Att certifiera en byggnad med Miljöbyggnad : En undersökning om energikrav för Miljöbyggnad:Guld, Silver och Brons

ATT CERTIFIERA EN BYGGNAD

MED MILJÖBYGGNAD

En undersökning om energikrav för Miljöbyggnad: Guld, Silver och Brons

KAJIN HERMAD NOUR CHAHINE

ANASTASJA PESTERAC

Akademin för ekonomi, samhälle och teknik Kurs: Examensarbete Kurskod: BTA205 Ämne: Byggnadsteknik Högskolepoäng: 15 hp Program: Högskoleingenjörsprogrammet i byggteknik

Handledare: Robert Öman Examinator: Amir Vadiee Uppdragsgivare: SWENCN AB Datum: 2020-06-14 E-post: Khd16004@student.mdh.se Nce16001@student.mdh.se Apc18001@student.mdh.se

ABSTRACT

Climate conditions nowadays are looking critical where the construction and property sector is a major contributing factor. The construction industry stands for one third of Sweden’s total energy use, which has led to different environmental goals and energy requirements that the industry needed to adapt to reduce environmental emissions. In association with this has durability and environmental certifications become one identity marker for companies that strives to make a difference and for users who choose to support them. Growing demand and increased environmental awareness have characterized the construction industry.

The most popular environmental certifications on the Swedish market today is: BREEAM, LEED, GreenBuilding and Miljöbyggnad. BREEAM and LEED are the most recognized systems internationally and considers both the building and and the surrounding area. GreenBuilding focuses only on the buildings energy consumption and how to reduce it. Miljöbyggnad is the commonly used system in Sweden and focuses on the building itself. Miljöbyggnad is a Swedish certification system that is handled and developed by Sweden Green Building Council (SGBC) since 2011 and focuses on the building itself. The building is assessed by 15 different indicators within three segments: energy, indoor environment and material. This Work is limited to examine only Miljöbyggnad four indicators: energy

consumption, solar heat load, heating needs and ventilation regarding an ongoing housing unit in cooperation with SWENCN AB.

The aim of this work was to calculate monthly energy consumption for the reference building. Furthermore, was the aim to rate the four indicators according to Miljöbyggnad grade system: bronze, silver and gold and finally see what happens if the household electricity is neglected and can energy efficiency regarding household electricity paradoxically result in that the building appears to be inferior.

The result of this thesis shows that the buildings active heating season is five out of twelve months. Solar thermal load is calculated to a value of 66 W/m2 _{floor area and because of that} did not meet up the criteria for bronze. Heating needs meets up to the criteria for bronze with a value of 21,5 W/m2 _{, A}

om. and the buildings energy use for gold with a value of 49 kWh/m2, (Atemp), year. Household electricity contributes to increased passive heating and counts because of that as “free energy” which decreases the need for active heating, the building is considered as better. If the household electricity instead is neglected it will increase the heating demand and the building appears to be inferior.

The conclusions of this work indicate that the big uncertainty lies in judging how people's habits affects the energy use. The building is currently under production which has led to that static average numbers have been used, and because of that margin of error can in some cases become big. As a result of that should any changes and adjustments updates when the

building is put in use. It's easier and more effective to reach gold in the planning stage when there are opportunities to choose building components with lower U-value.

Keywords: Miljöbyggnad, BuildingEnvironmentalRatingTool, BuildingEnvironmental

Assessment Too. Sustainable buildings, Environment certification, Sweden Green Building Council (SGBC).

FÖRORD

Detta examensarbete omfattar 15 högskolepoäng och utgör den avslutande delen inom

Högskoleingenjörprogrammet i Byggteknik under perioden mars till juni 2020 vid

Mälardalens högskola i samarbete med SWENCN AB.

Ett stort tack till företaget SWENCN AB för ett fint bemötande och engagemang. Vi vill framföra ett stort tack till vår externa kontaktperson Ali Chahine för bidrag av material i form av ritningar och andra handlingar vi tillhandahållit samt ett gott samarbete under hela arbetets gång.

Speciellt vill vi tacka vår interna handledare Robert Öman för den vägledning och respons vi erhållit via de handledningstider vi haft med honom, men även för den tid utöver

handledningstider som han varit tillgänglig och besvarat snabbt våra frågor. Vidare vill vi även tacka vår examinator Amir Vadiee och kursansvarig Bozena Guziana.

Slutligen vill vi tacka Mälardalens Högskola Campus Västerås för en fantastisk studietid.

Västerås i juni 2020

SAMMANFATTNING

Klimatförhållandena ser kritiska ut i dagsläge där bygg- och fastighetssektorn är en stor bidragande faktor. Byggbranschen står för en tredjedel av Sveriges totala energianvändning, vilket har lett till olika miljömål samt energikrav som branschen behövt anpassa sig till för att minska miljöutsläpp. I samband med detta har hållbarhet och miljöcertifieringar blivit en identitetsmarkör för företag som strävar efter att göra en skillnad och för slutanvändare som väljer att stödja dem.En växande efterfrågan och ökad miljömedvetenhet har präglat

byggbranschen.

I dag finns det fyra stora miljöcertifieringssystem på den svenska marknaden; BREEM, LEED, GreenBuilding och Miljöbyggnad. De två först nämnda systemen är mest igenkända internationellt och tar hänsyn till byggnaden samt området runtomkring, medan

GreenBuilding fokuserar endast på energianvändning. Det sist nämnda

miljöcertifieringssystemet är den mest etablerade i Sverige och fokuserar på själva byggnaden.

Miljöbyggnad är ett svenskt certifieringssystem som hanterats och utvecklats av Sweden Green Building Council (SGBC) sedan 2011 och fokuserar på själva byggnaden. Byggnaden bedöms utefter 16 indikatorer inom tre segment; energi, inomhusmiljö samt material. Detta arbete avgränsas till att endast undersöka Miljöbyggnads tre indikatorer; Solvärmelast, värmeeffektbehov samt energianvändning avseende ett pågående flerbostadshusprojekt i samarbete med SWENCN AB.

Syftet med arbetet var att genom litteraturstudie, dokumentanalys av referensprojektet utifrån tillhandahållna handlingar samt praktiska tillämpningar utföra energibehov för aktiv

uppvärmning månadsvis för aktuellt flerbostadshus i Uppsala. Vidare ska de tre indikatorerna studien är avgränsat till betygsättas anseende Miljöbyggnads betygsskala; Guld, Silver och Brons. Slutligen undersöks vad som händer då hushållselen försummas och om

energieffektivisering avseende hushållsel paradoxalt nog medföra att en byggnad framstår som sämre.

Resultatet för examensarbetet visar att byggnadens aktiva uppvärmningsbehovssäsong är fem månader av tolv. Solvärmelast beräknades till ett värde på 66 W/m2 _{, golvarea och klarade inte}

kriterierna för Brons. Värmeeffektbehov klarade däremot kriterierna för Brons med ett värde på 21,5 W/m2 , A

om. Energianvändning ligger på betygsskalan Guld med ett värde på 49

kWh/m2_{, (Atemp), år. Hushållsel bidrar till ökad passiv värme och tillgodoräknas då som} `Gratisenergi` som i sin tur minskar behovet av aktiv uppvärmning, byggnaden anses då som bättre. Detta innebär att om hushållselen försummas kommer uppvärmningsbehovet att öka och det gör byggnaden sämre.

Slutsatserna av detta arbete var att den stora osäkerheten ligger i att bedöma hur

energianvändningen påverkas av människors vanor. Byggnaden är i produktionsskede, därav har statistiska medelvärden använts, och därför kan felmarginaler i många fall bli stora. Till följd av dessa anledningar bör eventuella ändringar och justeringar uppdateras när byggnaden

har tagits i bruk. Det är enklare och effektivare att uppfylla betygskriterierna för Guld i planeringsskede då det finns möjlighet att välja ingående byggnadsdelar med lägre U-värde. Energieffektivisering av hushållsel medför ökad aktiv uppvärmningsbehov och byggnaden anses då som sämre.

