Energiberäkning för påbyggnader

(1)

LiU-ITN-TEK-G--14/077-SE

Energiberäkning för

påbyggnader

Gustav Bodin

Momamed Jaber

2014-09-18

(2)

LiU-ITN-TEK-G--14/077-SE

Energiberäkning för

påbyggnader

Examensarbete utfört i Byggteknik

vid Tekniska högskolan vid

Linköpings universitet

Gustav Bodin

Momamed Jaber

Handledare Madjid Taghizadeh

Examinator Davod Tagizade

(3)

Upphovsrätt

Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare –

under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga

extra-ordinära omständigheter uppstår.

Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner,

skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för

ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten

vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av

dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten,

säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ

art.

Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i

den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan

beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan

form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära

eller konstnärliga anseende eller egenart.

För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se

förlagets hemsida

http://www.ep.liu.se/

Copyright

The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible

replacement - for a considerable time from the date of publication barring

exceptional circumstances.

The online availability of the document implies a permanent permission for

anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to

use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose.

Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses

of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The

publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity,

security and accessibility.

According to intellectual property law the author has the right to be

mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected

against infringement.

For additional information about the Linköping University Electronic Press

and its procedures for publication and for assurance of document integrity,

please refer to its WWW home page:

http://www.ep.liu.se/

(4)

Tekniska högskolan vid Linköpings universitet 581 83 LINKÖPING

www.liu.se

EXAMENSARBETE HÖGSKOLEINGENJÖR I BYGGNADSTEKNIK

ENERGIBERÄKNING

för påbyggnad av takvåningar

Författare: Gustav Bodin & Mohamed Jaber

(5)

(6)

Sammanfattning

Energifrågan har fått mer och mer uppmärksamhet. Hur mycket energi som används till uppvärmning har stora miljömässiga och ekonomiska effekter.

Hur vi i Sverige bygger våra småhus och de regler som styr energiåtgången har varierat över Åren.

Åtvidabergstakvåningar är ett företag som utför påbyggnader i form av nya takvåningar till småhus. Det var Åtvidabergstakvåningar som kom med initiativet till studien och metoden att sätta ihop ett antal typhus och utrusta dessa med deras takvåningar. På så sätt ges en bild av hur energiåtgången förändras för olika villor byggda under olika tidsepoker.

Rapporten ger en bild av klimatskalets uppbyggnad och vilka energiförluster som sker genom detta, samt hur klimatskalen och byggreglerna förändrats över åren. Resultatet av rapporten är en energiberäkning som redovisar energiåtgången i W/m2 för typhusen med och utan takvåning för att se hur energiprestandan förändras.

Energiberäkningen visar att äldre hus får en bättre energiprestanda med takvåningar än utan. Nybyggda hus får en likartat energiprestanda vid påbyggnad.

(7)

Abstract

Saving energy is important both economically and environmentally.

The way we in Sweden build our houses and the rules that govern our energy usage has varied over the years.

Åtvidabergstakvåningar is a company that perform superstructures in the shape of new

penthouses for villas. Åtvidabergstakvåningar came with the initiative for the study, too get a picture of how the energy usage transformed for villas equipped with their penthouses. They also came with the initiative for the method to create time distinct villas and equip these with their penthouses.

The study gives a picture of how the building envelop is composed and how the energy loss is through it. The study will also compare how the rules that govern energy loss and usage have transformed over the years.

The result of the Study is an energy calculation that declares the energy usage for the time distinct villas with and without penthouses.

The Result of the study shows that the older houses get a better energy performance after adding on the penthouses, while the new house got a value that was similar

(8)

Innehållsförteckning SAMMANFATTNING ... III ABSTRACT ...IV INNEHÅLLSFÖRTECKNING ... V FÖRORD ... VII 1 INLEDNING ... 1 1.1 Problemformulering ... 1 1.2 Syfte och mål ... 1 1.3 Frågeställningar ... 1 1.4 Metod ... 2 1.5 Avgränsningar ... 2 2 TEORI ... 3 2.1 U-medelvärde ... 3 2.1.1 Ui ... 3 2.1.2 Köldbryggor ... 4 2.2 Energianvändning för uppvärmning ... 4

2.2.1 Totalt energibehov för uppvärmning: ... 4

2.2.2 Effektbehov för uppvärmning ... 5  Transmissionsförlusterna ... 6  Ventilationsförlusterna ... 6  Gradtimmar metod °Ch ... 8 2.3 Byggregler ... 9 2.3.1 Historisk översikt ... 9 2.3.2 Energikrav enligt BBR ... 9 2.4 Konstruktioner ... 10 2.4.1 Stomme ... 10 2.4.2 Grunden ... 11 2.5 Klimatskalet ... 11 2.5.1 Fasaden ... 11 2.5.2 Ytterväggar ... 11 2.5.3 Fönster ... 12 2.5.4 Ytterdörrar ... 12 2.5.5 Taket ... 13 2.5.6 Grunden ... 13 3 RESULTAT ... 14

3.1 Tekniskbeskrivning av småhuset med Ukorr beräkning ... 14

3.1.1 Småhus (50 tal – 2000 tal) Beskrivning ... 14

3.2 Resultat av Um och energiberäkning före och efter takvåning ... 20

4 ANALYS ... 22

5 DISKUSSION ... 22

6 SLUTSATS ... 22

6.1 Metodkritik ... 23

(9)

7 BILAGOR ... 24

7.1 Bilaga 1 Taktyp enligt Åtvidabergstakvåning ... 24

7.2 50-tals villa före påbyggnad av takvåning ... 25

7.2.1 Bilaga 2 Sektion- och planritning ... 25

7.2.2 Bilaga 3 Tak Ritning och U beräkning ... 26

7.2.3 Bilaga 4 Ytterväggars ritning och U beräkning ... 28

7.2.4 Bilaga 5 Källargrund ritningar och U beräkning ... 30

7.2.5 Bilaga 6 Um, effekt och energi beräkning ... 33

7.3 Bilaga 7 50-talshus efter påbyggnad av takvåning ... 35

7.3.1 Bilaga 8 Taks ritning och U beräkning ... 36

7.3.2 Bilaga 9 Ytterväggs ritning och U beräkning ... 38

7.3.3 Bilaga 10 Um effekt och energiberäkning ... 40

Energibehov per år : E=130kwh/m2 ... 41

7.4 60(70)tals-hus före påbyggnad av takvåning ... 42

7.4.1 Bilaga 11 Sektion och planritning ... 42

7.4.2 Bilaga 12 Tak & vindbjälklags ritning och U beräkning.... 43

7.4.4 Bilaga 14 Källargrunds ritning och U beräkning... 47

7.4.5 Bilaga 15 Um, effekt och energiberäkning ... 50

7.5 60(70)tals villa efter påbyggnad av takvåning ... 52

7.6 Bilaga 17 ytterväggar & mellanbjälklags ritning och U beräknin .. 56

7.6.1 Bilaga 18 Um för 60-talsvilla efter påbyggnad av takv... 58

7.7 2000-tals villa före påbyggnad av takvåning ... 60

7.7.1 Sektion och planritning ... 60

7.7.4 Bilaga 21 Grunds ritning och U beräkning ... 65

7.7.5 Bilaga 22 Um,effekt och energibehov ... 67

7.8 2000-tals villa efter påbyggnad av takvåning ... 69

7.8.1 Sektionsritning ... 69

7.8.2 Bilaga 23 Taks ritning och Y beräkning ... 70

7.8.4 Bilaga 25 Um, effektbehov och energibehov ... 74

7.9 Bilaga 26 Kilmatdata : DUT, årsmedel-to, Gradtimmar och ... 76

7.10 Bilaga 27 ΔU’ Enligt BBR ... 77

7.11 Bilaga 28 Schabloner över olika geometriska köldbryggor ... 78

7.12 Bilaga 29 Högsta tillåtna värmegenomgångstal Från BABS 50 .... 79

7.13 Bilaga 30 Lista över tidstypiska fönsters uw-värd ... 80

(10)

Förord

Energianvändning är en viktig fråga i dagens samhälle, speciellt i byggbranschen. Idén till detta examensarbeten kom från Åtvidabergs Takvåningar AB.

Åtvidabergs Takvåningar AB är ett byggföretag som tillverkar prefabricerade takvåningar. Deras målgrupp är framförallt ägare till småhus.

