

• Bergvärme + FTX + PV

• Bergvärme + FTX + fönsterbyte

• Bergvärme + FTX + tilläggsisolering tak • Bergvärme + FTX + PV + fönsterbyte

• Bergvärme + FTX + PV + tilläggsisolering tak

• Bergvärme + FTX + fönsterbyte + tilläggsisolering tak • Bergvärme + FTX + PV + fönsterbyte + tilläggsisolering tak

• Fjärrvärme + FTX • Fjärrvärme + FTX + PV

• Fjärrvärme + FTX + fönsterbyte

• Fjärrvärme + FTX + tilläggsisolering tak • Fjärrvärme + FTX + PV + fönsterbyte

• Fjärrvärme + FTX + PV + tilläggsisolering tak

• Fjärrvärme + FTX + fönsterbyte + tilläggsisolering tak • Fjärrvärme + FTX + PV + fönsterbyte + tilläggsisolering tak

4.4.2

Bergvärme

Enligt Nibe dimensioneras bergvärmepumpen vid on-off reglering till 70–80 % av effektbehovet och med en inverterstyrd kompressor till 100 % av effektbehovet.

Effektbehovet bestäms med hänsyn till att ett FTX system är installerat och blir utöver det varierande till följd av de olika alternativen för förbättringar i klimatskalet. Värmepumpen Nibe F1355 är inverterstyrd och finns i storlekarna 28 kW och 43 kW. Prisuppgift från Nibe (u.å) exklusive moms för värmepump samt 178 liters varmvattenberedare redovisas i tabell 2.

Tabell 1. Prisuppgift för Nibe F1355 bergvärmepump. Källa: Nibe (u.å) Prisuppgift bergvärmepump

Modell Pris ex. moms [kr]

Nibe F1355-28 132 420 Nibe F1355-43 159 000 Nibe VBP 200 CU 15 560

De kostnader som tillkommer är borrning av borrhål med installation av kollektor samt installation av värmepumpen. Enligt Wikells (2019) schablonberäknas installationskostnader till 42 150 kr exklusive moms och borrhålskostnader till 165 000 kr exklusive moms vid ett totalt borrdjup på 750 meter. Av Nibe rekommenderade borrdjup redovisas i tabell 3. Tabell 2. Rekommenderade aktiva borrdjup för bergvärme. Källa: Nibe (2018)

Bergvärme, rekommenderat aktivt borrdjup (m)

Effekt [kW] Borrdjup [m]

40 4x170 - 5x200

30 3x150 - 5x150

Bergvärmepumpar antas ha en livslängd på 20 år (Vattenfall, u.å) vilket vidare antas vara den ekonomiska livslängden.

4.4.3

Fjärrvärme

Metro therms fjärrvärmecentral METRO Superb L är en komplett fjärrvärmecentral för produktion av värme och tappvarmvatten med en värmeeffekt på 50 kW. Riktpris för

installation av central inklusive installationskostnader bedöms av Bravida VS i Västerås till ca 100 000 kr exklusive moms. Tillkommande kostnader för indragning av fjärrvärmeservice bedöms av Mälarenergi bli ca 140 000 kr exklusive moms. Teknisk livslängd bedöms enligt Svensk fjärrvärmeföreningens service (1998) vara ca 23 år, vilket vidare antas vara den ekonomiska livslängden. Verkningsgraden för modellering i IDA ICE sätts till 100 %.

𝑄̇𝑇𝑖𝑙𝑙𝑢𝑓𝑡 𝑚𝑖𝑛=

0,35∗𝐴+7∗𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑒𝑟 1000 [𝑚

3_{/𝑠] (6)}

IV tillhandahåller ett till- och frånluftsaggregat med roterande värmeväxlare, Envistar Flex 150, som uppfyller kraven för det projekterade flödet enligt OVK protokollet. Envistar Flex 100 har kapacitet för luftmängder upp till 0,99 𝑚3_{/𝑠. Riktpris för enheterna med komplett}

installation inklusive installationskostnader exklusive moms, enligt Wikells (2019), redovisas i tabell 1. Underhållskostnader omfattar årligt filterbyte till en kostnad av 1 000 kr exklusive moms (Bergqvist, 2018). Den ekonomiska livslängden för FTX system bedöms vara 20 år (Belok, 2017).