Nyckelord: Miljöcertifieringssystem, Miljöbyggnad, BREEAM, LEED, Eu GreenBuilding,

INNEHÅLL

3.1 Miljöcertifieringens bidrag till minskad klimatpåverkan ... 6

3.2 Energianvändning och personlig Förbrukning ... 7

3.3 Miljöcertifieringssystem ... 8

3.3.1 BREEAM ... 8

3.3.2 LEED ... 9

3.3.3 EU GreenBuilding ... 10

3.3.4 Sweden Green Building Council’s Miljöbyggnad ... 11

3.3.4.1. Nivå Guld ... 12

3.3.4.2. Nivå Silver ... 12

3.3.4.3. Nivå Brons ... 12

AKTUELL STUDIE ... 13

4.1 SWENCN AB ... 13

4.2 Beskrivning av den aktuella byggnaden ... 13

RESULTAT ... 15

5.1.1 Värmeförluster ... 16 5.1.1.1. Luftläckage ... 16 5.1.1.2. Ventilationsförluster ... 16 5.1.1.3. Transmissionsförluster ... 17 5.1.2 Summering av värmeförluster ... 18 5.1.3 Passiv värme ... 19 5.1.3.1. Personvärme ... 19 5.1.3.2. Hushållsel ... 20 5.1.3.3. Solvärmeinläckning ... 21 5.1.4 Månadsvisa beräkningen ... 23

5.1.5 Årligt energibehov för uppvärmning ... 25

5.2 Energibehovet för den aktuella byggnaden ... 26

5.3 Vilken nivå uppnår indikatorerna för byggnaden ... 27

5.3.1 Solvärmelast ... 27

5.3.2 Värmeeffektbehov ... 28

5.3.3 Energianvändning ... 28

5.4 Innebörden av att hushållselen försummas, och kan energieffektivisering avseende hushållsel paradoxalt nog medföra att en byggnad framstår som sämre ... 29

DISKUSSION ... 30

6.1 Vilket miljöcertifieringssystem ska man välja ... 30

6.2 Osäkerheter och förbättringar gällande energibehov ... 32

6.3 Förslag på tekniska lösningar som kan bidra till en högre betygsskala ... 32

6.4 Varför kritiskt tänkandet är viktigt gällande hur en byggnad kan framstå ... 33

SLUTSATSER ... 34

FÖRSLAG TILL FORTSATT ARBETE ... 35

REFERENSER ... 36

BILAGA 1: INDATA BRF PERFEKTGATAN, UPPSALA ... 39

BILAGA 2: SOLINSTRÅLNING ... 40

BILAGA 3: MEDELANTAL KLARA DAGAR PER MÅNAD ... 41

BILAGA 5: GENOMSNITTLIG TEMPERATUR MÅNAD FÖR MÅNAD ... 43

BILAGA 6: GRADTIMMAR FÖR OLIKA NORMALÅRSTEMPERATUR OCH GRÄNSTEMPERATUR ... 44

FIGURFÖRTECKNING

Figur 2. Illustration över fastigheten Brf Perfektgatan ……….14

Figur 3. Energi från solvärmeinläckning. ... 23

Figur 4. Aktiv uppvärmningssäsong för Brf Perfektgatan. ... 24

Figur 5. Jämförelse anseende energieffektivisering av hushållsel. ... 30

TABELLFÖRTECKNING

Tabell 2. BREEAM. Bedömningskriterier. ... 9

Tabell 3. Betygskriterier. ... 12

Tabell 4. U-värden.. ... 15

Tabell 5. Specifika transmissionsförluster för Brf Perfektgatan.. ... 18

Tabell 6. Specifika värmeförluster för Brf Perfektgatan. ... 18

Tabell 12.Totala värmeförluster.. ... 18

Tabell 13. Andelen specifika värmeförluster. ... 19

Tabell 7. Rekommenderade antal boende.. ... 19

Tabell 8.Antal boende per lägenhet. ... 20

Tabell 9.Totala fönsterarea.. ... 21

Tabell 10.Medelvärdet för dagar med olika väderstreck.. ... 22

Tabell 11. Månadernas solvärmeinläckning. ... 23

Tabell 14.Energibalans. ... 24

Tabell 15. Beräkning av total passiv värme för fem månader. ... 25

Tabell 18. Betygskriterier för solvärmelast i W/m2_{, golvarea vid Nyproduktion. ... 27}

Tabell 19. Betygskriterier för Värmeeffektbehov i W/m2_{, golvarea vid Nyproduktion. ... 28}

Tabell 16. Summering av den årliga energianvändningen. ... 29

Tabell 17. Betygskriterier för årlig energianvändning kWh/m2_{,Atemp vid nyproduktion. ... 29}

BETECKNINGAR

Beteckning Beskrivning Enhet

Aom Byggnadshöljets area. Area som

innesluter uppvärmda delar i byggnaden Räknat med innermått. Avser ytor mot det fria, delvis uppvärmd area eller mark.

𝑚!

Atemp Golvarea innanför ytterväggarna i byggnaden avsedda att värma över 10 °C.

𝑚! cp Specifik värmekapacitet. J/kg, K Fgeo Geografisk justeringsfaktor. -

U-värde Värmegenomgångskoefficient. W/m2_{, K} Q Specifik värmeförlustfaktor. W/K qov Luftläckning utöver fläktstyrd

ventilation. m

3_/s Qov Specifik värmeförlust av luftläckning

utöver fläktstyrd ventilation.

W/K qs,vv Sannolikt varmvattensflöde. m3_/s Qt Specifik värmeförlust för transmission. W/K Qtot Byggnadens specifika effektförlust. W/K qv Fläktstyrd ventilation, uteluftsflöde. m3/s Qv Specifik värmeförlust av fläktstyrd

ventilation. W/K T Temperatur. °C eller K U-värde Värmegenomgångskoefficient. W/m2_{, K} ηvvx Temperaturverkningsgrad för en ventilationsvärmeväxlare.

INLEDNING

Inom det internationella politiska systemet har stater och olika aktörer på senare tid kommit att föra viktiga diskussioner kring miljöfrågor. Dessa har sedan kommit att bli en del av människans vardag och påverkar inte bara individen utan även organisationer och företag (Baylis, Smith & Owen, 2014). Den tydliga trenden kring miljömedvetenhet har lett till en snabb och omfattande miljöanpassning inom många branscher, inte minst byggbranschen. Enligt Boverket (2020a) utgör bygg- och fastighetssektorn en energianvändning närmare 32 procent av Sveriges totala energianvändning, vilket är en anledning till att branschen också behövt anpassa sig till olika miljökrav som är sprungna ur miljölagstiftningen med syfte att minska miljöutsläpp (Naturvårdsverket, 2015).

Krav på certifieringar och klassningssystem har vidare satt press på företag inom byggbranschen för att arbeta mer miljöanpassat. Miljöarbetet inom byggbranschen är brett och det finns varierad forskning inom ämnesområdet. På grund av forskningens breda natur finns ett intresse att göra en avgränsning genom att gräva djupare i vad som krävs för att certifiera en byggnad med miljöcertifieringssystemet Miljöbyggnad. Undersökningen kommer vidare att fördjupa sig inom energikrav för miljöbyggnad beträffande brons, silver och guld. Syftet med detta arbete är att i samarbete med företaget SWENCN AB, räkna ut energibehovet för aktiv uppvärmning månadsvis för ett aktuellt flerbostadshus i Uppsala. Vidare ska de indikatorerna arbetet avgränsas till betygsättas enligt Miljöbyggnads betygsskala. Slutligen kommer innebörden av att hushållselen försummas undersökas samt om energieffektivisering anseende hushållselen kan medföra att en byggnad framstår som sämre.

1.1

Bakgrund

Då energianvändningen inom byggverksamheten ökar enligt Boverket (2020a), underlättar certifierings- och klassningssystem för ett miljöanpassat arbetssätt. Vidare till följd av miljömedvetenhetstrenden har även miljöklassade byggnader kommit att bli ett bra säljargument inom bygg- och fastighetsbranschen (UFOS, 2012). Miljöcertifieringssystemet Miljöbyggnad bygger på viktiga basala principer som kostnadseffektivitet, lättförståelighet, storleksbegränsning, vetenskapligt prövade indikatorer, kvalitetskontroll av handlingar i sak, omfatta det fastighetsägaren kan påverka och verifiering i färdig byggnad (Sweden green building council, 2017).

Principerna har stark koppling till Sveriges miljökvalitetsmål på makronivå och knyter an till de indikatorer som Sweden green building council (2017) lyfter fram som de vanligaste miljöproblemen i byggnader. Miljöcertifieringssystemet Miljöbyggnad är vidare ett redskap för

byggföretag att använda sig utav till att prioritera miljöåtgärder vid ombyggnad, nyproduktion eller förvaltning (Sweden green building council, 2017).

Enligt Miljöbyggnad bedöms byggnader utefter 16 indikatorer inom tre segment, se Tabell 1. Dessa segment är: energi, inomhusmiljö samt material. Beroende på vilka typer av egenskaper som byggnaden har och hur dessa rankas betygssätts den utefter betygsskalan Guld, Silver eller Brons. En Miljöbyggnads verifiering är en kvalitetsstämpel, inte bara för de miljötrendmedvetna men även beträffande att Miljöbyggnads indikatorer och riktlinjer visat sig öka kvalitén på arbetet. På samma sätt menar Sweden green building council (2017) att de som arbetar med bygg visar högre engagemang och välmående under byggprocessen.

Tabell 1. Egengjord tabell av Miljöbyggnads 16 indikatorer.

Energi Inomhusmiljö Material

Värmeeffektbehov Ljud Loggbok med byggvaror

Solvärmelast Radon Utfasning av farliga ämnen

Energianvändning Ventilation Stommens klimatpåverkan Andel förnybar energi Fukt Sanering av farliga ämnen

Termisk klimatvinter Termisk klimatsommar Dagsljus

Legionella

Miljöbyggnadscertifieringen kvarstår om byggnadens miljöprestanda rapporterad var femte år och om den visar att miljöprestandan håller godkända nivåer. Sweden Green Building council (2017) menar att miljöcertifieringar blir vanligare och vanligare vilket ställer mer krav på forskning att vara uppdaterad kring vad som är bra för miljön och inte. Speciellt då byggnader idag utformas efter dessa certifieringar och krav. Det är således viktigt att ha god kännedom om miljöcertifieringssystem och deras indikatorer som berör utformningen på byggnader i samhället.

