• No results found

Energieffektivisering av ett hus byggt under 1910-talet

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Energieffektivisering av ett hus byggt under 1910-talet"

Copied!
46
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Energieffektiviering av ett hus byggt under

1910-talet

Vian Altameemi

Väg- och vattenbyggnad, kandidat 2020

Luleå tekniska universitet

(2)

Sammanfattning

I samband med ökad energianvändning genom åren, har utsläppet av växthusgaserna och klimatpåverkan från byggsektorn blivit högre. För att minska energianvändningen från bebyggelse, ställs det idag högre krav på energieffektivt byggande och energieffektivisering genom renoveringar av äldre hus.

En fallstudie av ett småhus byggt på 1910-talet har utförts, där målet är att hitta

energieffektiviseringsåtgärder för husets klimatskärm som samtidigt tar hänsyn till husets kulturhistoriska värde. Syftet med studien är att bidra till en bättre förståelse för

energieffektivisering vid renovering av kulturhistoriskt värdefulla småhus.

För att få erforderliga mätningar och bakgrundsinformation, har ett platsbesök gjorts, och kontakt med husägarna hållits. Till undersökningen av husets klimatskärm före och efter åtgärdsförslagen har beräkningar av den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten utförts. En litteraturstudie har även gjorts för att identifiera möjliga åtgärdsförslag.

För att minska värmeförluster genom klimatskalet har åtgärderna att tilläggisolera tak, golv och väggar, samt användning av tätningslister på fönster och dörrar föreslagits. Till husets uppvärmningssystem har förslaget solvärme kombinerat med uppvärmning med vedpanna angivits. Till fönstren har även användning av energiglas föreslagits. För att säkerställa att inga fuktproblem uppstår på grund av dålig ventilation i huset, så har det även föreslagits att installera ett fläktbaserat från-och tilluftsventilationssystem, där värme kan återvinnas.

I Studien har det föreslagits att inte byta ut fönster och dörrar, trots värmeförlusterna genom dessa, för att bevara husets kulturhistoriska värdet. Det har även föreslagits att husets nya fasad utformas på det sättet att den får samma utseende den hade innan, för att behålla den kulturhistoriska karaktären av denna byggnadsdel.

(3)

Abstract

The growing need of energy throughout the last decades has led to increased greenhouse gas emissions and to an accelerating climate change, which the building sector is also partly responsible of. For that reason, energy efficient methods are being demanded today when building new buildings, but also for renovating older ones. The goal of this study is therefore to examine an old house built in 1910 that needs to be renovated, in order to suggest possible energy efficient solutions. Older houses have also a cultural historical value, which will also be considered when suggesting renovating solutions.

In order to get the necessary measurements and information, a house inspection has been done, together with regular contact with the houseowners. For the assessment of the current building envelope, calculations of thermal heat coefficient has been done. These calculations have been made for the suggested building envelope as well. A literature review was also done in order to research possible energy efficient solutions.

To minimize the heat loss through the building, a suggested solution is to insulate the roof, floor and the walls, combined with sealing the airgaps in windows and doors. Furthermore, the solution of using energy-efficient glass for the windows has also been proposed. A new ventilation system where heat can be regained, and to prevent moisture problems, has also been suggested, as well as a new heating system.

(4)

Förord

Denna fallstudie är det slutliga momentet för utbildningen inom Väg- och vattenbyggnad på kandidatnivå (180 hp) och som utfördes vid institutionen för samhällsbyggnad och

naturresurser. Arbetet har varit intensivt, men väldigt intresseväckande och lärorikt.

Jag skulle vilja tacka husägarna, Cristina Ramos och Youen Pericault som har bidragit med information om huset, och varit hjälpsamma vid platsbesöket. Jag vill även tacka handledaren Andrea Luciani och examinatorn Sofia Lidelöw på Luleå tekniska universitet.