Tabell 3. Riktpris FTX aggregat. Källa: Wikells (2019) Riktpris för FTX aggregat

Modell Pris ex. moms [kr]

Envistar Flex 150 177 200 Envistar Flex 100 143 483

Vid modellering i IDA ICE dimensioneras effekten på det eldrivna värmebatteriet med förenklad metod enligt ekv (7). Utomhustemperaturen sätts till -18,4 vilket är DVUT för Västerås (Boverket, 2017) och densiteten sätts till 1,21 𝑚3_{/𝑘𝑔. Verkningsgraden för den}

roterande växlaren väljs enligt teknisk beskrivning (bilaga 6) vilket även ger SFP för fläktar. För jämförelse med befintligt flöde och driftschema tas värden ur bilaga 5.

𝑃𝑣ä𝑟𝑚𝑒𝑏𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑖 = (1 − 𝜂𝑉𝑉𝑋) ∗ 𝜌𝑚𝑒𝑑𝑒𝑙∗ 𝑐𝑝 ∗ 𝑄̇𝑡𝑖𝑙𝑙𝑢𝑓𝑡∗ Δ𝑡 [𝑘𝑊] (7)

4.4.5

Vattenburet radiatorsystem

Kostnader för radiatorsystemet omfattar rördragning, montage av radiatorer samt materialkostnader för rör och radiatorer. Kostnaderna schablonberäknas enligt Wikells (2019). Schablonen för beräkning av installations- och materialkostnader för värmerör baseras på ett enklare underlag enligt bilaga 4. Effektbehovet för radiatorer varierar beroende på energieffektiviseringsåtgärdsförslag men då samtliga paket innehåller en FTX lösning, som bör bidra till den största reduceringen av effektbehovet för radiatorer, tas ingen vidare hänsyn till eventuell effektbehovsreducering vid åtgärder i klimatskalet. Radiatorerna kan därmed dimensioneras utifrån resultat av effektbehov per yta från simulering med FTX. En säkerhetsmarginal på 30 %, med avrundning uppåt mot jämnt hundratal i watt, används för dimensioneringen. Effektbehovet per radiator beräknas förenklat enligt ekvation (8) vilket resulterar i 47st 900W radiatorer samt 10st 700W radiatorer. Ett vattenburet radiatorsystem kan antas ha en livslängd på 60 år (SBUF, 2010). 𝑃𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑡𝑜𝑟=

𝑃_{𝑚𝑎𝑥,𝑦𝑡𝑎 𝑖}

4.4.6

Solceller (PV)

Systemet dimensioneras för att max utbyte ej ska överstiga egenanvändningen av

fastighetselen för månaden med lägst egenanvändning för respektive åtgärdslösning. Det potentiella utbytet vid installerad effekt beräknas med PVGIS, vilket även ger optimal lutning samt azumitvinkel. Då taklutningen på det planerade sadeltaket är okänt bestäms lutning på solceller som optimal lutning. Installerad effekt optimeras vid behov med avseende på simuleringsresultat från IDA ICE.

Nibe tillhandahåller solcellspaket i varierande storlek med rekommenderade priser enligt tabell 4.

Tabell 4. Prisuppgift för Nibe PV. Källa: Nibe (2020) Prisuppgift Nibe solcellssystem

Modell Antal paneler [st] Pris ex. moms [kr]

Nibe PV 9,6 kW 30 96 000

Nibe PV 3,2 kW 10 34 000

Tillkommande kostnader för elektrisk installation uppskattas, enligt TJK Elektriska AB, till ca 12 500 kr exklusive moms och montagekostnader till ca 1 000 kr exklusive moms per panel. Ansökan om solcellsstöd på 20 % av totalkostnaden antas beviljas.