Åtvidabergs Takvåningar AB vill att vi gör energiberäkningar för deras takvåningar före och efter påbyggnad för att se hur mycket energiförbrukning i det påbyggda huset förändras. Vi skriver detta examensarbete som en avslutning efter tre år utbildning som byggingenjör i Tekniska Högskola vid Linköping Universitet.

Vi vill tacka alla som hjälpte oss med vårt examensarbete.

Speciellt tack för våra handledare Madjid Taghizadeh från Linköping Universitet och Jananders Magnusson, VD i Åtvidabergs Takvåning AB

(11)

Förkortningar/Teckenförklaring/begreppsförklaring

Um

Ui = Värmegenomgångskoefficient för byggnadsdel i (W/m2K).

Ai = Arean för byggnadsdelen i:s yta mot uppvärmd inne-luft (m2). För fönster, dörrar, portar och dylikt beräknas Ai med karmyttermått.

k = Värmegenomgångskoefficienten för den linjära köld-bryggan k (W/mK).

lk = Längden mot uppvärmd inneluft av den linjära köld-bryggan k (m).

j = Värmegenomgångskoefficienten för den punktformiga köldbryggan j (W/K).

Aom = Sammanlagd area för omslutande byggnadsdelars ytor mot uppvärmd inneluft (m2). Pt

Um = värmegenomgångstalet [W/m2 °C]

Aom = omslutningsytornas area [m2]

trum = rumslufttemperatur [°C]

DUT = ortens lägsta dimensionerande utetemperatur [°C] Pv qven = uteluftsflöde [m3/s] qläck= läckageluftflöde[m3/s] c = specifik värmekapacitet [J/kg°C] ρ= densitet [kg/m3 ] Q = luftflöde [m3/s] α = värmeåtervinningens verkningsgrad, 0 – 1

n=antal omsättning per timma

n50 = Klimatskalets läckluftstal med 50 Pa:s tryckskillnad [oms/h]

P= total effektbehov för uppvärmning

Pt = effektbehovsom motsvarar transmissionsförlust

Pv= effektbehovsom motsvarar ventilationsförlust

Pg= effekt från gratisvärme.

E= Total energibehov för uppvärmning

Et= energibehov som motsvarar transmission förlust Ev= energibehov som motsvarar ventilationsförlust Eg= energi från gratisvärme

(12)

1 INLEDNING

Examensarbetet har genomförts vid Linköpings tekniska högskola och den är en del av utbildningen inom byggnadsteknik.

Det är idag vanligt att ägare till äldre småhus utför påbyggnader för att öka boendearean. Eftersom att det rådde andra energikrav då dessa småhus byggdes i förhållande till de krav som påbyggnaderna ska ha är det osäkert hur energiåtgången kommer att förändras för husen efter påbyggnation. Genom en litteraturstudie och en teoretisk beräkning kommer studien undersöka hur energiåtgången kan förändras för 3 tidstypiska hus efter påbyggnation med takvåning.(Se bilaga 1)

1.1 Problemformulering

Idé till studien kom från Åtvidabergstakvåningar. Dom vill se hur deras takvåningar förändrar energiåtgången för småhus då det idag är vanligt med ingrepp i husens klimatskal för att öka husens boendearea.

Den genomsnittliga energianvändningen för uppvärmning (Exkl varmvatten och hushållsel) av småhus (149 m2) 2009 är ca 13,5 MWh1 .

All uppvärmningsenergi försvinner genom husets klimatskal. Därav försvinner ca 15% av energin ut genom taket1.

Studien kan användas av företag som säljer påbyggnader och av personer som funderar på att bygga ut med påbyggnad då studien kommer ge en bild av hur energiåtgången ändras.

1.2 Syfte och mål

Syftet med studien är att undersöka hur energiåtgången förändras för typhus då de utrustas med påbyggnader i form av takvåningar. Genom att göra teoretiska beräkningar ska energiåtgången i KWh/m2 jämföras med typhus med och utan takvåningar.

1.3 Frågeställningar

Våra tre konkreta frågeställningar är: Hur är våra tidstypiska hus uppbyggda? Hur räknar man på energiåtgång?

Hur påverkas energiåtgången i våra typhus efter påbyggnad?

1

Din uppvärmning, Energimyndigheten . 2010. http://www.energimyndigheten.se/sv/Hushall/Din-uppvarmning/ (hämtad 2014-04-01)

(13)

1.4 Metod

De tre tidstypiska husen sätts ihop med hjälp av en litteraturstudie.

Utifrån att en Um-beräkning enligt BBR görs för typhusen med och utan takvåningar, kommer en energiberäkning göras som jämför typhusens energiprestanda.

Man kan se typhusen/takvåningarna och deras ingående parametrar som tillexempel boendeyta och isoleringens tjocklek som de oberoende variablerna som påverkar den beroende variabeln energiåtgång.

För att a a frågeställningar al i att använda en experimentell design dvs. att vi ska dela tidstypiska småhus till två grupper: experimentgrupp och kontrollgrupp.

Experimentgrupp får behandling dvs. att vi kommer undersöka energiåtgången för småhus efter påbyggnad av takvåningar. Kontrollgrupp är småhus utan påbyggnad.

Resultaten kommer att granskas och jämföras för att kunna svara på frågeställningar. För att sätta ihop de tidstypiska husen, och för att göra en energiberäkning har en litteraturstudie genomförts.

1.5 Avgränsningar

Vi kommer att avgränsa de tidstypiska husen till prestandan som husen hade då de byggdes De tre tidstypiska huse är:

• 50-tals hus, enplans med källare. • 60(70)-tals hus, enplans med källare.

• Mill nnium ki t hu enplans med platta på mark.

Vi kommer att avgränsa påbyggnader till det utbud som Åtvidabergs takvåningar har. Energiberäkningen kommer endast att omfatta de tidstypiska husens klimatskal och kommer att vara i form av en Um-beräkning och energiberäkning för uppvärmning enligt BBR.

(14)

2 TEORI

2.1 U-medelvärde

Klimatskärmens värmeisolering är en viktig del av byggnaders energihushållning genom att den ska begränsa transmissionsförlusterna. Den genomsnittliga

värmegenomgångskoefficienten. Um beskriver de sammanlagda värmeförlusterna genom klimatskärmens olika delar inklusive alla köldbryggor.

(1) 2.1.1 Ui

Värmegenomskoefficienten U är den egenskap som anger hur bra en byggnadsdel isolerar. Ui för en yta är summan av varje skikts värmemotstånd R(m2K/w) från inneryta till ytteryta, (se kapitel transmissionsförlust).

2.2.1.1 Korrektionstermer

I Vissa fall kan U värdet behöva korrigeras. Dessa korrigeringar görs för Springor och spalter ∆Ug, ö köl b yggo i o m a ä tano ninga ∆U , och om än a tak ∆U . 2

Ukorr=U+∆Ug+∆U +∆U (2)

Korrigeringar fö ingo och alt , ΔUg beräknas ur formeln ΔUg = ΔU’’ (R1/RT, h)2

(3) Där:

R1 = Värmemotståndet för isoleringen i det skikt där springor och spalter kan förekomma RT, h = Konstruktionens totala värmemotstånd beräknat enligt standarden

BBR rekommerar värden för ΔU’’( se bilaga 27)

2

(15)

2.1.2 Köldbryggor

Med köldbryggor menas lokala försvagningar av klimatskalets isoleringsförmåga. Köldbryggornas påverkan på klimatskalets genomsnittliga värmegenomgångskoefficient ligger i storleksordningen från 5-10% till uppemot 20 % eller mer, beroende på

klimatskärmens värmeisolerande utformning3. Exempel på dessa på dessa lokala försvagningar kan vara3:

 Genomföringar med material som har högre värmeledningsförmåga  Ändrade tjocklekar av delar i klimatskärmen

 Ökade ytor mot kallare sidan, såsom vid hörn och anslutningar mellan vägg, tak och golv.

Köldbryggorna delas in i Linjära och punktformiga.

De punktformiga köldbryggorna består av ett tredimensionellt värmeflöde

Och uppkommer ofta i skärningspunkten mellan linjära köldbryggor. Man kan oftast bortse från dessa vid normala Um beräkningar3.

De Linjära köldbryggorna består av tvådimensionella värmeflöden och uppkommer där olika byggnadsdelar möts, såsom vägg och tak, vägg och platta på mark, vägg och fönster och dörrar eller där väggar möter väggar är typexempel där dessa extraförluster uppstår. De linjära köldbryggorna definieras per längdmeter och beskrivs med en linjär

ä m g nomg ng ko ici nt ψk(W/mk)3

. För att se de rimliga värdena ψk ( bilaga 28).