Vian Altameemi

(5)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1. Inledning ... 1 1.1 Bakgrund ... 1 1.2 Syfte och mål ... 1 1.3 Avgränsningar ... 2 2.Teori ... 3

2.1 Vad innebär energieffektivisering? ... 3

2.1.1 Energieffektivisering genom Tilläggsisolering ... 4

2.1.2 Energieffektivisering av Fönster ... 6

2.1.3 Värme- och ventilationssystem ... 7

2.2 Vad innebär varsam energieffektivisering? ... 8

2.3 U-värde... 9

3.Metod ... 11

3.1 Undersökning av huset ... 11

3.2 Litteraturstudie ... 12

3.3 Beräkningar av U-värde ... 12

3.2.1 U-värdesberäkningar på befintliga konstruktionen ... 12

3.2.2 U-värdesberäkningar på föreslagna konstruktionen ...13

3.2.3 U-värdet för fönster och dörr... 15

4. Nuvarande konstruktion ... 16

4.1 Husbeskrivning ... 16

4.1.1 Allmän information ... 16

4.1.2 Konstruktionsmaterialen ... 18

4.1.3 Huset idag och framtida planer ... 18

4.2 U-värdesberäkningar ... 20

4.2.1 Vindsbjälklag ... 20

4.2.2 Väggar ... 21

4.2.3 Golv ... 23

4.2.4 Fönster och ytterdörr ... 24

4.3 Um-värdesberäkningar ... 24

5. Åtgärdsförslag ... 25

5.1 Förslag på åtgärder för konstruktionen ... 25

(6)

5.1.2 Fönster och ytterdörr ... 26

5.1.3 Tak ... 27

5.1.4 Golv ... 28

5.1.5 Mellanbjälklag ... 29

5.2 Um-värdesberäkningar ... 29

5.3 Värme- och ventilationssystem ... 30

6. Diskussion ... 32

6.1 Tilläggsisolering... 32

6.1.1 Utvändig eller invändig? ... 32

6.1.2 Materialval och tjocklek ...33

6.1.3 Ångbroms eller ångspärr? ... 34

6.2 En fråga om ekologisk hållbarhet ... 34

6.3 Skyddas husets kulturhistoriska värdet? ... 35

7. Slutsats... 36

(7)

1

1. Inledning

Idag står företag och myndigheter inför utmaningen att hitta miljöeffektiva lösningar för minskning av klimat-och miljöpåverkan, framförallt utsläppen av växthusgaser och

miljögifter. Detta gäller även byggbranschen som står för 10 till 30 procent av miljöpåverkan och 32 procent av den totala energianvändningen i Sverige (Boverket 2017).

I samband med att levnadsstandarden har blivit högre, så har även efterfrågan på energin ökat (Energirådgivning 2018). Detta innebär en överkonsumering av de begränsade

jordresurserna, som därmed medför till en höjning av växthusgasutsläppet och även klimatpåverkan. En åtgärd för att motverka detta problem är genom bland annat

energieffektivisering av äldre hus men även genom bygget av nya energisnålahus (Mörk, Thuvander, Femenias, Wahlgren, Johansson, 2017, s.32).

I Sverige finns kvar många äldre småhus som kräver betydligt mer energi för vatten-och inomhusuppvärmningen jämfört med de nybyggda (Boverket 2017). Detta gäller hus som är byggda i början och mitten av 1900-talet, där klimatskalet skapar stora värmeförluster genom väggar, tak och golv (Mörk m fl, 2017, s.32). Av denna anledning, och med tanken på

byggsektorns höga energianvändningen, är det därför viktigt att genom renoveringar tillföra energieffektiva lösningar till de äldre byggnaderna. Dessa hus är dessutom oftast

kulturhistoriskt värdefulla, vilket betyder att byggnadernas kulturhistoriska värden måste bevaras när renoveringar genomförs.

1.1 Bakgrund

Energieffektivisering av kulturhistoriskt värdefulla byggnader är ett pågående

forskningsområde, där målet är att framförallt förbättra husens klimatskal och samtidigt bevara deras kulturhistoriska värden. Detta mål ska förhoppningsvis uppnås genom vidare forskning och utveckling av nya lösningar inom området varsam energieffektivisering. Energimyndighetens forskningsprogram Spara och bevara är till exempel ett sådant forskningsprogram som genomförs för att öka kunskapen inom ämnet varsam

(8)

2

I norra Sverige finns det kvar många äldre hus av trä som är kulturhistoriskt värdefulla, och som behöver åtgärdas från ett energibesparingssynpunkt (Renberg 2018).Ett nystartat forskningsprojekt vid institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser på Luleå tekniska universitet genomförs idag med syftet att kunna hitta varsamma åtgärdslösningar för

renoveringar av sådana hus.