Ekonomisk livslängd för solceller bedöms vara 20 år (Belok, 2017).

IDA ICE klarar ej av att fördela solenergin mot endast fastighetsel vilket innebär att bearbetning av data krävs för resultaten.

4.4.7

Fönster

Elitfönster har ett träfönster med 3-glas isolerruta som i standardutförande har U-värde 1,2 𝑊/𝑚2_{𝐾 (Elitfönster, u.å), vilket enligt Liu, Moshfegh, Akander och Cehlin (2014) är ett bra}

val ur ett ekonomiskt perspektiv. Installationskostnad kan antas hamna på ca 1 200 kr exklusive moms per fönster (Fönsterbyte, u.å.) Snittkostnad för fönster beräknas till ca 2 945 kr exklusive moms per fönster (Bygggrossen, u.å.). Ekonomisk livslängd bedöms vara 40 år för energieffektiva fönster (Belok, 2017).

4.5

Ekonomisk analys

Den ekonomiska lönsamheten för investeringarna bedöms med en LCC. Livslängd för komponenter och energikostnader för el samt fjärrvärme nu och framöver påverkar kostnadsanalysen och betraktas därmed i kommande analyser. Fjärrvärmeserviceledning samt borrhål för kollektorslang antas vara en engångskostnad som därmed ej belastar de periodiska återinvesteringskostnaderna. För fallet utan åtgärder antas livslängd för värmepump vare 20 år med en första återinvestering år 8 med en investeringskostnad på 270 000 kr exklusive moms, för år noll. Underhållskostnader för befintligt system, FTX och fjärrvärmeväxlare samt FTX och bergvärme antas vara likvärdiga.

4.5.1

Livscykelkostnad

LCC-kalkylen för kostnadsjämförelsen beräknas numeriskt enligt ekvation (9) där

energikostnaden (ekv. (10)) samt underhållskostnader (ekv. (11)) diskonteras till värdet år noll med hjälp av nuvärdesfaktorn (ekv. (12)). Real årlig energiprisökning beräknas med hänsyn till inflation enligt ekvation (13) vilken även tillämpas för real kalkylränta. 𝐿𝐶𝐶 = 𝐶𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔+ 𝐶𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖+ 𝐶𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟ℎå𝑙𝑙 (9) 𝐶𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 = ∑(𝐸𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖∗ 𝑐𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖) ∗ 𝑞𝑟∗ 𝑁𝑉𝐹 (10) 𝐶𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟ℎå𝑙𝑙 = 𝑐𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟ℎå𝑙𝑙∗ 𝑁𝑉𝐹 (11) 𝑁𝑉𝐹 = 1 (1+𝑖𝑟)𝑦 (12) 𝑞𝑟 = 1+𝑞_𝑛 1+𝑠 − 1 (13)

4.5.2

Fjärrvärmepris

Energipriset för fjärrvärme baseras på Mälarenergis prislista för 2020. Mellan 1:a juni till och med 31:a augusti debiteras sommarenergipriset och för perioden 1:a september till och med 31:a maj bas- alternativt spetsenergipriset beroende på effektuttag. 2020 års energipriser redovisas i tabell 5. Fasta abonnemangskostnader redovisas i tabell 6.

Tabell 5. Energipriser för fjärrvärme i Västerås 2020. Källa: Mälarenergi (u.å) Energipriser fjärrvärme

Typ Kostnad [𝑘𝑟/𝑀𝑊ℎ] Tidsperiod

Spetsenergi 1040 1 sep - 31 maj

Basenergi 352 1 sep - 31 maj

Tabell 6. Fasta avgifter för fjärrvärme i Västerås 2020. Källa: Mälarenergi (u.å) Fasta avgifter fjärrvärme

Baseffekt

[kW] Fast avgift [kr/år] Baseffekt [kr/kW, år] Maxeffekt [kr/kW, år] Överuttagsavgift [kr/kW, år]