2.2 Energianvändning för uppvärmning

Varje byggnad i kalla klimat som t.ex. Sverige har ett uppvärmningsbehov, som tillsammans med gratisvärme ska täcka den värme som läcker ut från byggnaden (se figur 1).

För att ta reda på energianvändning för uppvärmning måste man först ta reda på effekt och den tid som den verkar.

Energibehovet för uppvärmning är summan av energieffektbehov för varje timme per ett år. E = ∫ P dt (Wh) (4)

2.2.1 Totalt energibehov för uppvärmning:

Totalt energibehov för uppvärmning kan beräknas enligt följande ekvation: E= ET+ EV-EG (5)

ET Transmissionsenergi: ET = PT/Dt × °Ch EV Ventilationsenergi: EV = PV/Dt × °Ch Eg Gratisenergi: EI = PI × Agolv × 8760

3

B. Petersson,2001, Tillämpad byggnadsfysik

(16)

2.2.2 Effektbehov för uppvärmning

Uppvärmningseffektbehov är den effekt som behövs för en byggnad för att hålla önskad rumstemperatur, när ute temperatur variera mycket med tiden kommer uppvärmnings-effektbehov också variera med tiden.

För att räkna på uppvärmningseffektbehov för en byggnad, måste man ta hänsyn till följande: Transmissionsförluster, ventilationsförluster och Gratisvärmetillskott.

man kan räkna uppvärmningseffektbehov med följande formel: P=Pt+Pv-Pg (6)

Värmetransport

”Enligt termodynamikens andra huvudsats, sker aldrig värmetransporter från en kallare till en varmare kropp av sig själv. Åt motsatt håll, från en varmare till en kallare kropp sker dock alltid spontant”4 Det är temperaturdifferensen som är den drivande orsaken byggnaden förlorar värme till den kallare omgivningen.

Detta betyder att hus som är väldigt varma inomhus eller som är byggda på kallare orter har en större värmeförlust. Detta faktum avspeglas i byggreglerna där olika klimatzoner har olika energikrav2.

Värmeförlusterna kan delas in i transmissions och ventilations förluster, (se figur 1)

4_{I Ekroth Tillämpad termodynamik.2006.} 2

Boverkets byggregler BBR 13

1

Din uppvärmning, Energimyndigheten . 2010. http://www.energimyndigheten.se/sv/Hushall/Din-uppvarmning/ (hämtad 2014-04-01)

(17)

 Transmissionsförlusterna

Transmissionsförluster är värmeförluster genom husets klimatskal, det vill säga värmeledningsförluster genom fasaden, väggarna och grunden.

Värmeledningen q(W) genom ett homogent material beror på materialets

värmeledningsförmåga λ(W/moC), materialets tjocklek(m) och temperaturdifferensen över materialet (∆T).3

Materialets värmemotstånd R uttrycks som en kvot mellan materialets tjocklek och värmeledningsförmåga enligt:

R=( / λ) [m2o

C/W] (7)

Vid flera homogena skikt kan värmeflödet genom hela konstruktionen beräknas utifrån varje skikt med sin tjocklek. Hela Konstruktionens delens värmemotstånd RT av alla delskikten från

innerytan till ytterytan representeras av summan av delskiktens värmemotstånd på följande sätt:3

RT= ∑Ri = R1 + R2 +R3 + …. (8)

R1, R2, R3 o.s.v. är respektive materialskikts värmemotstånd.

För vanliga konstruktioner såsom väggar, tak, golv etc. tillkommer även

värmeövergångsmotstånd för konstruktionsdelar som väter mot luft, vilket är en konvektivt värmeutbyte och strålningsutbyte med omgivningen. För praktiska beräkningar antas rimliga schabloner för dessa övergångsmotstånd till att vara:3

 Rsi: 0,13 m2K/W för konstruktioners innerytor  Rse 0,04 m2K/W för konstruktioners ytterytor.

Det innebär att en konstruktions totala värmemotstånd RT från inneluft till uteluft måste

inkludera dessa övergångsmotstånd för att bli fullständiga.

En byggnadsdels värmemotstånd också kallat U-värde beskriver hur mycket energi i W som transmitteras genom en m2 av konstruktionens yta vid 1oC skillnad över ytan. U-värdet beräknas enligt formeln nedan:

U=1/R [W/M20C] (9)

Effektbehov som motsvarar transmissionsförluster beräknas enligt formeln nedan:

PT =( ∑ lk * ψk +∑ A U ) Δt eller P_T =Um Aom Δt (10)

 Ventilationsförlusterna

Ventilationsförlusterna kan delas in i två kategorier. Frivillig ventilation respektive ofrivillig ventilation.

3

(18)

Den frivilliga ventilationen orsakas av ventilationssystemet och är en förutsättning för att hålla en god luftkvalitet inne i byggnaden5.

Enligt BBR ska rum som används ha en kontinuerlig luftväxling på lägst 0,35l/s per m2 vid projektering av nytt småhus. Omräknat till luftomsättningar motsvarar detta 0,53 oms/h vid en normal takhöjd på 2,4m.2

Vid beräkningar av ventilationsförlust till en befintlig byggnad, rekommenderar Boverket att använda ett standard värde för luftflöde i småhus enligt nedan:

Tabell 2 luftflöde5

Till skillnad från den frivilliga ventilationen är den ofrivilliga ventilationen, även kallad infiltration okontrollerbar.

Luftläckaget som beror på klimatskärmens otäthet definieras enligt BBR utifrån ett

övertrycksflöde genom klimatskärmen med +-50 Pa tryckskillnad. Kravet från BBR är att ett småbostadshus får maximalt läcka 0,6l/sm2 Vid denna tryckskillnad 2.

Effektbehov som motsvarar ventilationsförluster beräknas enligt formeln nedan:

Pv = qvent × c × ρ ×(1- α) (t_rum - DUT) + q_läck × c × ρ (t_rum - DUT)

14

(11)

Eller

Pv = Qv × (1- α) × (t_rum - DUT) × 0.33+ Q_läc × (t_rum - DUT) × 0.33

14 (12) Q= q × Agolv × 3,6 14 (13) Eller Q = n × Vbyggn 14 (14) n=n50/25 [oms/h] 5

Borverket, indata för energiberäkning,

http://www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2007/Indata_for_energiberakning_i_kontor_och_smahus.pdf (hämtad 2014-06-03)

2

14_{frico tekniska handbok http://www.frico.se/Documents/SE/radiant-heating-handbook_se.pdf (hämtad 20014-04-04)}

Ventilationssystem Luftflöde [l/s,m2_]

Luftflöde [oms/h,m2_]

Självdrag 0,25 0,375

Från luft 0,24 0,36

(19)

Klimatskalets lufttäthet Typiska n50värden,oms/h n50 medel n=n50/25 [oms/h]

God lufttäthet 1-3 2 0,08

Medellufttäthet: 3-5 4 0,16

Svag lufttäthet: 5-10 7,5 0,3

Tabell 3 läckluft omsättning oms/h7

 Gratisvärmetillskott:

Gratisvärmetillskott är värmen som kommer från personvärme, hushållsmaskiner, solinstrålning m.m.

Vid beräkning av energibehov för uppvärmning ska man alltid ta hänsyn till gratisvärmetillskott för att den minskar energiupphov från den köpta energin. Enligt Lars J n n “G ati ä m kt n ä o ta t int kän m n ä mot inn t normalvärden g ati ä m n gin Eg ati att tillg ….”

Man kan räkna med att gratisvärmetillskott per år variera mellan 3000 och kWh till 9000 kWh för ett småhus.

Gratisvärmeeffekten kan räknas med följande formel: Pgratis = Egratis/8760 w (15) 8760 = antal timmar per år (h)

 Gradtimmar metod °Ch

För att beräkna energi måste effekten multipliceras med en temperaturskillnad. Med gradtimme metoden tar man hänsyn till temperaturskillnaden för given ort.

effekten i kW multiplicera med gradtimmar och delas med temperaturskillnad

E = P/ Δt × °Ch i kwh/år

14

(20)

2.3 Byggregler

Boverket och dess föregångare som byggnadsstyrelsen och planverket har under åren styrt hur bostäder och lokaler ska byggas. Ibland har reglerna varit bindande som måste följas och ibland som har reglerna varit rekommendationer. Reglerna har ibland varit utformade som detaljkrav som är preciserar vilka krav som ska vara uppfyllda, och ibland är de utformade som funktionskrav där en viss funktion ska uppnås och sätten att nå ett funktionskrav kan ske på olika sätt.8

Många regler har getts ut under åren, och generellt gäller att ett hus ska leva upp till de krav som gällde då huset byggdes.