1.2 Syfte och mål

Syftet med studien är att bidra till en bättre förståelse för hur energieffektivisering vid renovering av kulturhistoriskt värdefulla småhus kan utföras. Arbetet bygger på en fallstudie av ett småhus byggd under 1910-talet, där renoveringar av ägarna har påbörjats med avsikt att omvandla det från ett fritidshus, till en permanentbostad. Målet är att identifiera möjliga energieffektiviseringsåtgärder som kan minska värmeförlusterna genom ett småhus klimatskärm, och samtidigt bevara husets kulturhistoriska värden.

1.3 Avgränsningar

• Husets klimatskal har valts att bedömas genom framförallt U-värdesberäkningar. Däremot har till exempel inga fuktberäkningar utförts. Å andra sidan har det tagits hänsyn till fuktproblemen som kan uppstå i husets, där förslag angivits för att

motverka dessa. Eftersom erforderliga konstruktionsritningar saknas så har heller inga köldbryggor beräknats, men kommer däremot att räknas med i beräkningar som ett påslagsvärde i procent.

• Inga beräkningar har heller valts att göras för bedömning av energiåtgången i huset före renoveringen och efter åtgärdsförslagen. Detta eftersom att huset inte hade ett uppvärmningssystem tidigare och inte heller elektricitet.

• På fallstudien har det dessutom inte gjorts några kostnadskalkyler för

renoveringskostnader på åtgärdsförslagen eftersom fokuset på arbetet ligger främst på energieffektivisering av byggnaden och val av rätt material än kostnaderna för dessa.

(9)

3

2.Teori

2.1 Vad innebär energieffektivisering?

Energieffektivisering innebär att utföra energibesparingsåtgärder, eller att få högre nytta från den aktuella energianvändningen (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.41).

Användning av mindre energi kan bland annat medföra till minskad koldioxid utsläpp, och kan leda till att inga nya el- och värmeanläggningar ska behöva byggas i framtiden (Henning 2019). Energieffektivisering anses därför som långsiktigt ekonomiskt- och ekologiskt hållbar. Energipolitiken vill uppnå målet att energianvändningen i byggnader ska minska med 20% fram till år 2020, och med 50% fram till år 2050, i förhållande till år 1995 (Svenska

byggnadsvårdsföreningen 2011, s.38).

Energieffektivisering behöver inte innebära stora förändringar av huskonstruktionen då det finns andra små alternativ genom förändring av beteende, för att minska energianvändningen hemma (Holm 2018) . Nedan nämns några sådana alternativ:

• Diskning med diskmaskin är energieffektivare än att diska för hand

• Koka upp vatten med vattenkokare som kräver mindre tid och energi jämfört med om detta görs i kastrull

• Släcka lampor när de inte behövs, och använda sig av lågenergilampor för belysningen

Ibland behövs större investeringar för att minska energianvändningen i husen, framförallt de äldre byggnaderna som är dåligt isolerade (Lundstedt 2005). En stor del av energin som används i husen går åt uppvärmningen. Detta gör det ännu viktigare att minska husens värmeförluster, speciellt i de äldre. Den allt vanligare metoden att energieffektivisera är därför att minimera värmeförlusterna genom att täta husets klimatskal samt tilläggisolera för att minska transmissions-och konvektionsförlusterna (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.41)

Husets Klimatskal omfattar byggnadsdelarna som gränsar sig mot den kalla utomhusluften, väggar, tak, golv, ytterdörrar och fönster, där de största värmeförlusterna sker när det är kallare utomhus än inne. Hur stora värmeförlusterna är genom klimatskalet varieras beroende på husets förhållanden och egenskaper. En uppskattning av dessa i ett småhus är 30% genom

(10)

4

ventilation, 15% genom väggar, tak och golv, medans 25% av värmen försvinner genom dörrar och fönster (Energimyndigheten 2017).

2.1.1 Energieffektivisering genom Tilläggsisolering

Den mest lönsamma åtgärden för att minska värmeförlusterna är att tilläggsisolera den kalla vinden, men det går även att tilläggsisolera väggar, golv och tak. Vilken del som är lönsamt att tilläggsisolera beror på husets förutsättningar som måste undersökas innan åtgärderna bestäms (Energimyndigheten 2009, s.6). Eftersom den varma luften stiger uppåt, är det viktigt att isolera taket tillräckligt för att hindra värmeförlusterna som sker i denna byggnadsdel (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, ss.110-111). Svenska

byggnadsvårdsföreningen (2011) rekommenderar därför att tilläggsisolera taket med minst 30 cm upp till 40 cm, förutsatt att det finns tillräckligt utrymme i vinden.