0–24 190 799 500 1000

25–79 1420 750 500 1000

80–149 7990 668 500 1000

Då priset varierar beroende på tid och uttagen effekt som funktion av valda nivåer utförs en enklare optimeringsmodell för att nå minimumpris för aktuellt energieffektiviseringsförslag. Kostnaden optimeras enligt ekvation (14) där ∑ 𝐶𝑟ö𝑟𝑙𝑖𝑔,å𝑟 beräknas numeriskt med tidssteg på

1 timme, 𝑃𝑚𝑎𝑥 representerar maxvärdet för dygnsmedeleffekt över året. Därpå kan 𝑃𝑏𝑎𝑠

optimeras med avseende på minimumkostnad och ett medelpris per kWh beräknas. 𝐶𝑓𝑗𝑣,𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙= ∑ 𝐶𝑟ö𝑟𝑙𝑖𝑔,å𝑟+ 𝑃𝑏𝑎𝑠∗ 𝐶𝑃𝑏𝑎𝑠+ 𝐶 𝑓𝑎𝑠𝑡𝑃𝑏𝑎𝑠+ 𝑃𝑚𝑎𝑥∗ 𝐶𝑃𝑚𝑎𝑥 [𝑘𝑟] (14)

4.5.3

Elpris

Spotpriset för el fluktuerar kraftigt över och mellan åren. Medelspotpriset gällande område SE3 för perioden 2016 till 2019 är ca 360,4 𝑘𝑟/𝑀𝑊ℎ och baseras på prisstatistiken från Nordpools databank. För vidare beräkningar antas dagens elhandelspris motsvaras av detta. Påslag från elleverantör samt elcertifikat baseras på faktura från Mälarenergi. Gällande elnätsavgifter för överföring, energiskatt samt den fasta avgiften hämtas även dessa från fakturaunderlag. Sammanställning av elpriser exklusive moms redovisas i tabell 7 och 8. Tabell 7. Elpriser elnät

Elnät

Överföring 0,18 kr/kWh

Energiskatt 0,353 kr/kWh

Fast avgift 272 kr/mån

4.5.4

Kalkylränta, energipris samt inflation

Kalkylräntan ska ta hänsyn till alternativkostnader, räntor, avkastningskrav med mera. Detta då pengar, oftast, är en begränsad resurs vilket gör att olika investeringar bör belastas med någon typ av kapitalkostnad. Trots att kalkylräntan ska ta hänsyn till flera kostnader så kan den väljas väldigt olika då avkastningskraven kan skilja sig (Ax, Johansson, & Kullvén, 2015). Kalkylräntan sätts till 8 % (Ericson, C. & Ceder, H., 2010), vilket accepteras av beställaren. Den årliga prisökningen med avseende på fjärrvärme bedöms av Mälarenergi bli max 3 % per år fram till och med år 2023 (Mälarenergi, 2019a), vilket antas representera årlig ökning för hela kalkylperioden.

Elprisökningen för kommande 30 års period antas stiga till 500 𝑘𝑟/𝑀𝑊ℎ

(Energimyndigheten, 2018b), vilket vid en linjär ökning motsvarar ett prispåslag på ca 1,1 % årligen. Denna ökning antas gälla även för fasta avgifter.

Genomsnittlig inflation i Sverige är sedan 2008 är ca 1,5 % (SCB, 2020), vilket vidare används i beräkningarna.

Kalkylperioden för analysen sätts till 30 år.

4.5.5

Känslighetsanalys

En känslighetsanalys utförs för att vidare analysera de ekonomiska resultaten. Följande scenarion undersöks: Möjlig felmarginal för nollresultat vid kalkylperiodens slut med avseende på investeringskostnader för investering med bäst lönsamhet. Lönsamhetstid vid förhöjd elprisökning till samma nivå som för fjärrvärmen. Lönsamhetsanalys med

antagandet att solcellssystemets livslängd är ekvivalent med kalkylperioden.