2.3.1 Historisk översikt

De byggregler som gäller för vårt 50-tals hus är BABS 1950 (Kungl. Byggnadsstyrelsen publikationer 1950:1), som bygger på 1947års byggnadsstadga.

För 60-70tals huset gäller Svensk Bygg Norm 67 (SBN 67). (SBN 67) är råd och anvisningar till byggnadsväsendet och trädde i kraft 1968.Det är ingen skillnad på isoleringskraven mellan BABS 1950 och SBN 67. Energifrågan uppmärksammades på riktigt i SBN 75.6

Det högsta tillåtna värmegenomgångstalet (Se bilaga 29) motsvarar det vi idag kallar

värmemotstånd. Det högsta tillåtna värmemotståndet beräknades som summan av de ingående materialskiktens värmegenomgångstal (värmemotstånd)

Det moderna huset är byggt efter den senaste utgåvan av BBR som gavs ut den 1a juli 2013.

2.3.2 Energikrav enligt BBR

BBR ställer krav på en byggnads specifika energianvändning, vilket är den energi som under ett normalår ska levereras till byggnaden för uppvärmning, komfortkyla, tappvarmvatten och fastighetsenergi. Det är energideklarationen som visar ifall byggnaden klarar energikraven. 8 Den specifika energianvändningen definieras som:

(Byggnadens energianvändning under ett normalår [kWh/år])/ Atemp

Där Atemp är: ”Arean av samtliga våningsplan, vindplan och källarplan för temperatur-reglerade utrymmen, avsedda att värmas till mer än 10oC, som begränsas av klimatskärmens insida2

7_{Miljöministeriet, Bostads}‐ och byggnadsavdelning .Beräkning av byggnaders energiförbrukning och Uppvärmningseffekt -

Anvisningar, .2007,; http://www.finlex.fi/data/normit/29520-D5-190607FINAL-svenska.pdf (hämtad 2014-05-28)

8

Boverket historisk översikt.2013. http://www.boverket.se/Global/Bygga_o_forvalta/Dokument/Bygg-och-konstruktionsregler/aldre-byggregler/aldre-byggregler-2013-09-10.pdf (hämtad 2014-004-02)

2

(21)

Krav vid ändring

Huvudregeln säger att om det inte finns några undantag ska en byggnad som ändras uppfylla samma krav med avseende exempelvis specifik energianvändning. Begreppet ändring täcker renovering tillbyggnad och ombyggnad.2

”Än ing av byggnader får inte medföra att energieffektiviteten försämras, om det inte finns synnerliga skäl. Dock får energieffektiviteten försämras om byggnaden efter ändring ändå uppfyller kraven i avsnitt 9:2–9:6”2

Om det är orimligt att en hel byggnad ska leva upp till kraven för specifik energianvändning. Vid ombyggnad skall kraven appliceras till den byggnadsdel som fysiskt begränsas till åtgärden. 2

Tabell 4 Rekommenderande U-värden för ändrade byggnadsdelar 2

2.4 Konstruktioner

2.4.1 Stomme

Då Sverige är ett skogsrikt land är trä det material som framförallt används i villabyggandet trä är det material som framförallt används i villabyggandet.

Den ena är de massiva träkonstruktionerna som liggtimmerstommen, resvirkesstommen och plankstommen. Dessa stommar har dålig täthet och värmeisoleringsförmåga utöver detta var virkesåtgången stor. Detta ledde till att staten arbetade intensivt med att utveckla regelhuset. Regelhuset är en utveckling av Stolpverkshusen.

Tillskillnad från de massiva träkonstruktionerna kan regelhuset fyllas med värmeisolering i facken mellan de stående väggarna.9

2

9

(22)

Figur 3 Ytterväggskonstruktioner genom tiderna10

2.4.2 Grunden

Villornas bärande konstruktioner har i princip sett densamma ut genom åren.

Fram till år ca år 1920 skedde grundläggningen av villor på natursten som då ersattes med olika former av murar med betongblock. Under 1960talet introducerades grund med gjuten betongplatta på mark. Denna grundlösning har varit dominerande sedan dess.9

2.5 Klimatskalet

Klimatskalet består av de byggnadsdelar som omsluter byggnaden, som väggar tak och golv. Klimatskärmens huvudsakliga uppgift är att skärma av utemiljön för en god inomhus miljö, samtidigt som energihushållningen ska vara så god som möjligt.

2.5.1 Fasaden

Fasaden består av ytterväggar dörrar och fönster. Den sammanlagda värmetransporten genom fasaden uppskattas av energimyndigheten till att vara ca 55 %. (Se Figur 1)

2.5.2 Ytterväggar

Ca 20 % av värmeförlusterna sker genom ytterväggarna. (Se figur 1)

Den absolut vanligaste ytterväggskonstruktionen för de typhus vi ska studera består av reglar och stolpar, plank och timmer. Småhus av lättbetong förekommer, men dessa är ganska sällsynta. ( Se figur 3)

10_{Aton t knikkon ult AB´ ”En gi kla ing a bo ta byggna : M to ö b iktning och b äkning} 9

(23)

I många ytterväggar finns luftspalter. Dessa luftspalter räknas antingen som slutna med stillastående luft, eller som ventilerade med luft som rör sig.

Den värmeöverföring som sker i luftspalter beror på ledning, strålning och konvektion och är svårt att numeriskt beräkna3. Därför föreslås schablonvärden för dessa luftspalternas

värmemotstånd.

De oventilerade luftspalterna kan använda värmemotstånden från tabellen. De måttligt ventilerade luftspalterna kan använda halva tabellvärdet.

Luftspalter som på utsidan av luftspalten har ett skikt som överstiger 0,15 m2k/W eller mer kan luftspaltens värmemotstånd sättas till Rg=0,13

Tabell 5 Värmemotstånd för luftskick 3

2.5.3 Fönster

Ett hus fönster tillsammans med dess dörrar släpper ut över en tredjedel av ett hus värme.(Se bilaga 30 )

”I Genomsnitt upptar fönsterarean ca 17 % av fasadens ytteryta” .10

Detta värde motsvarar ca 15% av fasadens innerarea.

Tvåglasfönster med kopplade bågar var länge den vanligaste fönsterkonstruktionen10. Det var inte förens 1970-tals energikris som treglasfönster började användas i syfte att spara energi. Beräkningar för fönsters U-värde är väldigt invecklat. Energimyndigheten har tagit fram schablonvärden för olika tidstypiska fönster10.

värdet är det praktiskt användbara värdet och det är detta värde som ska användas. I Uw-värdet medräknas fönsterkarm, båge och distanslister10.

Moderna treglas isolerrutor har ofta ett Uw-värde på ca 0,9.

2.5.4 Ytterdörrar

Energiförluster genom dörren kan vara ganska stor. Speciellt är fallet så för altandörren som energimyndigheten beskriver som en riktig energibov.

”Äldre dörrar har ofta ett u-värde på ca 2,0 medan moderna dörrar ligger på runt 0,9” 1

3

B. Petersson.2001.Tillämpad byggnadsfysik

10

Aton t knikkon ult AB´ ”En gi kla ing a bo ta byggna : M to ö b iktning och b äkning

1

Din uppvärmning, Energimyndigheten . 2010. http://www.energimyndigheten.se/sv/Hushall/Din-uppvarmning/(hämtad 2014-04-01)

Luftskiktets tjocklek i mm

Värmemotstånd Rg m2K/W för olika värmeflödesriktningar

Uppåtriktat Horisontellt Nedåtriktat

5 0,11 0,11 0,11

10 0,15 0,15 0,15

20 0,16 0,18 0,18

(24)

2.5.5 Taket

Ca 15 % av all energiförlust sker genom ett småhus tak. (Se figur 1)

Grovt kan tak delas in i varma tak med isolering i yttertak och kalla tak. Kalla tak har isoleringen i vindsbjälklaget. I vanliga kalltakskonstruktioner fungerar vinden som ett stort ventilationsutrymme. 3

I de kalla takens ventilationsutrymmen sker värmeöverföringen genom strålning, konvektion och ventilation. För praktiska beräkningar kan man hela kallvindsutrymmet ses som ett homogent skick och som kan tilldelas följande schablonvärden för värmemotståndet. Typ av ventilerat luftskick Värmemotstånd Ru m2K/W Ventilerat yttertak av plåt 0,15

Ventilerat yttertak av panel+ papp 0,25 Ventilerat yttertak av takpannor på undertak 0,30 Tabell 6Värmemotstånd för kalla vindar 3

2.5.6 Grunden

Ungefär 15 % av värmen går förlorad genom grunden. (se figur 1 )

Grovt sätt kan man dela in grunder i platta på mark, ouppvärmda och uppvärmda källargrunder samt krypgrunder.3

Platta på mark och källargrunder är i kontakt med marken som har en värmelagringskapacitet och värmemotståndet. Detta leder till en annan temperaturdifferens i förhållande till de andra delarna av klimatskalet.3Olika Jordarter har olika värmekonduktiviteter.