Åtgärder kan även utföras på den befintliga golvkonstruktionen för att minska värmeförluster och hindra möjliga fuktproblem. Grunden i äldre hus är oftast ute- eller inneluftsventilerade krypgrund (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, ss.101-102). För uteluftsventilerade grund kan energieffektiviseringsåtgärder innebära att tilläggisolera golvbjälklaget och lufttäta det. Grunden blir därefter för kall vilket kan ge upphov till kondensering av varma

sommarluften som kommer in där och som kan orsaka fuktproblem. Risken för fuktskador på blindbotten och bjälklaget kan minskas genom att täcka marken i krypgrunden med plastfolie (Energimyndigheten 2009, s.22). Energimyndigheten (2009) rekommenderar att lägga

isolering på plastfolien på ungefär 10 cm, av exempelvis cellplastskivor eller stenull.

Tilläggsisoleringen av väggar kan utföras både utvändigt och invändigt. Åtgärden att tilläggisolera invändigt kan vara riskfylld eftersom åtgärden skulle medföra att den

ursprungliga väggen blir kallare och därmed ökar risken för fuktproblem (Energimyndigheten 2009, s.20). Utan invändig tilläggsisolering skulle värmeförlusterna från insidan torka fukten på utsidan fortare. Uttorkningen sker däremot långsammare om insidan isoleras och väggen blir kallare. När det istället isoleras utvändigt, så blir väggen varmare och torrare på utsidan (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.105). Nackdelen med utvändig tilläggsisolering är att väggen skulle flytta ut mycket i förhållande till grunden och takfoten, vilket kan

(11)

5

påverka utseendet på huset. Detta kan åtgärdas genom att till exempel flytta ut fönstren som kryper in i fasaden vid tilläggsisoleringen.

2.1.1.1 Materialval

När det gäller valet av material till tilläggisoleringsåtgärden är det viktigt för att undvika fuktproblem att välja ett isoleringsmaterial som har samma egenskaper som den ursprungliga väggen har (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.105). Trä är till exempel ett

hygroskopiskt material, det vill säga ett material som har förmågan att ta upp och avge fukt, vilket innebär att fukten kan transporteras genom väggarna (Svenska

byggnadsvårdsföreningen 2011, s.106).Av denna anledning är det rekommenderat att till tilläggsisolering av träkonstruktioner använda hygroskopiska material. Sådana material är tillexempel träfiberskivor eller cellulosafiber (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.87, s.95). Enligt Svenska byggnadsvårdsföreningen (2011) så passar cellulosafiber även som ljudisolering eftersom materialet är tungt. Material som är diffusionstäta är till exempel mineralull, skumglas och cellplast (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.87, s.92, s.94). Dessa material kan exempelvis användas till markisoleringen i ventilerade krypgrund,

(Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.101).

Det är även viktigt att ta hänsyn till om materialen som väljs går att återanvända, om de är energikrävande samt hur mycket koldioxid dessa släpper (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.84). Material som mineralull och cellplast är till exempel energikrävande vid

tillverkningen, medans tillverkning av skumglas kräver mindre energi (Svenska

byggnadsvårdsföreningen 2011, s.87, s.92, s.94). Skumglas är dessutom ett material med lång livslängd, men har däremot ett stort värmekonduktivitetsvärde, jämfört med de vanligaste isoleringsmaterialen. Även nyproduktion av cellulosafiberisolering kan vara energikrävande, medans tillverkning av detta av returpapper kräver mindre energi och släpper endast 0.023 kg koldioxid per kilo (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.88).

Isoleringsmaterialen brukar finnas båda som lösull eller skivor, och har olika egenskaper beroende på materialet. Båda former av isoleringsmaterialen är vanligt förekommande vid tilläggsisolering av äldre hus men även i bygget av nya (Energimyndigheten 2009, s.13). Användning av lösull kan leda till funktionsmässigt lägre U-värde än om tilläggsisoleringen utförs med skivor, och kan vara enklare att hantera. Detta eftersom lösullen kan läggas tätare på exempelvis reglar och skapar därmed mindre otätheter och köldbryggor då inga skarvar

(12)

6

blidas. Material i skivform kräver dessutom mer energi vid tillverkning än lösull. Till exempel släpper tillverkning av cellulosafiberisolering i skivform 1.02 kg koldioxid per kilo jämfört med 0.023 kg för tillverkning av lösull (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.88).