4.6

Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad

Gällande kravnivåer bestäms enligt BFS 2011:6. Nya nivåer ligger på förslag för att fastställas under 2020. De kravnivåerna som ställs på byggnader får korrigeras beroende på

uteluftsflöde och uppvärmd area.

Byggnadens primärenergital (𝐸𝑃𝑝𝑒𝑡) beskriver dess energiprestanda och beräknas enligt

ekvation (15). 𝐸𝑃𝑝𝑒𝑡 = ∑ (𝐸𝑢𝑝𝑝𝑣,𝑖 𝐹𝑔𝑒𝑜 +𝐸𝑘𝑦𝑙,𝑖+𝐸𝑡𝑣𝑣,𝑖+𝐸𝑓,𝑖)∗𝑃𝐸𝑖 6 𝑖=1 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 [𝑘𝑊ℎ/𝑚 2_{, å𝑟] (15)}

Index i avser system med fler energibärare, 𝐹𝑔𝑒𝑜representerar den geografiska

justeringsfaktorn, vilket för Västerås är 1, och 𝑃𝐸𝑖 representerar primärenergifaktorn per

4.6.1

BFS 2011:6

Kravnivåerna för lokaler enligt BFS 2011:6 redovisas i tabell 9.

Tabell 9. Kravnivåer för nära- nollenergibyggnad enligt BFS 2011:6 gällande lokaler. Källa: BBR

Energiprestanda utryckt som 𝑬𝑷𝒑𝒆𝒕 [𝒌𝑾𝒉/ 𝒎𝟐_𝑨 𝒕𝒆𝒎𝒑, å𝒓] Installerad eleffekt för uppvärmning [𝒌𝑾] Genomsnittlig värmegenomgångs-koefficient [𝑾/𝒎𝟐_{, 𝑲]} Lokal 80 4,5 + 1,7 ∗ (𝐹𝑔𝑒𝑜− 1) 0,6

Kravnivån för energiprestandan får justeras med ett tillägg då uteluftsflödet är större än 0,35 𝑙/𝑠, 𝑚2 _{i tempererade utrymmen under uppvärmningssäsongen, till följd av utökade}

hygieniska skäl. Dock får högst 1,00 𝑙/𝑠, 𝑚2 _{tillgodoräknas. Detta tillägg beräknas med}

ekvation (16a). Den installerade eleffekten får justeras vid 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 ytor större än 130 𝑚2

(ekv. (17)) samt för utökade hygieniska skäl (ekv. (18)) enligt ovan nämnda kriterier för energiprestandajusteringen.

70 ∗ (𝑞𝑚𝑒𝑑𝑒𝑙− 0,35) (16a)

(0,025 + 0,02(𝐹𝑔𝑒𝑜− 1)) ∗ (𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝− 130) (17)

(0,022 + 0,02(𝐹𝑔𝑒𝑜− 1)) ∗ (𝑞 − 0,35) ∗ 𝐴𝑡𝑒𝑚𝑝 (18)

𝑞 representerar det maximala specifika uteluftsflödet vid DVUT och 𝑞𝑚𝑒𝑑𝑒𝑙 det

genomsnittliga specifika uteluftsflödet under uppvärmningssäsongen. Primärenergifaktorerna enligt gällande kravnivåer redovisas i tabell 10. Tabell 10. Primärenergifaktorer enligt BFS 2011:6. Källa: BBR

Energibärare Primärenergifaktor

El 1,6

Fjärrvärme 1

4.6.2

Förslag 2020

De nya kravnivåerna som är föreslagna för att träda i kraft till 2020 redovisas i tabell 11. Tabell 11. Föreslagna kravnivåer 2020 för nära- nollenergibyggnad gällande lokaler. Källa: Boverket (u.å) Energiprestanda utryckt som 𝑬𝑷𝒑𝒆𝒕 [𝒌𝑾𝒉/ 𝒎𝟐𝑨𝒕𝒆𝒎𝒑, å𝒓] Installerad eleffekt för uppvärmning [𝒌𝑾] Genomsnittlig värmegenomgångs-koefficient [𝑾/𝒎𝟐_{, 𝑲]} Lokal 65 4,5 + 1,5 ∗ (𝐹𝑔𝑒𝑜− 1) 0,4

Skärpta krav föreslås tillämpas för justeringarna där tillägget för energiprestandan avseende ventilationstillägget ändras, enligt ekvation (16b), samt att koefficienten för maximalt installerad eleffekt justeras ned från 1,7 till 1,5.