Typ av mark Värmemotstånd R m2K/W

Källarvägg Golv på mark Källargolv Avstånd i m under markytan 0-1 1-2 >2 Avstånd i m från yttervägg 0-1 1-6 >6 Avstånd i m från yttervägg 0-6 >6 Lera. Dränerad sand och dränerade grus

λ c ika 1,4W/mK 0,50 1,70 3,40 1,00 3,40 4,40 3,40 4,40 Silt. Icke dränerande sand och grus.

Mo än λ ci ka 2,3 0,35 1,10 2,20 0,70 2,20 2,70 2,20 2,70 S äng t n, λ ci ka 3,0 0,30 0,90 1,80 0,60 1,80 2,20 1,80 2,20 B g λ ci ka 3,5 0,25 0,70 1,40 0,50 1,40 1,80 1,40 1,80 Tabell 7 Värmekonduktiviteter för olika jordarter3

”Om marken inte är känd kan markens värmekonduktivitet sättas till 2,0”11

Vid beräkning U-medel för ett hus med en kallkällare eller ouppvärmdkällare, ska källaren inte ingå i den volym som räknas som uppvärmd. D.v.s. att källaren inte räknas i husets Klimatskalet. Nedre gräns för klimatskalet är bjälklaget som ligger ovan kallaren12 (se bilaga 5)

3

B Petersson .2001.Tillämpad byggnadsfysik

11

Swedisol ( http://www.swedisol.se/sw969.asp (hämtad 2014-05-2)

12

Isolerguiden 06 isover http://www.isover.se/files/Isover_SE/Om_Isover/Kontakta_oss/Broschyrer_Bygg/Swedisol%20-%20Isolerguiden%20Bygg%2006.pdf (hämtad 2014-04-03)

(25)

3 RESULTAT

Resultatet delas in i två delar:

Första delen är en tekniskbeskrivning av småhuset före och efter påbyggnad av takvåning med en Ukorr beräkning.

Andra delen är ett resultat av energi- och Um beräkningar.

3.1 tekniskbeskrivning av småhuset med Ukorr beräkning

3.1.1 Småhus (50 tal – 2000 tal) Beskrivning

3.1.1.1 50-tals hus före och efter påbyggnad av takvåning

Figur 4 50-tals hus med och utan påbyggnad9

Beskrivning

Under 50-tal var enplanshus med källare mycket vanligt. Villorna var ofta sammansatta av volymer, förskjutna i sidled .9

Villor var generellt sett av högteknisk kvalitet jämför med tidigare villor, och man började bygga villorna med regelstommar. Dåtidens regelväggarna hade bristfällig värmeisolering och täthet. 9

9

(26)

 Yta

Den vanligaste villan hade 3 till 5 rum på 70 kvm till 90 kvm, vanlig takhöjd var 2,4m.9 (Se bilaga 2)

 Tak

Hustaket är ett kallt sadeltak med 27 graders lutning.9Taks Ukorr=0,036 W/m2 oC (Se bilaga 3)

 Ytterväggar

De bestod av regelstomme med tegel på utsidan. Mellan stående reglar ligger 125 mm isolering. Ukorr=0,35 W/m2 oC (Se bilaga 4)

 Fönster

Husets fönster består av 2-glas fönster med karm av trä9. Fönstret har ett Uw på ca 2,7 enligt ovan. (Se Bilaga 30)

 Ytterdörrar

Ytterdörren var oisolerad och bestod till största del av trä.9 U-värde=2 (se ovan)  Grund

Grundmuren är oisolerad och murad med betonghålstensblock 250*170mm på en sula av armerad betong. Källargolvet är 120 mm armerad betongplatta på sand och grusfyllning.9 Källaren räknas som ouppvärmdkällare enligt ovan. Ukorr = 0,31(se Bilaga 5)

Tekniskbeskrivning av takvåning efter påbyggnad av takvåning

Huset har utrustat med takvåning typ 6 enligt Åtvidabergstakvånings modeller (se bilaga 1)  Tak: ett kallt sadeltak med lutning 27, Ukorr= 0,09 W/m2 oC (Se bilaga 8)

 Yttervägg & Mellanbjälklag

Mellanbjälklaget är inte en del av klimatskalet. Ukorr =0,17 W/m2 oC (Se bilaga 9)

 Fönster

3-glasfönster är vridbara i trä, och dess mått är 1100*1300 mm13 U-värde=0,95 (enligt ovan)

9

C Björk, L Nordling, L Reppen.2009.Så byggdes villan.

13

(27)

3.1.1.2 60 (70)-tals hus före och efter påbyggnad av takvåning

Figur 5 60 (70)-tals hus före och efter påbyggnad av takvåning9

Beskrivning

Under 60-talet var enplanshuset den dominerade hustypen. Ett stort antal hus byggdes mellan 1965-1975 miljonprogram där hälften av dem var villor, småhus och radhus.9

Regelhuset var dominerande i villabyggandet.9

Villornas ytor blev större jämför med 50-talshus och antalet rum ökades. Rumshöjd var 2,4 m som tidigare.9

Tekniskbeskrivning av studerat hus före påbyggnad av takvåning

 Yta

En rektangulär enplansvilla med källare, totalarea är cirka 110 m2 9(Se bilaga 11)  Tak & vindbjälklag

Hustaket är ett kallt sadeltak.9Med lutning 27o. Ukorr=0,23(Se bilaga 12)

Precis som 50-tals husets vägg har 60-tals huset en vägg av regelstomme med en väl ventilerad luftspalt. Mellan stående och liggande reglar ligger cirka 145 mm isolering.

Ukorr=0,325 W/m2 oC (se bilaga 13)

 Fönster

(28)

 Ytterdörrar

En ytterdörr av trä med sidoljuspartier var vanligast. Dörrens area är 1,9 9U-värde= 2 W/m2 oC (Enligt ovan)

 Grund

Grunden bestod av en kallkällare. Grundmuren är murad med betonghålstensblock

250*170mm på en sula av armerad betong. Källargolvet är en 120 mm armerad betongplatta på sand och grusfyllning.

Husets Källare räknas som ouppvärmdkällare precis som 50-tals husets grund6. Ukorr= 0,31 W/m2 oC (Se bilaga 14)

Tekniskbeskrivning av takvåning efter påbyggnad av takvåning

Takvåningen byggdes med taktyp 8a, utrustat med ett varmt sadeltak. (Se bilaga 1)  Tak

Taket bestod av varmt sadeltak, med lutning 27. Ukorr= (Se bilaga 16)

 Fönster

9

13

Åtvidaberg Leverans-och Materialbeskrivning system 2011-Sverige

6

indata för energiberäkning, Borverket,

http://www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2007/Indata_for_energiberakning_i_kontor_och_smahus.pdf (hämtad 2014-06-03)

(29)

3.1.1.3 Nybyggd villa före och efter påbyggnad av takvåning

Figur 6 millenniumskiftes hus före och efter påbyggnad av takvåning9

Beskrvning

Den nybyggda villanornas arkitektur är dels blandning av stilar från olika tider och nya moderna stilar som inspirerats av andra länders stilar. 9

Enplanshus med platta på mark är mycket vanligt, och villornas planform är rektangulär.9 Millennieskiftets villor hade generellt mycket bättre värmeisolering och detta beror på den stora utveckling som hade hänt i byggbranschen, de nya högtekniska materialen som man använd i husbyggande och dessutom för dem nya hårda regler och krav. 9

Tekniskbeskrivning av studerat hus före påbyggnad av takvåning

 Yta

En nybyggd villa har ofta 3 till 8 rum, Villornas storlek varierade mellan 100 kvm upp till 200 kvm, vanlig takhöjd är 2,4m.9

Typhuset är en enplansvilla med platta på mark, med en rektangulär planform på 123 m2 9 Se bilaga (19)

Ytterväggar bestod av regelstommen. De är välisolerade med 140 mm mineralull och 80 mm cellplast. Ukorr=0,166 (se bilaga 20)

9

(30)

 Fönster

Fönstren är treglas isoler-fönster med trä karmar.7 U-värde 0,95 (se ovan)  Dörrar

Idag är ytterdörrarna oftast isolerade, med U-värden kring 0,9 (se ovan). Ytterdörrens mått är 2015*925 8

 Grund

Husets Grund bestod av platta på mark med 250 mm isolering. Ukorr= 0,1 W/m2ºC (Se bilaga

21)

Tekniskbeskrivning av studerat hus efter påbyggnad av takvåning

En fullvåning med Pulpettak. Ritas enligt Åtvidabergstakvånings taktyp 713. (se bilaga 1)  Taket

Ett varmt Pulpettak med 9 grader lutning. Taket är vällisolerat inifrån med 390mm mineralull. Ukorr=0,09 W/m2 oC (Se bilaga 23)

 Fönster

9

13

(31)

3.2 Resultat av Um och energiberäkning före och efter takvåning

Här i tabellen och diagram nedan visar vi Um och energiberäknings resultat, före och efter påbyggnad av takvåning.