2.1.1.2 Ångbroms eller ångspärr

Ångspärr och ångbroms är viktiga att använda i konstruktioner för att täta mot luftrörelser i den varma sidan, och ibland även nödvändiga vid tilläggsisolering (Energimyndigheten 2009, ss.14-15). Ångspärren (plastfolien) har uppgiften att hindra ång- och fuktvandringen från den varma inomhusluften och ut i byggnadsdelen, som kan leda till fuktskador och

mögelproblem. I vissa fall behövs inte åtgärden att sätta en ångspärr till exempel i äldre hus, som kan istället orsaka fuktproblem. Detta eftersom många äldre hus är byggda av trä, ett material som tar upp och avger fukt. Användning av ångspärr till sådana material skulle leda till att fuktjämnandet genom konstruktionen försämras när fuktvandringen hindras. I sådana fall, för att täta mot luftrörelser från insidan, och samtidigt bevara fuktjämnandet i

konstruktionen kan en ångbroms användas på den varma sidan (Energimyndigheten 2009, s.17). Ångbroms är lufttät men är inte lika tät mot fuktdiffusion som ångspärren.

2.1.2 Energieffektivisering av Fönster

Eftersom mycket värme försvinner ut ur fönstren, är det i vissa fall rekommenderat att byta de äldre fönstren till lågenergifönster (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.114). Det går däremot att utföra en annan energieffektivåtgärd genom att byta fönsterglasen till energiglas. Energiglasen kan medföra till en besparing på upp till 5% av

uppvärmningskostnaderna då de fördubblar fönstrens isoleringsförmåga i jämförelse med vanligt glas (Glasbranschföreningen u.å. s.3). U-värdet på gamla fönster med energiglas kan minskas till 1.8 𝑤/𝑚2, 𝑘, och i bästa fall ner till 1.3 𝑤/𝑚2, 𝑘 (Glasbranschföreningen u.å.

s.6). Byte av fönster kan innebära en hög risk för påverkan av husets kulturhistoriska värde och rekommenderas därför inte (Riskantikvarieämbetet 2014 ).

För att hindra värmeförluster (konvektionsförluster) genom otätheter i huset är tillförsel av tätningslister en viktig åtgärd på fönster och dörrar (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011,

(13)

7

s.122). På fönstren till exempel ska tätningslister läggas på karmens insida och på innerbågen för att hindra kondensering som orsakas av den varma luften.

2.1.3 Värme- och ventilationssystem

2.1.3.1 Värme

Byte av det befintliga värme- eller ventilationssystemet i ett gammalt hus kan också vara en möjlig åtgärd för att energieffektivisera.

Det finns flera alternativ att välja mellan när det kommer till uppvärmning av ett hus. Nedan nämns några metoder som kan användas i småhus:

Värmepumpar: Finns av olika slag och hämtar energin från mark, berg, luft och vatten för

att värma huset och vattnet (Energimyndigheten 2010, ss.30-33). Vilken värmetyp som väljs beror på förutsättningarna. Mark, berg- och vattenvärmepumpar brukar hålla höga

temperaturer alla årstider, medans luftpumpar har mindre effektivitet i kallklimat.

Värmepumpar brukar ha höga installationskostnader. Dessa kan däremot vara ekonomiskt lönsamma långsiktigt i de fallen där huset har stora energibehov (Luleå Energiborring u.å.). Värmepumpar kräver en större huvudsäkring, vilket betyder en ökad elkonsumtion, och kräver dessutom större utrymmen där de kan installeras, till exempel i en källare (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.131).

Fjärrvärme: Är den vanligaste uppvärmningsmetoden i bostäder, men är mindre

förkommande i småhus då det saknas ibland fjärrvärmecentraler i närheten av husen (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.130). Systemet är enkelt att använda och behöver i de flesta fallen inga underhållsåtgärder. Produceringen av fjärrvärme sker till en stor del med

biobränsle och sopförbränning (Energimyndigheten 2010, s.24).

Solvärme: Solvärme är också ett bra uppvärmningssystem, som kan täcka

varmvattenbehovet i flera månader (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.131). Under sommaren täcker dessa behovet av uppvärmningen, och har då mindre driftkostnader. Vidare menar Svenska byggnadsvårdsföreningen (2011) att solvärme bör alltid kombineras med en annan metod för husuppvärmningen, till exempel med en ved- eller pelletspanna (bioenergi).