40 ∗ (𝑞𝑚𝑒𝑑𝑒𝑙− 0,35) (16b)

Primärenergifaktorerna enligt föreslagna kravnivåer redovisas i tabell 12. Tabell 12. Föreslagna primärenergifaktorer 2020. Källa: Boverket (u.å)

Energibärare Primärenergifaktor

El 1,85

Fjärrvärme 0,95

4.7

Miljöpåverkan

Vid installation av fjärrvärmeväxlare produceras värmen till radiatorsystemet samt

tappvarmvattnet med energi från fjärrvärme. Bergvärmepumpen, fläktar och pumpar drivs med el. För beräkningar av energianvändningens miljöpåverkan används värdet 65 𝑘𝑔/𝑀𝑊ℎ för fjärrvärme och värdet 50 𝑘𝑔/𝑀𝑊ℎ för elanvändning, båda uttryckta som 𝐶𝑂2𝑒.

5

RESULTAT

Resultat för studien med avseende på energiförbrukning, ekonomisk analys, potential för uppfyllande av kravnivåer för nära- nollenergibyggnad samt miljöpåverkan före och efter föreslagna energieffektiviseringsåtgärder redovisas i följande avsnitt.

5.1

Energiförbrukning

Resultat för energiförbrukning innan åtgärder, baserat på mätning, samt efter energieffektiviseringsåtgärder, vilka baseras på dynamisk energiberäkning med programvaran IDA ICE redovisas nedan.

5.1.1

Nuvarande energiförbrukning

Resultaten från energiberäkningen enligt BEN avseende normaliserade värden efter normalårskorrigering, före åtgärder redovisas i tabell 13. Resultaten avser förbrukningen exklusive verksamhetsenergi uppdelad i fastighetsenergi, energi för uppvärmning, energi för tappvarmvatten samt total.

Tabell 13. Normaliserade och normalårskorrigerad energianvändning före åtgärder. Energiberäkning före energieffektiviseringsåtgärder

Energikälla Energiförbrukning [𝑘𝑊ℎ/å𝑟] Uppvärmning 115 025 Tappvarmvatten 1 768 Fastighetsenergi 11 379 Total energianvändning 128 173

5.1.2

Implementering av energieffektiviseringsåtgärder

Resultaten för energiförbrukning från simulering i programvaran IDA ICE för

energieffektiviseringsåtgärdsförslagen redovisas nedan. Resultaten redogör för bearbetade och optimerade simuleringar med avseende på dimensionerad effekt för solcellssystem samt bergvärmepump och systemtemperaturer för ventilationssystem samt sekundärvärmekrets.

Resultat för ytterligare åtgärder redovisas för systemlösning med bergvärme i tabell 14 samt för fjärrvärme i tabell 15, vilka är sorterade från lägsta till högsta energibesparingen i

förhållande till beräknad förbrukning innan åtgärder. Gällande bergvärmeförslagen

resulterar de byggnadstekniska åtgärderna i att en mindre bergvärmepump kan väljas för att uppnå närmare 100 % effekttäckning. Den effektivaste enskilda åtgärden i förhållande till minskad energiförbrukning är implementering av FTX system i kombination med

bergvärme. Att ytterligare addera åtgärder sänker energiåtgången ytterligare men har inte samma effekt som grundåtgärden (3 – 7 procentenheter per åtgärd). Detta mönster gäller även i fallet med fjärrvärme och FTX men genererar, förutom installation av solceller (2 procentenheter), en jämförelsevis större minskning i förhållande till grundåtgärden (8 – 11 procentenheter).