Tabell 8 Um och energiberäkning

Före påbyggnad

Av takvåning

Efter påbyggnad

Av takvåning

Skillnad

50-tals villa

Um

W/m2 ºC

0,54

(se bilaga 6 )

0,41

(se bilaga 10 )

- 0,13

Energi

kwh/m2

207 (se bilaga 6)

130 (se bilaga10 )

- 63

60(70)tals villa Um

W/m2 ºC

0,43

(se bilaga15 )

0,36

(se bilaga 18 )

-0,07

Energi

kwh/m2

145 (se bilaga 15)

115 (se bilaga18 )

-39

2000-tals villa

Um

W/m2 ºC

0,19

(se bilaga 22 )

0,19

(se bilaga 25 )

0 Energi

kwh/m2

63 (se bilaga 22 )

62 (se bilaga25 )

+1

(32)

Diagram 1 Um beräkning före och efter påbyggnad av takvåning

Diagram 2 Energiprestanda i kmh/m2 före och efter påbyggnad av takvånin

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

50-tals villa 60(70) tals villa 2000-tals villa

Före påbyggnad Efter påbyggnad 0 50 100 150 200 250

50-tals villa 60(70) tals villa 2000-tals villa

Före påbyggnad Efter påbyggnad

(33)

4 ANALYS

50-tals huset gick från ett Um-värde på 0,54 till 0,41 W/m2oC efter påbyggnad, detta

motsvarar ett 23,6% lägre Um-värde. Huset gick från en energiåtgång på 206 kWh/m2 till 130 kWh/m2, vilket motsvarar ett 37 % lägre energianvändning för uppvärmning. (Se tabell 8) 60 (70)-tals huset gick från 0,43 till 0,37 W/m2oC efter påbyggnad, vilket motsvarar ett 14% lägre Um-värde och från en energiåtgång på 145 kWh/m2 till 115 kWh/m2, vilket motsvarar ett 21% lägre energianvändning för uppvärmning. (Se tabell 8)

Det nybyggda husets Um-värde och energiåtgången ligger kvar på samma värde efter påbyggnad. (Se tabell 8)

Samma energikrav gällde för 50 och 60(70)-tals hus. Ändå fick 60-tals husen ett bättre resultat. Detta beror på att 60-(70)tals huset har en lite bättre klimatskal, (Se bilagor 6 och 15).

5 DISKUSSION

En del av de värden vi har använt oss av i energiberäkningen har varit baserade på schabloner, som t.ex. värmemotstånd för invändig och utvändigt värmemotstånd och samt hur

köldbryggorna påverkar klimatskalets transmissionsförluster.

Vi har valt samma värden för köldbryggorna i alla husen, vilket kan diskuteras då de moderna husen och takvåningarna troligtvis har andra förutsättningar när det kommer till just

köldbryggor, (se detaljritningar).

Vi har inte tagit hänsyn till varmvatten och hushållsel i våra energiberäkningar, då dessa värden kan variera mycket, beroende på vem som bor i huset.

Studien syfte var att ta reda på hur energiprestandan genom klimatskalet förändras. Då bör man inte ta hänsyn till hur många och vilka som bor i huset.

6 SLUTSATS

Utifrån de resultat som framkommit i studien ska vi presentera de slutsatser som är dragna. I slutsatsen besvaras de frågor som ställts upp i första kapitlet.

Diskussionen kring examensarbetets resultat kommer även behandlas i detta kapitel samt vad författarna anser vara lämpligt till försatt utveckling av studie.

Hur är våra tidstypiska hus uppbyggda?

Vår tidstypiska hus är uppbyggda på ett sätt som kan spegla ett hus i verkligheten. Husets tekniska egenskaper liknar i stort sätt deras egenskaper när de byggdes.

(34)

Med hjälp av ritprogram Revit har vi ritat våra tidtypiska hus, där man kan se hur husen är byggda i detalj i form av: planlösningar, sektionsritning, detaljritningar och översiktbilder. Se bilagor

Hur räknar man på energiåtgång?

Beräkning av Energiåtgång för ett hus är lätt om man har tillgång till husets data, Men det blir svårt om husets data saknas som i vårt fall.

Energiberäkning gäller följande: Uppvärmning, hushållsel, varmvatten.

Vårt arbete är begränsat till energianvändning för uppvärmning. Beräkning sker i fyra steg:

 U-värdet beräkning för varje del av kilmatskalet (väggar, tak etc)  U-medel för hela huset Se bilagor 6,10,15,18,22,25

 Värmetransport (transmission, ventilation)

 Effekt och energiberäkning Se bilagor 6,10,15,18,22,25

Hur påverkas energiåtgången i våra typhus efter påbyggnad?

Påbyggnaderna försämrar inte energi prestandan för de olika husen klimatskalen, vilket är i enlighet med BBR 13 energikrav om ändring.

Takvåningarna lever upp till BBR:s krav när de kommer till ändringar och ingrepp i klimatskal.

Energiprestanda för 50-tals villa förbättras efter påbyggnation med 33 % respektive 25 % för 60-talsvillan. Medan 2000-talsvillan har nästan samma energiprestanda före och efter

påbyggnation.

6.1 Metodkritik

För att få en bättre bild av hur energiprestanda för huset förändras efter påbyggnad borde fler parametrar täckas. Som t.ex. läge, strålnings faktorer mm.

Många av våra parametrar är baserade på schabloner, som ger en förenklad bild av verkligheten.

6.2 Förslag till fortsatt utveckling

För att få en mer generaliserad bild av hur takvåningarna förändrar energiåtgången för småhus kan fler typhus från olika tidsperioder sättas ihop. Man kan även skapa en bättre

(35)

7 BILAGOR

7.1 Bilaga 1 Taktyp enligt Åtvidabergstakvåning

 Taktyp 6

En fullvåning med ett kalt

sadeltak

 Taktyp 7

En fullvåning med ett

varmt pulpettak

 Taktyp 8a

En fullvåning med ett varmt

sadeltak

Figur 7

(36)

7.2 50-tals villa före påbyggnad av takvåning

7.2.1 Bilaga 2 Sektion- och planritning

(37)

7.2.2 Bilaga 3 Tak Ritning och U beräkning

Figur 21 50-tals hus, tak9

(38)

Taks Ukorr för påbyggnad av takvåning Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) – värdesmetoden U- värdesmetoden medel w/m2ºC R_ R= d/ R, trä (m2ºC/W) R, isolering (m2ºC/W) R si 0,1 0,1 0,1 Takpannor + vint.vindutry. 0,3 0,3 0,3 Takstol 0,1 0,125 0,14 0,05 (A) 2 0,893 Min.ull 0,9 0,1 0,04 2,5 Glespanel 0,019 0,14 0,136 0,136 0,136 Träfibersskiva 0,02 0,14 0,143 0,143 0,143 Rse 0,04 0,04 0,04 R∑ 2,73 1,612 3,219 U_ 0,366 U U (B) 0,342 U (c) 0,354 ∆Ug (D) 0,01 ∆Uf 0 ∆Ur 0 Ukorr 0,36 W/m2 oC (A) – värdesmetoden: medel= (trä* %-trä) + (iso.*%-iso.) medel= (0,14* 0,1) + (0,04*0,9) medel= 0,05 W/m ºC (B) Uu= α1/Riso+β1/Rträ α är isolering andel, β är trä andel