Beträffande att analysera och konkludera om en byggnad är miljövänlig eller inte behöver en sådan undersökning ta flera områden in i beaktning för energibalans och energianvändning. Det framkommer bland annat av Öman (2019) att uträkningen av en byggnads energibehov ställer krav på viss noggrannhet beträffande energibalansen med syfte att kunna konkludera huruvida energianvändningen är ett resultat av människan eller byggnaden. Generellt skall den energiförbrukning som äger rum i en specifik byggnad ses utifrån ett helhetsperspektiv som innefattar byggnadens hela system: konstruktion, materialval, klimat samt människans brukarvanor (Öman, 2019). I relation till miljökrav, miljöcertifiering samt byggföretagens anpassade arbetssätt behöver olika områden analyseras och ses till för att kunna nå

1.2

Problemområde

Miljöpåverkan ökar i byggsektorn. Enligt Boverket står bygg och fastighetssektorn för över 30 procent av miljöpåverkan i Sverige (Boverket, 2020b). Byggsektorns påverkan på miljön börjar vid produktionen. Däremot belyser Boverket (2020b) att majoriteten av påverkan kommer från bruksskedet dvs energianvändningen från de färdiga byggnaderna.

Miljöbyggnad består av totalt 3 segment (nivåer) och 16 indikatorer vars syfte är att skapa goda och kvalitativa miljöer för människor att leva i där samhället kan frodas genom minskad energianvändning enligt Sweden green building council (2017).

Med tanke på att alltfler krav ställd på företag inom byggbranschen att miljöanpassa sitt arbete har behovet av certifieringssystem som Miljöbyggnad ökat. Detta arbetes

problemområde är därmed fokuserat på att införskaffa en fördjupad kunskap om

Miljöbyggnad med avsikt att analysera, granska deras indikatorer och kraven på anpassning gentemot byggföretagen för att kunna betygsätta fastigheten med Miljöbyggnads betygsskala: Guld, Silver och Brons ur energieffektiviserings och energianvändnings perspektiv.

1.3

Syfte

Detta arbete syftar till att utföra månadsvisa energibehovsberäkningar för aktiv uppvärmning för en specifik byggnad tilldelad oss av företaget SWENCN AB. Vidare ska indikatorerna som arbetet avgränsas till betygsättas avseende Miljöbyggnads betygsskala: Guld, Silver och Brons ur energieffektiviserings och energianvändnings perspektiv. Arbetet syftar även till att undersöka vad som händer då hushållselen försummas och om energieffektivisering avseende hushållsel kan medföra att en byggnad framstår som sämre.

Följande frågeställningar kommer att besvaras:

• Vad blir energibehovet för aktiv uppvärmning månadsvis för aktuellt flerbostadshus i Uppsala?

• Vilken nivå uppnår den aktuella byggnaden när det gäller indikatorerna avseende energi för certifieringssystemet Miljöbyggnad?

• Vad innebär det att hushållselen försummas, och kan energieffektivisering avseende hushållsel paradoxalt nog medföra att en byggnad framstår som sämre?

1.4

Avgränsning

Denna undersökning innefattar inte alla 16 indikatorer som ingår i Miljöbyggnad. En avgränsning har därmed gjorts till följande tre indikatorer: värmeeffektbehov,

energianvändning, samt solvärmelast. Som tidigare nämnt har det även gjorts en avgränsning till att enbart undersöka miljöcertifieringssystemet Miljöbyggnad och inte andra system med syfte att nischa studien inom ett specifikt verktyg. Vidare undersöks energibehovet för en

specifik byggnad och inte generellt. I examensarbetet kommer fokus ligga på en byggnad som är i produktionsskede och befinner sig i Uppsala, Byggnaden är

en sjuvåningsbyggnad som utgörs av 87 bostäder med golvarea 823 m2_.

METOD

I detta kapitel redovisas studiens tillvägagångssätt och metodval. Detta arbete representerar en fallstudie som genomförts i samarbete med företaget SWENCN AB. Fallstudien är baserad på ett flerbostadshus i Uppsala och all information/underlag kring byggnaden har

tillhandahållits från företaget via insamling av dokument och rapporter.

2.1

Litteraturstudie

I detta arbete har sekundärdata i form av vetenskapliga artiklar och rapporter används som ett viktigt underlag i ämnesmässig referensrams kapitel. Vidare utgörs studien även av material från tidigare kursmaterial inom kurserna Byggnadsfysik samt installationsteknik på

Mälardalens högskola.

2.2

Fallstudie

Detta examensarbete baseras på en fallstudie av ett pågående projekt i samarbete med SWENCN AB. Fastigheten Brf Perfektgatan genomförs på den nya stadsdelen Rosendal i Uppsala. Den relevanta data som har nyttjats i studien är framtagen via dokumentanalys av ritningar, handlingar samt rapporter erhållna av företaget.

2.2.1 Studiebesök

Två besök gjordes på byggarbetsplatsen för byggnaden som ligger till grund för arbetet. Byggnaden befinner sig i Uppsala och är en sjuvåningsbyggnad som utgörs av bostäder. Syftet med studiebesöket var att få en verklighetsuppfattning av byggnaden som är svårt att se på ritningar och observera samt för att erhålla insamling av data till projektet. Dokument och handlingar som ligger till grund för fallstudien har erhållits av externa

2.3

Beräkningar

Beräkningar som har genomförts är utförda på det studerande fastigheten utifrån den insamlade data som erhållits av extern handledare. Tabeller och formler som använts vid de manuella energiberäkningarna har hämtats från undervisningsmaterial på Mälardalens högskolan. Månads- och årsvisa beräkningar som har genomförts i detta arbete är

värmeförluster, passiv uppvärmning samt aktiv uppvärmning. Den studerande objektet är i produktionsskede, därav komplimenterande indata för beräkningar av passivvärme var nödvändiga. Medelvärdet för personvärme och standardvärde för hushållsel samt

tappvarmvatten hämtades från Sveby (2012) och avskärmningsfaktorn av vår lektor (Öman R,2020). Nedan stående ekvationer användes vid beräkning av:

• Värmeförluster

QLuftläckage=q ×1,2×1010=effektförluster via Luftläckage, W/℃

q Luftflöde = luftläckning (l/s, m2) ∗ byggnadshölje (m2) ∗ faktiska läckningen (%). QVent = ṁ ∗ CP∗ ∆𝜃∗ (1−𝜂vvx) = effektförluster via W/°C

Qvent = Värmeeffekt, KW

m = massflöde, kg/s

Cp = Specifik värmekapacitet, KJ/kg°C ∆𝜃 = Temperaturskillnad, °C

QTrans= 𝛴 (U ∗ A) ∗ ∆𝜃 = effektförluster via transmission, W/°C

U = Värmegenomgångskoefficient för byggnadsdel, W/m2K

A = Area för byggnadsdel, m2

∆𝜃 = Temperaturskillnad, °C

• Månadsvisa beräkningen

Qtot×(TInne−Tute)×24

Qtot (kW/°C) · (qinne – qute, månadsmedel) · 24 h/dag = kwh/dag

• Årsvis Beräkningen

𝛥𝜃"#$$%& =

𝑃_"#$$%& 𝑄_'('

Dqpassiv = temperaturhöjning inne orsakad av passiv värme

Ppassiv = värmeeffekt från passiv värme

𝜃_)*ä,$ = 𝜃_%− ∆𝜃_-#$$%& 𝜃_)*ä,$= gränstemperatur ºC

𝜃_% = innetemperatur ºC

∆𝜃_-#$$%&= temperaturhöjning inne orsakad av passiv ºC

𝐸 = 𝑄_'('∗ 𝐺_' 𝐸 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣 𝑓ö𝑟 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑣 𝑢𝑝𝑝𝑣ä𝑟𝑚𝑛𝑖𝑛𝑔, 𝑘𝑊ℎ/å𝑟 𝑄'(' = 𝑆𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑘 𝑣ä𝑟𝑚𝑒𝑓ö𝑟𝑙𝑢𝑠𝑡 𝑓ö𝑟 𝑒𝑛 𝑏𝑦𝑔𝑔𝑛𝑎𝑑, 𝑘𝑊/°𝐶 𝐺_' = 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑡𝑖𝑚𝑚𝑎𝑟 𝑓ö𝑟 𝑜𝑟𝑡 𝑜𝑐ℎ 𝑏𝑦𝑔𝑔𝑛𝑎𝑑, °𝐶ℎ/å𝑟

ÄMNESMÄSSIG REFERENSRAM

I detta kapitel redovisas forskning inom detta ämnesområde som utgör ett relevant underlag för att uppfylla detta arbetes syfte. Tidigare forskningsunderlaget består av vetenskapliga artiklar och rapporter.