Tabell 14. Resultat för energieffektiviseringsåtgärder med bergvärmepump i relation till befintligt system

Åtgärdsförslag med bergvärme

Energieffektiviseringsåtgärd Toppeffekt

[kW]t Modell Nibe bergvärmepump Energibesparing [%]

Bergvärme + FTX 36,81 1355–43 66

Bergvärme + FTX + fönsterbyte 29,3 1355–28 69

Bergvärme + FTX + tilläggsisolering tak 28,5 1355–28 70

Bergvärme + FTX + PV 36,81 1355–43 71

Bergvärme + FTX + PV + fönsterbyte 29,3 1355–28 75

Bergvärme + FTX + PV + tilläggsisolering tak 28,5 1355–28 75 Bergvärme + FTX + fönsterbyte + tilläggsisolering

tak 24,52 1355–28 76

Bergvärme + FTX + PV + fönsterbyte +

tilläggsisolering tak 24,52 1355–28 78

Tabell 15. Resultat för energieffektiviseringsåtgärder med fjärrvärme i relation till befintligt system Åtgärdsförslag med fjärrvärme

Energieffektiviseringsåtgärd Energibesparing [%]

Fjärrvärme + FTX 16

Fjärrvärme + FTX + PV 18

Fjärrvärme + FTX + fönsterbyte 24

Fjärrvärme + FTX + tilläggsisolering tak 26

Fjärrvärme + FTX + PV + fönsterbyte 26

Fjärrvärme + FTX + PV + tilläggsisolering tak 27 Fjärrvärme + FTX + fönsterbyte + tilläggsisolering tak 35 Fjärrvärme + FTX + PV + fönsterbyte + tilläggsisolering tak 36

Optimalt solcellssystem med avseende på installerad effekt enligt vald

dimensioneringslösning blir för bergvärmeförslagen 9,6 𝑘𝑊𝑝 och för fjärrvärmeförslagen

3,2 𝑘𝑊_𝑝. Systemen som är dimensionerade utifrån månadsanvändning av fastighetsel har tidvis överproduktion. För bergvärmeförslagen är den årliga överproduktionen ca 1 100 kWh och för fjärvärmeförslagen ca 750 kWh.

5.2

Ekonomisk analys

Resultaten från den ekonomiska analysen med avseende på optimerade nivåer för fjärrvärmeabonnemang, LCC analys, lönsamhetstider samt kalkylränta för kalkyltiden redovisas nedan.

5.2.1

Fjärrvärmeabonnemang

Optimerad genomsnittlig årskostnad för fjärrvärme för åtgärdsförslagen redovisas i tabell 16. Resultaten visar att en lägre energiförbrukning och ett lägre effektbehov för byggnaden som en följd av implementering av energieffektiviseringsåtgärder leder till ett mer ekonomiskt fördelaktigt fjärrvärmeabonnemang då dessa påverkar valet av bas- samt maxeffekt. Genomsnittspriset per kWh är enligt resultatet näst intill identisk i samtliga fall. Sänkt energiförbrukning och energieffektivare byggnader leder inte alltid till ett lägre

genomsnittspris, vilket visas i fallet med fönsterbyte. För sammanställning av energikostnader för samtliga fall hänvisas till bilaga 8.

Tabell 16. Totala årliga energikostnader vid optimerat fjärrvärmeabonnemang Fjärrvärmekostnader

Energieffektiviseringsåtgärd Baseffekt

[kW] Maxeffekt [kW] Genomsnittspris [kr/MWh] Årlig energikostnad fjärrvärme [kr]

Fjärrvärme + FTX 20 23 632 96 440 Fjärrvärme + FTX + fönsterbyte 18 21 635 86 438 Fjärrvärme + FTX + tilläggsisolering tak 17 20 630 83 950 Fjärrvärme + FTX + fönsterbyte + tilläggsisolering tak 15 17 622 73 578