(C) U= 2U UU / (U U U)

(C) ΔUg = ΔU’’ (R1/RT, h)2_{ΔU’=0,01 ( tt kikt m llan un ama )}_{ΔUg= 0,01(3,125/3,515)}2

(39)

7.2.3 Bilaga 4 Ytterväggars ritning och U beräkning Mot uteluften har yttervägen en väl ventilerad luftspalt.

Figur 12 50-tals hus, vägg9

(40)

Ytterväggars Ukorr före påbyggnad av takvåning Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) – värdesmetoden U- värdesmetoden medel w/m2ºC R_ R= d/ R, trä (m2ºC/W) R, isolering (m2ºC/W) R si 0,13 0,13 0,13 Tegel + vent. spalt 0 0 0 Reglar 0,1 0,125 0,14 0,05 (A) 2,5 0,893 Min.ull 0,9 0,04 3,125 Glespanel 0,02 0,125 0,16 0,16 0,16 Gipsskiva 0,013 0,22 0,06 0,06 0,06 Rse 0,04 0,04 0,04 R∑ 2,89 1,283 3,515 U 0,346 U U (B) 0,334 U (c) 0,34 ∆Ug (D) 0,01 ∆Uf 0 ∆Ur 0 Ukorr 0,35 (A) – värdesmetoden: medel= (trä* %-trä) + (iso.*%-iso.) medel= (0,14* 0,1) + (0,04*0,9) medel= 0,05 W/m ºC (B) Uu= α1/Riso+β1/Rträ α är isolering andel, β är trä andel (C)

U= 2U UU / (U U U)

(D)

ΔUg = ΔU’’ (R1/RT, h)2_{ΔU’=0,01 ( tt kikt m llan g nomg n gla )  ΔUg= 0,01(3,125/3,515)}2

(41)

7.2.4 Bilaga 5 Källargrund ritningar och U beräkning Figur 13 A= 72 m2 P=38,64 m  W= 0,306 Z= 2,088 h=0,84m Bilaga 4b Källargolv för 50 talsvilla Figur 14

(42)

Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) medel w/m2ºC R_ R= d/ Sandgrusfyllning Betongplatta 0,120 1,70 0,071 Reglar 0,1 0,055 0,14 0,05 (A) 1,1 Min.ull 0,9 0,055 0,04 Trägolv 0,013 0,14 0,093 R1 1,264 B’=2A/P =72

/

38,64= 1,863 d1=w+R1+0,21)= 0,306+2(1,264+0,21)=3,254 B’- 0,5*z =1,863-1,044= 0,819 < d1  U1=2./( π.B’+d1+0,5.z).ln(π.B’/(d1+0,5.z)+1)  U1= 2*2/(π1,863+3,254+0,5*2,088)*ln(π1,863/(3,254+0,5*2,088)+1)=4/10,15*0,86 =0,34 Källarvägg Figur 15 Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) R_ R= d/ Betongshålstensblock 0,250 0,6 0,416 Lättbetongplattor 0,05 0,14 0,357 Rw 0,773 1. under mark dw= (Rw+0,17)=2(1,273+0,17)=1,886< d1=3,254 d1 2 =dw= 1,886 Uw1=2./ (π .z)( 1+0,5.d12/(d12+z)).ln(z/dw+1)= 2*2/(π.2,088)(1+0,5*1,886/(1,886+2,088))*ln(2,088/1,886+1)  UW1=0,562

(43)

2. ovan mark Uw2=1/ (Rw+0, 17) =1/ (0,773+0, 17) =1,06 Golvbjälklag Figur 16 Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) medel w/m2ºC R_ R= d/ Träskiva 0,02 0,14 0,142 Betongplatta 0,200 1,70 0,118 Reglar 0,1 0,095 0,14 0,05 1,9 Min.ull 0,9 0,055 0,04 Trägolv 0,013 0,14 0,157 R2 2,317 U2=1/(R2+0,34)=1/(2,317+0,34)=0,376

Slutliga U-värde för ouppvärmad källare V Byggn. Luftvolym [m³]= 173 m3 n Luftoms. [oms./h]= 0,35 x=AU1+zPUw1+hPUw2+0,33.n.V= 72*0,34+2,088*38,64*0,562+0,84*38,64*1,06+0,33*0,35*173= 124,2 U=1/(1/U2+A/x)=1/(1/0,376+72/124,2)

U-värde=0,31

(44)

7.2.5 Bilaga 6 Um, effekt och energi beräkning

 Transmissionsförluster för 50-talsvilla före påbyggnad av takvåning

PT =( ∑ l_k * ψ_k+∑ A U ) Δt Byggnadsel Ui W/m2 ºC Ai, m2 Ui*Ai , W/ oC lk m ψk W/m°C lk * ψk W/ °C Tak 0,36 72 25,92 Ytterväggar 0,35 69,4 24,29 Fönster 2,7 13,6 36,7 Ytterdörrar 2 8 16 Grund 0,31 72 22,32 Köldbryggor

mellan tak och vägg 35 0,02 0,7

Köldbryggor

mellan vägg och vägg 14,4 0,03 0,43

Köldbryggor mellan grund och vägg 35 0,02 0,7 ∑ lk * ψk 1,83 ∑Ui *Ai 125,23 Aom m2 235 Δt [°C] 36 Um W/m2 ºC 0,54 W/m 2 ºC

Effekt

[W] 4574 W

(45)



Ventilationsförluster för 50-talsvilla före påbyggnad :

PV =Vbyggn × n × Δt × 0,33 där Q = n × V_byggn

Pv = Qv × (1- α) × (t_rum - DUT) × 0.33+ Q_läc × (t_rum - DUT) × 0.33

Vbyggn nv[oms./h] nläck[oms./h] Α Δt [°C] Effekt [w]

173 0,375 0,3 0 36 1386 Dimensionerande effektbehov: Pt+Pv-Pg=P Pg=4000kw/8760=457 w 4574 + 1386-457 = 5503W Effektbehov/m2= 36,4w/m2 Energibehov °Ch=114000 (Norrköping) Transmissionsenergi: ET = PT/ Δt × °Ch ET = 4574/36 × 114000 = 14,5 MWh/år Ventilationsenergi: EV = PV/ Δt × °Ch 1386/36 × 114000 = 4,4MWh/år

Internvärme: EI = 4 mwh/år (gratisvärmetillskott per år variera mellan 3000 och kwh till 9000

kwh för ett småhus.)

Totalt energibehov för uppvärmning: ET + EV-EI = 14,5+4,4-4 =14,9 MWh/år

(46)

7.3 Bilaga 7 50-talshus efter påbyggnad av takvåning

(47)

7.3.1 Bilaga 8 Taks ritning och U beräkning

(48)

Takets Ukorr efter påbyggnad av takvåning. Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) – värdesmetoden U- värdesmetoden medel w/m2ºC R_ R= d/ R, trä (m2ºC/W) R, isolering (m2ºC/W) R si 0,100 0,100 0,100 Takpannor + vint.vindutry. 0,300 0,300 0,300 Min.ull 0,215 0,036 5,972 5,972 5,972 Min.ull 0,9 0,170 0,036 0,046 (A) 3,696 4,722 Handbjälke 0,1 0,170 0,14 1,214 Plastfolie 0 0 0 Glespanel 0,028 0,14 0,200 0,200 0,200 Gipsskiva 0,013 0,22 0,060 0,060 0,060 Rse 0,040 0,040 0,040 R∑ 10,368 7,886 11,394 U_ 0,096 U U (B) 0,092 U (c) 0,094 ∆Ug (D) 0 ∆Uf 0 ∆Ur 0 Ukorr 0,09 W/m2 oC (A) – värdesmetoden: medel= (trä* %-trä) + (iso.*%-iso.) medel= (0,14* 0,1) + (0,036*0,9) medel= 0,046 W/m ºC (B) Uu= α1/Riso+β1/Rträ α är isolering andel, β är trä andel (C)

U= 2U UU / (U U U)

(D)

ΔUg = ΔU’’ (R1/RT, h)2_{ΔU’=0,0 (Fl a kikt a a tt h ltäckan )  ΔUg=0}

(49)

7.3.2 Bilaga 9 Ytterväggs ritning och U beräkning

(50)