3.1

Miljöcertifieringens bidrag till minskad klimatpåverkan

Ur forskning från Berry (2007) poängteras miljöcertifieringssystemens betydelse i relation till hållbarhet och miljö. Systemen bidrar med en objektivitet och oberoende miljöperspektivbild som behövs för att minska energiutsläpp på mikronivå, för att inte belasta samhället på makronivå (Bonde, 2011). De olika bedömningsnivåerna, klasserna, illustrerar vidare hur företag kan leva upp till ett miljöanpassat arbetssätt, Nelson (2007) poängterar bland annat att de olika nivåerna utgör ett incitament för hur företagen kan välja att vidare kvalitetssäkra sitt arbete, eventuellt hur de tillsammans med sin budget kan räkna och kalkylera på kostnader och hur de kan ta sig vidare till nästa nivå/nå nästa klass.

Rapport från Sweden Green Building Council (2017) menar att Miljöbyggnad som system värderar olika nivåer som företag bör nå för att kunna miljöklassa sina byggnader. Forskning från Fuerst och McAllister (2010) menar även att miljöcertifieringssystem som kan verifiera miljöbyggnader är ett konkurrenskraftigt verktyg. Ur en marknadsaspekt främjar användningen av dessa verktyg starka konkurrenter och utmanare inom byggsektorn. Utbud och efterfrågan styr marknadspriset, med tanke på att miljöklassning utgör ett kvalitetsmått har miljöbyggnader kommit att få stor efterfrågan (Kok & Brounen, 2010; Millington, 2014). En annan fördel som poängteras som fördelar med miljöcertifieringssystem är om de är anpassade och kan användas på olika typer av byggnader och fastigheter, stora som små. Detta gör att stora som små byggföretag kan öka sin konkurrenskraftighet på marknaden (Fuerst & McAllister, 2010; Sweden Green Building Council, 2017).

3.2

Energianvändning och personlig Förbrukning

Ur forskning från Robert Öman (2019), Energianvändning per kvadratmeter golvarea – Om

energieffektivitet, utspädning och människor i byggnader, belyses kopplingen mellan

energieffektivitet och människor. I studien betonas de svårigheter som finns i att skilja på energianvändning som ett resultat av den inverkan människan har samt inverkan av specifik teknik i byggnader. Öman (2019:4) poängterar att delar av förbrukningen av exempelvis köpt energi har koppling till den person som förbrukar energin, eftersom den köpta energin avser personens ”förbrukning av köpt energi för tappvarmvatten och hushållsel”. Däremot, vid analyser av vilken påverkanmänniskor har menar således Öman (2019) att den verkliga hänsynen bör tas till de beteende som uppvisas av de personer som vistas i byggnaden. Beträffande analyser av energianvändning kan det därför vara bra att fokusera på specifika mått menar Öman (2019), dessa kan vara: (2) ”olika byggnader kan jämföras med varandra. Det handlar i första hand om att jämföra byggnader som används för samma ändamål, alltså att jämföra olika bostadshus, olika kontorshus med mera.

Byggnader kan jämföras mot normkrav, certifieringar med mera, Inverkan av olika energieffektiviserande åtgärder kan jämföras med varandra, och den verkliga inverkan av en åtgärd kan utvärderas i efterhand genom mätningar; samt teknikneutralitet. En tanke är att kunna jämföra slutresultat där man har fria händer att påverka resultatet med olika teknikval med mera. Med ett krav bara avseende slutresultatet kan man göra helt olika val avseende att prioritera till exempel bättre fönster, värmeväxlare, ytterväggar, värmepumpar, lufttäthet, fläktar med mera” (Öman, 2019:52). Öman (2019) konkluderar att beträffande byggnader bör verkliga brukarvanor och verklig golvarea per person tas i beaktning. Det är denna kombination som ger kvalitativa mått och därmed utslag gällande uppmätt energianvändning i en byggnad. Öman (2019) menar att vid jämförelse av byggnader mot krav, mål och specifika certifieringar går det att likställa byggnader via att räkna på att personer har snarlika brukarvanor samt golvarea.

I annan forskning från Robert Öman (2019), Byggnaders Energibalans. Aktiv – passiv och köpt

– gratis. Bygg & Teknik, studeras också energibalansen i relation till människors energiförbrukning, dvs. i relation till vanor och ovanor. Artikeln belyser energianvändning i

småhus och poängterar bland annat att en analys av energibalans ser annorlunda ut om analysen bortser från köpt energi. Ett resultat av detta blir således en ökning i energieffektivisering då ”hushållsel medför att byggnaden framstår som sämre eftersom minskad passiv värme från hushållsel då till stor del kompenseras av ökat energibehov för aktiv uppvärmning” (Öman, 2019:52). Vidare i analys av energianvändning är det viktig att ta med aktiv uppvärmning och passiv värme med i kalkylen. Öman (2019) menar att ”alla kWh ska med”, då resultatet av artikeln poängterar att förbrukningen av köpt energi för hushållsel väldigt sannolikt kan överstiga det behov som finns beträffande aktiv uppvärmning i småhus.

I frågan om köpt eller gratis (aktiv eller passiv energi) förklarar Öman (2019:53) att ”energitillskott där själva energin i princip inte kostar något ” är gratisenergi, där det bland annat ej finns entydigt rörligt energipris, kr/kWh. Även solvärme beskrivs som gratisenergi.

Köpt energi inräknar el, oberoende av ändamål, som: fjärrvärme, fjärrkyla, olja, med mera Beträffande Byggnaders Energibalans förklarar Öman (2019) att om ett hushåll minskar användningen av hushållsel kan detta innebära en förbättring, trots att detta medför att byggnaden anses vara ”sämre”. Anledningen till detta är för att ”mindre passiv värme från hushållsel ökar behovet av aktiv uppvärmning. Man ”bestraffar” därigenom energieffektivisering” enligt Öman (2019:55). Om ett hushåll å andra sidan ökar användningen av hushållsel kan detta innebära en försämring även om byggnaden stämplas som ”bättre”. Detta beror på att en större grad passiv värme, beträffande hushållsel, leder till en minskning i behov av aktiv uppvärmning. I detta fall menar Öman (2015:55) att hushållet därigenom ”belönar” ett slöseri av energi.

3.3

Miljöcertifieringssystem

Idag har byggnader inget gemensamt standard miljöklassningssystem. Sedan 1990-talet har flertalet system tagits fram i Sverige , internationellt ännu fler. (Fastighetskontoret,2011). De tre mest betydande och använda miljöcertifieringssystemen i Sverige är det svenska systemet Miljöbyggnad och två internationella, brittiska BREEAM och amerikanska LEED. För certifiering av energiprestanda finns EU-systemet GreenBuilding (Per L, 2012).

LEED och BREEAM har gemensamma likheter. Poängsättningen och uppbyggnaden är lika samt i huvudsak tar systemen hänsyn till samma miljöaspekter. Miljöbyggnad skiljer sig från dessa då systemet inte bygger på poängsättning av byggnaden utan en tredjepartsgranskning av hur väl byggnaden uppfyller kraven.

3.3.1 BREEAM

BREEAM (BRE Enviromental Assesment Method) är ett miljöcertifieringssystem från Storbritannien och har funnits sedan 1990. BREEAM är utvecklat och administrerat av the Building Research Establishment och har över 500 000 certifierade byggnader världen över samt är det mest spridda systemet för certifiering i Europa. Sedan 2013 hanterar Sweden Green Building den svenska versionen, BREEAM-SE som är anpassat till svenska förhållanden, den aktuella versionen är BREEAM-SE 2017.

BREEAM-SE används för att certifiera nybyggnationer och byggandens miljöprestanda bedöms inom ett antal olika områden. Systemet innebär bedömning och poängsättning av till exempel byggnadens energianvändning, inomhusklimat och vattenhushållning. Byggnadens placering i förhållande till allmänna kommunikationsmedel, projektledningen, val av

byggnadsmaterial och de föroreningar byggnaden kan ge upphov till är fler faktorer som ingår i bedömningen. Beroende på hur innovativ byggnaden är i sina tekniska lösningar kan

För varje område beräknas hur stor del av den totala poängen för området byggnaden har uppnått, detta sammanställs till en totalpoäng som utgör en viss betygsnivå (SGBC,

2018). Certifierade byggnader om certifieras var tredje år. Eventuella förändringar uppdateras årligen.

Tabell 2. BREEAM. Bedömningskriterier. Betygsnivåer för BREEAM-SE OUTSTANDING ≥ 85% EXCELLENT ≥ 70% VERY GOOD ≥ 55% GOOD ≥ 45% PASS ≥ 30% UNCLASSIFIED <30%

Fördelar med BREEAM enligt Fastighetskontoret (2011) är att det är ett internationellt klassat system med många certifierade byggnader runt om i världen. På grund av det kan betydande erfarenhetsåterföring fås från både personer men också projekt i största allmänhet. Eftersom BREEAM är ett heltäckande system med hänsyn till flera varierande miljöaspekter ökar trovärdigheten för ett bra miljöarbete. En till fördel med certifieringssystemet är den

internationella versionen med en checklista på de svenska standarder som kan användas vid certifiering. Inget krav ställs på att all dokumentation ska hänvisas till Storbritanniens standarder utan europeiska och svenska standarder skulle också kunna användas som hänvisning vid flertalet poäng.