Ytterväggars Ukorr för takvåning. Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) – värdesmetoden U- värdesmetoden medel w/m2ºC R_ R= d/ R, trä (m2ºC/W) R, isolering (m2ºC/W) R si 0,130 0,130 0,130 Brädor + vent. spalt 0,028 0 0 0 Vindskyddsduk 0 0 0 ligg.Reglar 0,1 0,045 0,14 0,046 (A) 0,978 0,320 Min.ull 0,9 0,036 1,250 stå.Reglar 0,1 0,170 0,14 0,046 (A) 3,696 1,214 Min.ull 0,9 0,036 4,720 Ångsspärr ligg.Reglar 0,1 0,045 0,14 0,046 (A) 0,978 0,320 Min.ull 0,9 0,036 1,250 Gipsskiva 0,013 0,22 0,059 0,059 0,059 Rse 0,040 0,040 0,04 R∑ 5,881 2,083 7,449 U 0,170 U U (B) 0,169 U (c) 0,170 ∆Ug (D) 0 ∆Uf 0 ∆Ur 0 Ukorr 0,170 (A) – värdesmetoden: medel= ( trä* %-trä) + ( iso.*%-iso.) medel= (0,14* 0,1) + (0,036*0,9) medel= 0,046 W/m ºC (B) Uu= α1/Riso+β1/Rträ

α är isolering andel, β är trä andel

(C)

U= 2U U U / (U U U)

(D)

(51)

7.3.3 Bilaga 10 Um effekt och energiberäkning

Um & effektbehov

 Transmissionsförluster för 50-talsvilla efter påbyggnad av takvåning

PT =( ∑ lk * ψk +∑ A U ) Δt Byggnadsel Ui W/m2 ºC Ai, m 2 Ui*Ai , W/ oC lk m ψk W/m°C lk * ψk W/ °C Ny Tak 0,09 72 6,48 Ytterväggar 0,35 69,4 24,29 Nya Ytterväggar 0,17 77,4 13,16 Fönster 2,7 13,6 36,7 Nya fönster 0,95 13,6 12,92 Ytterdörrar 2 8 16 Grund 0,31 72 22,32 Köldbryggor

mellan tak och vägg 35 0,02 0,7

Köldbryggor

mellan vägg och vägg 28,8 0,03 0,86

Köldbryggor mellan grund och vägg 35 0,02 0,7 ∑ lk * ψk 2,26 ∑ Ui *Ai 131,87 Aom m2 326 Δt [°C] 36 Um W/m2 ºC 0,41 W/m 2 ºC

Tra.Effekt

[W]

4829 w

(52)



Ventilationsförluster för 50-talsvilla efter påbyggnad :

PV =Vbyggn × n × Δt × 0,33 där Q = n × V_byggn

Pv = Qv × (1- α) × (t_rum - DUT) × 0.33+ Q_läc × (t_rum - DUT) × 0.33

Vbyggn nv[oms./h] nläck[oms./h] α Δt [°C] Effekt [w]

345,6 0,375 0,3 0 36 2771 Dimensionerande effektbehov: Pt+Pv-Pg=PPg=5000kw/8760=570 4829 + 2771-570 = 2690W Effektbehov/m2 = 19/m2 Energibehov °Ch=114000 (Norrköping) Transmissionsenergi: ET = PT/ Δt × °Ch ET = 4829/36 × 114000 = 15,3 MWh/år Ventilationsenergi: EV = PV/ Δt × °Ch 2690/36 × 114000 = 8,5MWh/år

Internvärme: EI = 5mwh/år (gratisvärmetillskott per år variera mellan 3000 och kwh till

9000 kwh för ett småhus.)

Totalt energibehov för uppvärmning: ET + EV-EI = 15,3+8,5,5-5 =18,8 MWh/år

(53)

7.4 60(70)tals-hus före påbyggnad av takvåning

7.4.1 Bilaga 11 Sektion och planritning

(54)

7.4.2 Bilaga 12 Tak & vindbjälklags ritning och U beräkning

(55)

Taks Ukorr före påbyggnad Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) – värdesmetoden U- värdesmetoden medel w/m2ºC R_ R= d/ R, trä (m2ºC/W) R, isolering (m2ºC/W) R si 0,1 0,1 0,1 Takpannor + vint.vindutry. 0,3 0,3 0,3 Vindpapp 0,02 0,02 0,02 Takstol 0,1 0,225 0,14 0,05 (A) 2,5 1,607 Min.ull 0,9 0,125 0,04 3,125 Panel 0,017 0,14 0,121 0,121 0,121 Rse 0,04 0,04 0,04 R_∑ 3,141 2,188 3,706 U_ 0,179 U U (B) 0,289 U (c) 0,221 ∆Ug (D) 0,01 ∆Uf 0 ∆Ur 0 Ukorr 0,23 W/m2 oC (A) – värdesmetoden: medel= ( trä* %-trä) + ( iso.*%-iso.) medel= (0,14* 0,1) + (0,04*0,9) medel= 0,05 W/m ºC (B) Uu= α1/Riso+β1/Rträ

(C)

U= 2U U U / (U U U)

(D)

ΔUg = ΔU’’ (R1/RT, h)2

ΔU’=0,01 ( tt kikt m llan un ama )  ΔUg= 0,01(3,125/3,515)2  ΔUg=0,008 ΔUg= 0,01

(56)

7.4.3 Bilaga 13 Ytterväggars ritning och U beräkning

Precis som 50-tals husets vägg har 60-tals husets vägg en väl ventilerad luftspalt.9

Figur 22

9

(57)

Ytterväggars Ukorr före påbyggnad Material Antal (%) Tjocklek d (m)  (W/m ºC) – värdesmetoden U- värdesmetoden medel w/m2ºC R_ R= d/ R, trä (m2ºC/W) R, isolering (m2ºC/W) R si 0,13 0,13 0,13 Kalksandsten + vent. spalt 0 0 0 Träfiberskiva 0,0035 0,14 0,032 0,032 0,032 ligg.Reglar 0,1 0,023 0,14 0,05 (A) 0,46 0,164 Min.ull 0,9 0,04 0,575 stå.Reglar 0,1 0,097 0,14 0,05 (A) 1,94 0,692 Min.ull 0,9 0,04 2,425 Papp 0,003 0,02 0,15 0,15 0,15 Glespanel 0,02 0,16 0,16 0,16 spånskiva 0,013 0,14 0,093 0,093 0,093 Rse 0,04 0,04 0,04 R∑ 3,005 1,461 3,605 U 0,333 U U (B) 0,318 U (c) 0,325 ∆Ug (D) 0 ∆Uf 0 ∆Ur 0 Ukorr 0,325 (A) – värdesmetoden: medel= ( trä* %-trä) + ( iso.*%-iso.) medel= (0,14* 0,1) + (0,04*0,9) medel= 0,05 W/m ºC (B) Uu= α1/Riso+β1/Rträ

(C)

U= 2U U U / (U U U)

(D)

(58)

7.4.4 Bilaga 14 Källargrunds ritning och U beräkning

Ouppvärmdkällare för 60(70)-tals villa

A= 110 m2 P=47,55 m  W= 0,330m Z= 2,048m h=0,737m källargolv Figur 23 Material Tjocklek d (m)  (W/m ºC) medel w/m2ºC R_ R= d/ Sandgrusfyllning Betongplatta 0,120 1,70 0,071 träfiberskiva 0,0035 0,14 0,025 Trägolv 0,025 0,14 0,179 R1 0,275 B’=2A/P =110

/

47,55= 2,31 d1=w+R1+0,21)= 0,330+2(0,275+0,21)=1,3 B’- 0,5*z =2,31-1,022= 1,288 < d1  U1=2./( π.B’+d1+0,5.z).ln(π.B’/(d1+0,5.z)+1)  U1= 2*2/(π2,31+1,3+0,5*2,048)*ln(π2,31/(1,3+0,5*2,048)+1)=0,59

(59)

Källarvägg Figur 24 Material Tjocklek d (m)  (W/m ºC) R_ R= d/ Puts 0,003 1 0,003 Betongshålstensblock 0,250 0,6 0,416 träullskiva 0,05 0,09 0,555 Spånskica 0,01 0,14 0,070 Rw 1,044 1. under mark dw= (Rw+0,17)=2(1,044+0,17)=2,428 > d1=1,3 d1 2 =d1= 1,3 Uw1=2./ (π .z)( 1+0,5.d12/(d12+z)).ln(z/dw+1)= 2*2/(π*2,048)(1+0,5*1,3/(1,3+2,048))*ln(2,048/2,428+1)  UW1=0,454 2. ovan mark Uw2=1/ (Rw+0, 17) =1/ (1,044+0, 17) =0,823 Golvbjälklag Figur 25