Nackdelarna är att manualerna är på engelska och kan leda till översättningsproblem. Fler nackdelar är att vissa av frågorna i den internationella versionen inte är relevant för Sverige och att certifieringen är tidskrävande (Fastighetskontoret, 2011).

3.3.2 LEED

The LEED som står för (Leadership in Energy and Environmental Design) Green Building Rating System är internationellt mest kända bedömningssystemet och är utvecklat av U.S. Green Building Council. Sedan 2013 är Sweden Green Building Council officiell

samarbetspartner för USGBC, tillsvidare måste dock certifieringsprocessen gå via USGBC som innebär att amerikanska referenser och metoder används (SGBC, 2020e).

Systemet är anpassat för alla typer av byggnader och kan användas för befintliga byggnader eller ny- och ombyggnationer. Målet är att uppnå ett miljömässigt och socialt ansvar för vårt samhälle genom att förändra utformningen av samhället i stort men även byggnader. 2013 lanserades en ny version, LEED v4 som med två helt nya kapitel och nya krav på

materielområdet som tex utökat producentansvar och krav på EPD:er skiljer sig från föregående versionen från 2009.

En byggnad kan LEED-certifieras då det uppfyller ett flera kriterier som berör byggnadens miljöpåverkan. Systemet bygger på ett poängsättningssystem där byggnaden får poäng för hur bra den uppfyller kriterierna. Maximal poäng är 100 plus eventuella bonuspoäng för

innovation och regional hänsyn. För lägsta nivå krävs 40 poäng, sedan finns nivå Silver, Guld och Platina. För platina krävs att byggnaden uppnår minst 80 poäng (Weber,2020).

Certifierade byggnader omcertifieras var femte år.

En stor fördel med LEED är att det är mest igenkänt internationellt, vilket gör att LEED efterfrågas ofta. Likt BREEAM så är LEED ett heltäckande system med hänsyn till flera varierande miljöaspekter som gör att trovärdigheten för certifieringens miljöarbete ökar. En annan fördel är att likadana regler gäller oavsett var i världen byggnaden uppförs och de certifierade byggnaderna får på grund av det en bra jämförbarhet (Fastighetskontoret, 2011). En nackdel med LEED är att systemet följer lagar, normer och överenskommelser mellan USGB:s medlemmar i USA där det är uppbyggt. Detta skapar en del översättningsproblem. (Fastighetskontoret, 2011).

3.3.3 EU GreenBuilding

GreenBuilding är ett certifieringssystem för befintliga byggnader, systemet riktar sig till fastighetsägare och förvaltare som har en önskan om att effektivisera energianvändningen i byggnaden. Kravet är energianvändningen i byggnaden minskar med 25% jämfört med tidigare eller nybyggnadskraven i BBR.

Under 2004–2014 var GreenBuilding ett EU-initiativ för att påskynda energieffektivisering i bygg- och fastighetssektorn. I Sverige är GreenBuilding ett stort varumärke för

energibesparing. Sedan 1 juni 2010 har Sweden Green Building Council ansvarat för GreenBuilding i Sverige. SGBC har fortsatt att hantera och förvalta systemet sedan EU-initiativet avslutades. I och med detta har vissa formella krav har tagits bort och systemet har anpassats för certifiering av bostäder (SGBC, 2019b).

Fördelarna med Eu Green Building är att det är kostnadsfritt vilket möjliggör för mindre företag att arbeta och medverka för en bättre miljö. Märkningen är även bra för att visa att huset är energieffektivt (Fastighetskontoret, 2011).

En stor nackdel med programmet är att den enbart tar hänsyn till energiförbrukningen och energieffektiviseringen. För personer som inte är kunniga inom miljöklassningsområdet kan EU Green Building vara missvisande, då man lätt kan anta att det är en grön byggnad med de fördelar som tex en BREEAM klassad byggnad har (Fastighetskontoret, 2011).

3.3.4 Sweden Green Building Council’s Miljöbyggnad

Miljöbyggnad är ett svenskt system som miljöcertifierar byggnader vars mål är att ge en bra miljö att leva, arbeta och leka i. Med hjälp av femton indikatorer för energianvändning, innemiljö och material samt en noggrann granskning av huset vill Miljöbyggnad bidra till att byggnaden som man vistas i är bra både för individen och miljön (SGBC, 2020a).

Att miljöcertifiera en byggnad innebär i princip att granska miljöarbetet och byggnadens miljöprestanda av en tredje part. Sweden Green Building Council äger och utvecklar systemet som dessutom utför certifieringarna. Miljöbyggnad prövar totalt femton olika indikatorer som granskas av en tredje part innan certifieringen kan ges ut. Inom tre år görs en uppföljande kontroll av nya byggnader och ombyggnationer, för att säkerhetsställa att allt fortfarande är som det ska.

Vid mätningar för energiåtgång tas hänsyn till energianvändningen i byggnaden då den inte bör vara hög, dvs att rätt värmemängd kommer in samt utföra kontroller för miljösäkre alternativ till värme och el. Bedömning av innemiljön är i fokus och mest tid ägnas åt den. Vid en sådan bedömning mäts luftkvaliteten och ventilationens funktion kontrolleras samt säkerställer att mängden kväveoxid och radon hålls under tillåtna värdena. Insläppet av dagsljus är en viktig faktor som bidrar till en trevlig miljö i hemmet och på jobbet, därför utförs mätningar som ser till att det ljusinsläppet är tillräcklig. Samtidigt utgör stora fönster risk för oönskad värmemängd släpps in under sommaren men även värmeläckage på vintern. Fuktsäkerhet och risken för Legionella är två faktorer till som mäts (SGBC, 2020b).

Byggnaden som energiberäkningarna grundas på i arbetet är projekterat i relation till Miljöbyggnad 3.0 som finns i tre olika betyg: Guld, Silver och Brons. I dagsläget finns en uppdaterad version Miljöbyggnad 3.1.

I de tekniska metodikmanualerna kan man bland annat läsa vilka byggnader som kan certifieras, certifieringsprocessen, hantering av olika projekttyper och kritiska rum (SGBC, 2020c). Miljöbyggnad är baserad på bygg- och myndighetsregler och svensk byggpraxis samt är utvecklad för svenska marknaden. På Sweden Green Building Councils hemsida kan man hitta manualer och verktyg för certifieringen, där man bland annat kan räkna på vilken nivåbyggnaden kommer att hamna på (SGBC, 2020d). Miljöbyggnad faller under det mest använda certifieringssystemet i Sverige idag med över 1000 certifierade byggnader.

Fördelen med certifieringen är att systemet är nationellt och framtaget i Sverige efter svenska lagar och normer. Systemet är jämförelsevis lätt att certifiera efter då brons motsvarar svensk byggnorm. En annan fördel är att systemet är lättförståeligt (Fastighetskontoret, 2011). Några nackdelar med systemet är att det inte är internationellt erkänt och inte helhetstänkande utan omfattar endast fyra områden (fastighetskontoret, 2011).

Tabell 3. Betygskriterier. tabellen nedan redovisar de krav som ingår i bedömningen för värmeeffektbehov, solvärmelast och energianvändning (SGBC, 2019e)

Indikator Brons Silver Guld

Värmeeffektbehov ≤ 25 * Fgeo ≤ 20 * F_geo ≤ 15 * Fgeo

Solvärmelast ≤ 38 W/m2_A

golv ≤ 29 W/m2Agolv ≤ 18 W/m2Agolv

Energianvändning ≤ BBR:s energikrav verifierad med uppmätt energianvändning. Mätplan. Förvaltningsrutiner för uppföljning av energianvändning. ≤ 80 % av BBR:s

energikrav verifierad med uppmätt energianvändning. Mätplan. Förvaltningsrutiner för uppföljning av energianvändning. ≤ 70 % av BBR:s

energikrav verifierad med uppmätt energianvändning. Mätplan. Förvaltningsrutiner för uppföljning av energianvändning. 3.3.4.1. Nivå Guld

De mest ambitiösa byggnaderna med uttalad miljöprofil satsar på en så hög nivå som guld. Kraven är väldigt höga vilket innebär också att de som bor eller arbetar i fastigheten måste samtycka att det är ett guld hus. De tillfrågas när det gått två år om vad de tycker om innemiljön (SGBC, 2020b).

3.3.4.2. Nivå Silver

Nivå silver är den näst lägsta nivån en nybyggnation kan uppnå. Har byggnaden redan uppfyllt kraven med en bra marginal så kan även denna Silver nivå uppnås. Det krävs mer än att bara följa lagkrav tex ställs högre krav på solskydd, ljudmiljön och ventilation. Majoriteten av de som väljer att certifiera efter Miljöbyggnad har silver som mål för sina byggnader. Att ha det som mål visar tydliga markeringar att fastighetsägaren eller byggbolaget är engagerade i miljöfrågor och inomhusmiljön (SGBC, 2020b).

3.3.4.3. Nivå Brons

Brons är den lägsta nivån av certifiering och fås genom att följa existerande

rekommendationer eller lagkrav. Denna nivå gäller enbart befintliga byggnader (SGBC, 2020b).

AKTUELL STUDIE

I detta kapitel beskrivs lite allmänt om det aktuella referensobjektet Brf Perfektgatan, byggnationen består av flerbostadshus. Byggnaden är belägen i ett nytt område i Rosendal, Uppsala.

4.1

SWENCN AB

SWENCN AB startades i Sverige 2015 med hjälp av både svenska och estniska investerare. Idag är SWENCN AB ett hel ägt dotterbolag till Nordecon AS som under 30 år vuxit och blivit bland de största byggbolagen i Estlands med verksamheter i flera länder. Nordecon AS verksammar i många segment inom den estniska byggindustrin, och är moderbolag i

Nordecon group. 2018 uppgick Nordecon groups samlade försäljningsintäkter till 223 miljoner euro. Företaget är sedan maj 2006 börsnoterade vid NASDAQ Tallin.

SWENCN AB är specialiserade på att i totalentreprenader utveckla och driva olika byggprojekt. Med välutbildad personal, långa erfarenheter, stora tekniska kunnande och kreativa lösningar utför de alla typer av byggentreprenader som flerbostadshus, kontor, lagerindustri och offentliga byggnader. Eftersom verksamheten avser totalentreprenad ansvarar de för hela processen, från projektering till färdig byggnad med finplanerade omgivningar.

SWENCN AB är certifierade i kvalitetsledningssystemet BF9K och följer de krav som ställs från kunden, lagar, förordningar samt myndighetskrav. Eftersom byggentreprenader har stor inverkan på miljön arbetar företaget aktivt med att minska på utsläppen som påverkar miljön negativt internt och externt. Företaget har som mål att tillgodose kundens önskemål samt erbjuda lösningar som är anpassade till kundens budget (SWENCN, 2020).

4.2

Beskrivning av den aktuella byggnaden

Rosendal är en ny växande stadsdel i Uppsala, belägen mellan stadskärnan och trollskogen. I bygget ingår ca 4500 bostäder, grundskola, förskola, vårdcentral, park, multihall samt ett nytt torg. Bygget beräknas vara färdigt till 2025. Rosendal är ett av de tolv

stadsbyggnadsprojekten i landet som arbetar med att framställa ett svenskt certifieringssystem för en varaktig stadsutveckling (JM, u.å.).

Figur 1.Illustrationsplan. Illustrationsplan som visar hur stadsdelen Rosendal kommer att bebyggas. Brf Perfektgatan är inringat i rött (Heimer J,2016).

Under examensarbetet var Brf Perfektgatan ett pågående projekt som innefattar ett

flerbostadshus som är en del av stadsdelen Rosendal. Projektet byggs av företaget SWENCN AB tillsammans med arkitektkontoret Jägnefelt Milton. Byggnaden inrymmer 87

bostadslägenheter med totalt 3 755 kvm boarea. Boytan är mellan 30–99 kvm per lägenhet, från ett till tre rum och kök. Det som kännetecknar lägenheterna är öppna ytor, rikt ljusinsläpp och en fin utsikt. Enligt OOF, 2020 har projektet fokus på hållbarhet och grönt materialval.

Figur 2. Illustration över fastigheten Brf Perfektgatan (Nyproduktion, u.å.).

Fastigheten är projekterad för att uppfylla kraven för Miljöbyggnad silver, vilket innebär att den möter hållbarhetskraven inom fokusområdena energi, innemiljö och material. Samtliga bostäder är projekterade för ett energisnålt och klimatsmart hem. Välisolerade fönster, tjocka

väggar- och bjälklag samt uppvärmning som sker med bästa möjliga värmekälla utifrån energieffektivitet och driftkostnad som skapar en energisnål bostad. U-värden för de olika byggnadsdelar presenteras i nedanstående tabell.

Tabell 4. U-värden. Tabellen nedan anger de olika använda U-värdena för Brf perfektgatan som kommer från SWENCN AB. Byggnadsdel U-värde, W/K, m2 Fönster / fönsterdörrar 1 Yttervägg typ 1 0,33 Yttervägg typ 2 0,13 Yttervägg typ 3 0,14 Yttertak 0,13 Bottenplatta 1 0,33 Bottenplatta 2 0,12 Ytterdörr 2

Solcellerna på byggnadens tak bidrar till minskad miljöpåverkan samt en förbättrad

fastighetsekonomi. För att uppnå en behaglig inomhusmiljö med bra rumsluft används bland annat naturmaterial som klinker, kakel och trä i största möjliga utsträckning. Produkter med negativ påverkan på inomhusmiljön har valts bort. Välplanerade och frikostiga ljuskällor, god luftkvalitet och akustik är fler faktorer som ger en trevlig bostadsmiljö. Bra materialval bidrar till låga energikostnader, bra inomhusmiljö och minskade koldioxidutsläpp. Lägenheterna tillämpar det senaste tekniken och följer branschens regler och rekommendationer

(Nyproduktion, u.å.).

RESULTAT

I kapitlet presenteras det beräkningsresultatet som har räknats fram under arbetets aktuella studie, där energibehovet för aktiv uppvärmning har beräknats, men samtidigt gör en kartläggning av energibalansen månadsvis. Vidare presenteras de nivåer huset uppnår när det gäller indikatorerna avseende energi för miljöcertifieringssystemet Miljöbyggnad. Slutligen redovisas innebörden av att hushållselen försummas, och kan energieffektivisering avseende hushållsel paradoxalt nog medföra att en byggnad framstår som sämre.

5.1

Månatligt energibehov för aktiv uppvärmning

5.1.1 Värmeförluster

5.1.1.1. Luftläckage

Luftläckage är okontrollerade luftflöden som transporteras ut ur klimatskälet genom otätheter och springor i konstruktionen. Luftläckaget är svårt att beräkna utan instrument för mätning. En uppskattning går dock att göra med formeln nedan. Luftläckage för den aktuella

byggnaden är 0,4 l/s, m2 _{(se bilaga 1).} Specifik värmeförlust vid luftläckage:

𝑄_./0'.ä12#)3 = 𝑞 × 1,2 × 1010 = 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡𝑓ö𝑟𝑙𝑢𝑠𝑡𝑒𝑟 𝑣𝑖𝑎 𝐿𝑢𝑓𝑡𝑙ä𝑐𝑘𝑎𝑔𝑒, 𝑊/℃

Luftflöde = luftläckning (l/s, m2) ∗ byggnadshölje (m2) ∗ faktiska läckningen (%).

Luftläckageflödet vid normal tryckskillnad mellan inne och ute beräknas schablonmässigt som minst 5 % av projekterat luftläckageflöde i l/s, m2 _{vid 50 Pa tryckskillnad.}

Luftläckning= 0,4 l/s,𝑚!_{, Byggnadshölje= 3998 𝑚}!_{, Faktiska läckningen=5%} 𝐿𝑢𝑓𝑡𝑓𝑙ö𝑑𝑒: 0,05 × 0,4 × 3998 = 80l s→ 288 𝑚4 ℎ 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑓𝑙ö𝑑𝑒; 288 3600× 1,2 = 0,096 kg s Q = 0,096 × 1010 = 𝟗𝟔, 𝟗 𝐖/°𝐂 5.1.1.2. Ventilationsförluster

Värmeförluster orsakade via ventilation är proportionella dels via temperaturskillnaden

mellan inom- och utomhusluft vid normal drift dels mot byggnadens täthet och isolerings grad (Hvac, 2001).

Värmeförlust från ventilation:

QVent = ṁ ∗ CP∗ ∆𝜃∗ (1−𝜂vvx) = effektförluster via W/°C Qvent = Värmeeffekt, KW

Cp = Specifik värmekapacitet, KJ/kg°C ∆𝜃 = Temperaturskillnad, °C

Faktorn (1−𝜂vvx) anger hur stor del av värmen i ventilationsluften som inte återvinns och måste därför tillföras. I beräkningen ingår byggnadens medelventilationsflöde under drifttid en typisk vintervecka. Enligt bilaga 1 är den totala ventilationsförlusterna för FTX aggregat (från- och tilluftssystem med värmeväxlare) 2958 l/s, för den studerande fastigheten.

Totala luftflödet från aggregat= 2958 l/s Luftdensitet=1,20 kg/ m2

Luftflödet= 2958 l/s → 10 648,8 m3 /h Massflödet = 56 89:₄₈₆₆ x 1,2 = 3,6 kg/s P=3,6×1010× (1–0,84) = 581,76 W/°C

5.1.1.3. Transmissionsförluster

Transmissionsförluster är en typ av värmeförlust som sker ur en byggnads klimat skal. Drivkraften för dessa förluster är skillnaden mellan inne och ute temperaturen. Hur stora förlusterna blir beror på byggnadsmaterialets isoleringsförmåga och hur byggnaden är utformad (Ebab, 2018). Isoleringsmaterial har en värmekonduktivitet som också kallas lambda-värde. En konstruktion har en värmegenomgångskoefficient också kallat u-värde som anger hur god isoleringsförmåga en hel byggnadsdel har. Lägre U-värde innebär en bättre isoleringsförmågan och därmed mindre transmissionsförluster.

Beräkning för transmissionsförluster från tak, väggar, fönster och platta beräknas med hjälp av formeln (se bilaga 1 för indata).

Specifik värmeförlust från transmissionen:

QTrans= 𝛴 (U ∗ A) ∗ ∆𝜃 = effektförluster via transmission, W/°C

U = Värmegenomgångskoefficient för byggnadsdel, W/m2_K

A = Area för byggnadsdel, m2

Tabell 5. Specifika transmissionsförluster för Brf Perfektgatan. I tabellen nedan redovisas de specifika transmissionsförluster för Brf Perfektgatan, area mängdning, samt andelen av totala transmissions- och ventilationsförluster genom specifik byggnadsdel se bilaga 1.

Byggnadsdel Delarea m2 U-värde W/K, m2 U*A W/°C Andel av den totala

värmeförluster, % Fönster / fönsterdörrar 998 1 998 65,4 Yttervägg typ 1 217 0,33 72 4,7 Yttervägg typ 2 1035 0,13 135 8,8 Yttervägg typ 3 327 0,14 46 3 Yttertak 595 0,13 77 5 Bottenplatta 1 359 0,33 118 7,7 Bottenplatta 2 464 0,12 56 3,6 Ytterdörr 11 2 22 1,4 Summa 1526 W/°C 100 %

Tabell 6. Specifika värmeförluster för Brf Perfektgatan. Tabellen nedan redovisar de specifika värmeförluster för Brf Perfektgatan fördelat på transmissionsförluster, ventilationsförluster samt luftläckning.

Värmeförlust Specifik värmeförlust W/C Andel av total förlust

Transmission 1526 W/°C 69,2%

Mekanisk ventilation 582 W/°C 26,4%

Luftläckage (0,05 oms/h) 97 W/°C 4,3%

TOTAL 2205 W/°C 100%

5.1.2 Summering av värmeförluster

Den totala värmeförlusten i månadsvisberäkningarna är beroende av temperaturskillnaden mellan inne och ute. Temperaturskillnaden multipliceras med Qtot samt 10-3 för att få värdet i kW. kWh multipliceras vidare med 24 timmar för att få totala värmeförlusten per dygn (kWh/dygn) en specifik månad.

𝑄_'('× (𝑇_%,,3− 𝑇_/'3) × 24 𝑄_'('i𝑘𝑊

℃ j × k𝜃%,(;</$ − 𝜃/'(;</$,;3>3.'3;-l × 24 ℎ

𝑑𝑦𝑔𝑛, 𝑘𝑊ℎ/𝑑𝑦𝑔𝑛

Tabell 7.Totala värmeförluster. Tabellen nedan redovisar byggnadens totala värmeförluster per dygn.

Total värmeförlust per dygn, 24 h

Januari 2,205 ∗ (21 - ( -4,2)) ∗ 24 1334 Februari 2,205 * (21 - ( -4,2)) ∗ 24 1334 Mars 2,205 ∗ (21 - ( -0,7)) ∗ 24 1148 April 2,205 ∗ (21 - 4,2) ∗ 24 889 Maj 2,205 ∗ (21 – 10,4) ∗ 24 561 Juni 2,205 ∗ (21 – 15,2) ∗ 24 207 Juli 2,205 ∗ (21 – 16,5) ∗ 24 238

Augusti 2,205 ∗ (21 – 15,3) ∗ 24 302

September 2,205 ∗ (21 – 11) ∗ 24 529

Oktober 2,205 ∗ (21 – 6,5) ∗ 24 767

November 2,205 ∗ (21 – 1,3) ∗ 24 1043

December 2,205 ∗ (21 – (-2,6)) ∗ 24 1250

Tabell 8. Andelen specifika värmeförluster. Tabellen nedan redovisar de specifika värmeförluster för Brf Perfektgatan fördelat på transmissionsförluster, ventilationsförluster samt luftläckning.

Värmeförlust Specifik värmeförlust W/C Andel av total förlust

Transmission 1526 W/°C 69,2%

Mekanisk ventilation 582 W/°C 26,4%

Luftläckage (0,05 oms/h) 97 W/°C 4,3%

TOTAL 2205 W/°C 100%

5.1.3 Passiv värme

Värmen som alstras från människor, tappvarmvatten, hushållsel och solinstrålning kan tillgodoräknas som uppvärmning under uppvärmningssäsong dvs när utomhustemperaturen underskrider byggnadens gränstemperatur. Under sommarmånaderna utsätts byggnaden för övertemperatur inomhus så kallat värmetillskott som då måste kylas bort.

5.1.3.1. Personvärme

Varje individs kropp avger en form av effekt som varierar beroende på ålder, kön och personernas aktivitet. Personvärme påverkar den specifika energianvändningen då ökad passiv värme reducerar värmebehovet för uppvärmning. Det rekommenderade medelvärdet för effekt per person är 80 W samt den genomsnittliga närvarotiden under en vecka som är 14 timmar per dygn och person. Rekommenderade antalet förväntade personer per lägenhet har beräknats med hjälp av tabell 7 (Sveby, 2012).

80 𝑊 ∗ 14ℎ

𝑑𝑦𝑔𝑛∗ 1 𝑝𝑒𝑟𝑠 = 1,12 𝑘𝑊ℎ/𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛, 𝑑𝑦𝑔𝑛

Tabell 9. Rekommenderade antal boende.Tabellen visar de rekommenderade antal boende beroende av lägenhetens storlek.

Lgh storlek rkv 1 rk 2 rk 3 rk 4 rk 5 rk 6+rk Antal boende 1,42 1,42 1,63 2,18 2,79 3,51 3,51

Tabell 10.Antal boende per lägenhet. Tabellen visar antal boende per lägenhet av olika storlekar.

Antal boende för de studerade fastigheten framställs till 138 personer enligt tabell x. Effekt per person multipliceras med antal närvarotiden för att räkna om till energi.

80 𝑊 ∗ 14ℎ

𝑑𝑦𝑔𝑛∗ 138 𝑝𝑒𝑟𝑠 = 155 𝑘𝑊ℎ 𝑑𝑦𝑔𝑛

Energi för personvärme som kan tillgodoräknas för detta fallstudie är: 155 kWh/dygn.

5.1.3.2. Tappvarmvatten

Enligt Sveby (2012) är mängden tappvarmvatten som används bruksrelaterad och varierar mellan olika brukare, vattenblandaren samt varmvattencirkulation i flerbostadshus. Det som påverkar energianvändningen i beredaren är temperaturskillnaderna mellan den inkommande och utgående vattentemperaturen. ingående- och utgående vattentemperatur varierar beroende på årstid samt på vilken del av landet.

I nya svenska flerbostadshus använts antingen medelvärdet för tappvattenanvändning som är ca 25 kWh/m2 _{eller standardvärde för varm vattenanvändning i lägenheter som motsvarar 18} kubikmeter per person, år (ca 1000 kWh/person, år) multiplicerad med 20% enligt

Sveby (2012). Den andelen som tillgodoräknas som passiv värme är 20% för hela året vilket motsvarar 200 kWh/person, år. För att få medelvärdet för ett dygn delas värde med antal dagar per år, som vidare multipliceras med antal boende.

200

365∗ 138 𝑝𝑒𝑟𝑠 = 75 𝑘𝑊ℎ/𝑑𝑦𝑔𝑛

Energi för tappvarmvatten som kan tas tillvara som passiv värme för den studerade fastigheten är: 75 kWh/dygn

5.1.3.3. Hushållsel

Hushållselsanvändning som tillgodoräknas som passiv värme i en lägenhet är, belysning, elapparater, matlagning med mera och kan variera från dag till dag. Standardvärde för

Rum typ Total antal lägenheter Antal boende

1 rkv 40 57

1 rk 9 13

2 rk 27 44

3 rk 11 24

hushållsel för flerbostadshus är 2000 kWh per hushåll + 800 kWh per person och år. 70% av hushållselanvändning kan tillgodoföras till uppvärmning enligt (Sveby, 2012).

(𝟐𝟎𝟎𝟎 ∗ 𝟖𝟕 𝒍𝒈𝒉 + 𝟖𝟎𝟎 ∗ 𝟏𝟑𝟖 𝒑𝒆𝒓𝒔) ∗ 𝟎, 𝟕𝟎

𝟑𝟔𝟓 = 𝟓𝟒𝟓

𝒌𝑾𝒉 𝒅𝒚𝒈𝒏

Vilket ger ett värmetillskott på 545 kWh/dygn för den aktuella byggnaden.

5.1.3.4. Solvärmeinläckning

Solvärmeinläckning är den solvärme som kommer in genom fönster och bidrar till att höja innetemperaturen under sommarhalvåret via solinstrålning. Endast fönster som vetter mellan 90 och 270° (öster till väster via söder, se bilaga 2) ingår i bedömningen på grund av

begränsad varaktighet av solvärme på resterande väderstreck (SGBC, 2019e).

Värdet för avskärmningsfaktor (F1) varierar mellan 1% och 100%, och avser fönstrets glas, alltså utan bågar och karmar. Värdet är beroende av flera faktorer, exempelvis externa och interna solskydd, skuggning från byggnader och träd, fönstrets placering och egenskaper, glasets renlighet och klarhet och med mera. På grund av dessa anledningar är

avskärmningsvärdet osäkert och är därför lägre i verkligheten än de rekommenderade max-värdet. Avskärmningsfaktorn har bestämts till 50% för treglasigfönster då vår lektor (personlig kommunikation med Öman R, 2020) tyckte att avskärmningsfaktor 0,5 är mer realistiskt värde.

Formeln för att beräkna den transmitterande solinstrålning via fönster beskrivs nedan.

Avskärmningsfaktorn ∗ solvärmeinläckning ∗ Fönster area ∗ 10–3_{, kWh/dygn.}

Vid beräkning av den totala passiva värmen som kommer in genom fönster för varje månad ska hänsyn tas till antalet klara-, halvklara- och mulna dagar se bilaga 3 och 4. Värdet är beroende av olika faktorer så som storleken på fönstren, riktningen, lutningen,

avskärmningsfaktor samt typ av dygn.

Tabell 11.Totala fönsterarea. Tabellen nedan visar den totala fönsterarean exklusive karmarna vid fasadens olika lägen för Brf Perfektgatan se bilaga 1 för indata.

Fasad läge Area kvm

Väst och öst 434

Sydväst 27

Syd 99

Solvärmeinläckning genom fönster i november månad (för resterande månader se tabell 11). Mulna dagar Väst och väst: 0,5 × 164 × 434 × 10?4_{= 35} Syd väst: 0,5 × 312 × 27 × 10?4_{= 4} Syd: 0,5 × 402 × 99 × 10?4_{= 19} Norr: 0,5 × 120 × 100 × 10?4_{= 6}

∑ mulna dagar = 35+4+19+6= 64 kWh/dag

Halvklara dagar

Väst och väst: 0,5 × 401 × 434 × 10?4_{= 87} Syd väst: 0,5 × 1182 × 27 × 10?4_{= 15} Syd: 0,5 × 1660 × 99 × 10?4_{= 82} Norr: 0,5 × 166 × 100 × 10?4_{= 8}

∑ halvklara dagar = 87+15+82+8= 192 kWh/dag

Klara dagar

Väst och väst: 0,5 × 548 × 434 × 10?4_{= 118} Syd väst: 0,5 × 1879 × 27 × 10?4_{= 25} Syd: 0,5 × 2694 × 99 × 10?4_{= 133} Norr: 0,5 × 147 × 100 × 10?4_{= 7}

∑ klara dagar = 118+25+133+7= 283 kWh/dag

Tabell 12.Medelvärdet för dagar med olika väderstreck. Tabellen nedan visar medelvärdet för dagar med olika väder för månaderna i Upsala se bilaga 3 och 4.

Tabell 13. Månadernas solvärmeinläckning. Tabellen nedan visar månadernas solvärmeinläckning för yta som är riktad mot olika väderstreck. Solvärmeinläckning genom fönster (se bilaga 2) för varje månad och är uppdelad i tre kategorier av dagar, klara dagar, halvklara dagar, och mulna dagar.

Figur 3. Energi från solvärmeinläckning.

5.1.4 Månadsvisa beräkningen

För att räkna fram förbrukningen månadsvis, räknas primärt den passiva värmen fram och vidare den totala passiva. Värmeförlusten subtraheras med den totala passiva värmen resulterar antingen ett positivt eller negativt värde. Det positiva värdet representerar aktiv uppvärmning och det negativa värmeöverskott det värdet beaktas inte. Aktuella byggnaden är i behov av aktiv uppvärmning fem månader om året, resultatet redovisas i Tabell 14.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Janua ri Febr

uari _Mars _April Maj Juni Juli

Augu sti Septe mber Oktob er Nove mber Dece mber

Solvärmeinläckning genom fönster (kWh/dag)

Tabell 14.Energibalans. I tabellen visas detaljerat resultat av energibalans för varje dygn/månad.

Behov av aktiv uppvärmning för november månad är = (204 × 20,4) +(76 × 7,6) = 4.9 MWh/mån Den total aktiv uppvärmning blir 44.6 MWh/ år för hela byggnaden.

5.1.5 Årligt energibehov för uppvärmning

För att beräkna den årliga energianvändningen användes formeln beskriven nedan. Värdet av de fem månadernas aktiva uppvärmningen anvädes som passiv värme. Den totala passiva värmen (Ppassiv) delades med specifik värmeförlust (Qtot) för att få fram temperaturhöjningen inomhus orsakad av passiv värme (θpassiv). Intern värmetillskott subtraherat med inne

temperaturen ger en så kallad gränstemperatur, betecknas θgräns.

Gradtimmar anger det specifika värmeenergibehovet för en byggnad, betecknas med Gt. Med hjälp av gränstemperaturen θgräns och Uppsalas medeltemperatur se bilaga 5 framställs antalet gradtimmar se bilaga 6.

Formel som används för Gränstemperatur:

𝛥𝜃"#$$%& =

𝑃_"#$$%& 𝑄_'('

Dqpassiv = temperaturhöjning inne orsakad av passiv värme

Ppassiv = värmeeffekt från passiv värme

Qtot = specifik värmeeffektförlust för en byggnad, W/°C

𝜃_)*ä,$ = 𝜃_%− ∆𝜃_-#$$%& 𝜃_)*ä,$= gränstemperatur ºC

𝜃% = innetemperatur ºC

∆𝜃_-#$$%&= temperaturhöjning inne orsakad av passiv ºC

Formel som används för det totala energibehovet för ett år: 𝐸 = 𝑄_'('∗ 𝐺_' 𝐸 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣 𝑓ö𝑟 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑣 𝑢𝑝𝑝𝑣ä𝑟𝑚𝑛𝑖𝑛𝑔, 𝑘𝑊ℎ/å𝑟 𝑄_'(' = 𝑆𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑘 𝑣ä𝑟𝑚𝑒𝑓ö𝑟𝑙𝑢𝑠𝑡 𝑓ö𝑟 𝑒𝑛 𝑏𝑦𝑔𝑔𝑛𝑎𝑑, 𝑘𝑊/°𝐶 𝐺_' = 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑡𝑖𝑚𝑚𝑎𝑟 𝑓ö𝑟 𝑜𝑟𝑡 𝑜𝑐ℎ 𝑏𝑦𝑔𝑔𝑛𝑎𝑑, °𝐶ℎ/å𝑟

Tabell 15. Beräkning av total passiv värme för fem månader.

Månad Passiv värme x dygn Passiv värme

KWh/mån Januari 816 x 19 + 896 x 8 + 956 x 3 25 540 Februari 895 x 16 + 1103 x 11 + 1239 x 3 30 170 Mars 1012 x 14 + 1363 x 10 + 1571 x 7 38 795 November 839 x 21+ 968 x 7 + 1058 x 2 26 504 December 800 x 21 + 855 x 7 + 899 x 2 24 583 TOTAL 145 592 𝟏𝟒𝟓 𝟓𝟗𝟐𝐾𝑊ℎ 𝑀å𝑛 𝟓 𝑀å𝑛𝑎𝑑𝑒𝑟 = 29 118 𝑘𝑊ℎ 𝐷𝑦𝑔𝑛 → 29 118_{𝐷𝑦𝑔𝑛}𝑘𝑊ℎ 30 𝐷𝑦𝑔𝑛 = 970 𝑘𝑊ℎ → 970 𝑘𝑊ℎ 24 𝑇𝑖𝑚𝑚𝑎𝑟= 𝟒𝟎, 𝟒 𝒌𝑾

𝛥𝜃!"##$%= 40 400 𝑊 2205𝑊 °𝐶 = 𝟏𝟖°𝑪 𝜃_&'ä)#= 21 − 18 = 𝟑°𝑪

Gränstemperaturen har beräknats till 3 grader, för att erhålla Gt-vädet tas hjälp av bilaga 6 där y-axeln består av gränstemperaturen och x-axeln består av medeltemperaturen för hela året. Den genomsnittliga årliga medeltemperaturen för Uppsala är 5,7 grader. Som tidigare nämnts är gradtimmar viktigt för att beräkna byggnadens energibehov för aktiv uppvärmning i den årliga beräkningen. Enligt bilaga 6 är Gt-värdet 22 397 grader/år.

𝐸 = 2,205 × 22 397 = 𝟒𝟗, 𝟒 MWh/år

Den årliga aktiv uppvärmning för Brf Prefektgatan är 49 385 kWh/år med en uppvärmningssäsong på fem månader.

5.2 Energibehovet för den aktuella byggnaden

Den beräknade månadsvisa elförbrukningen som krävs för att värma Brf Perfektgatan under tolv månader är olika för varje månad. I Figur 5 sammanställs energiåtgången för att

tillgodose en eftersträvansvärd temperatur i fastigheten. I den totala energiförbrukningen för samtliga månader har värmeförluster, passiv uppvärmning samt aktiv uppvärmning beräknats. Från april till oktober har den studerande fastigheten värmeöverskott vilket betyder att

energibehovet är noll, däremot bidrar värmeöverskott till kylbehov för en trivsam inomhusmiljö för dessa månader. Byggnaden är i uppvärmningsbehov fem månader, där största behovet är januari, februari och december månad enligt våra handberäkningar. Den årliga energianvändningen beräknades med hjälp av gradtimmar, som visar att byggnaden förbrukar cirka 8% jämfört med den månadsvisa beräkningen.