(14)

8

2.1.3.2 Ventilation

Ett bra och fungerande ventilationssystem är en förutsättning för att hindra fuktskador på konstruktionen, men även för att få ett bättre luftkvalitet inomhus (Svenska

byggnadsvårdsföreningen 2011, s.60). I äldre hus är ett vanligt förekommande

ventilationssystem så kallad självdragsventilation (Energimyndigheten 2011, s.10). Detta ventilationssystem fungerar genom att temperaturskillnaderna mellan inne-och uteluften medför att luften vandrar genom ventilationskanaler och otätheter i huset. Med

självdragsventilation är det svårt att kontrollera luftflödet och dessutom är det omöjligt att återvinna värme. Självdragssystemet är enkelt och billigt, och brukar också kombineras med en frånluftsfläkt (F-system) för att förbättra ventilationen på sommaren (Energimyndigheten 2011, s.12). Ett sådant system kan förbättra reglering av ventilationen jämfört med

självdragsystemet.

Det finns även mekaniska ventilationssystem som används med värmeväxlare för att återvinna värme, en frånluftsventilation (FVP-system), och en från- och tilluftsventilation (FTX-system) (Energimyndigheten 2011, ss.12-13). Sådana system kan resultera i ökat el-användning och kan ha stora installationskostnader. Metoden kan däremot förbättra och kontrollera ventilationen i huset mycket bättre jämfört med självdragsventilation. Ett FTX-system kan leda till en energibesparing upp till 80%, förutsatt att husets klimatskal är tät för att få det bästa effekten. Systemen ger bättre energibesparing i norra Sverige jämfört med i den södradelen på grund av det kalla klimatet (Energimyndigheten 2011, s.15).

2.2 Vad innebär varsam energieffektivisering?

Varsam energieffektivisering innebär att energieffektiviseringsåtgärder utförs på äldre hus, samtidigt som dess kulturhistoriska värde bevaras (Riskantikvarieämbetet 2014 ). Fasader, dörrar och fönster är exempel på delar som har stora kulturhistoriska värden i byggnader. Med varsam energieffektivisering ska hänsyn till dessa värdefulla byggnadsdelar tas, och samtidigt utföra energieffektiviseringar. Eftersom varje historisk byggnad har unika

egenskaper, så varieras valet av åtgärderna beroende på delarna som måste bevaras, och vilka förutsättningar byggnaden har (Svenska byggnadsvårdsföreningen 2011, s.44). Risken för

(15)

9

förstöring av dessa byggnader kan exempelvis minskas genom användning av långlivliga, underhållsmöjliga material och installationer vid renoveringar.

För att kunna besluta om lämpliga åtgärder finns det standarder och riktlinjer för bevarandet av historiska byggnader vid renovering och energieffektivisering. Åtgärder som att

tilläggsisolera utvändigt och invändigt, byte av fönster, fasad och dörrar har exempelvis bedömts i standarder att ha högsta förvanskningsrisker (Bebostad 2017).

2.3 U-värde

Värmegenomgångskoefficienten eller U-värde beräknas för att undersöka klimatskalets förmåga (väggar tak, golv, fönster och dörrar) att leda värme inifrån och ut

(Energimyndigheten 2010, s.9). U-värdet är med andra ord ett mått på hur bra ett material isolerar. Ju lägre värdet är desto bättre isoleringsförmåga materialet har. Bra

isoleringsmaterial är därför dessa som leder värme dåligt. Måttet på U-värdet anges i 𝑤/𝑚2, 𝑘, och beror på materialets tjocklek och dess värmekonduktivitet, 𝜆.

Den så kallade Um-värdet, är ett medelvärde på U-värdet på ett helt hus. Detta värde är ett mått på hur mycket värme klimatskalet maximalt får läcka ut, för att sedan kunna exempelvis bestämma hur mycket tilläggsisolering som kommer att behövas när ett hus ska

energieffektiviseras (Boverket 2012, ss.45-46). BBR:S krav på den högst tillåtna genomsnittliga genomgångskoefficienten för småhus är 0.4 𝑤/𝑚2, 𝑘 (Boverket, 2015).

I Um-värdesberäkningar ska även så kallade köldbryggor som finns i klimatskärmen räknas med. Köldbryggor delas in i punktformiga- och linjära köldbryggor, och är de

värmeförlusterna som förekommer från infästningar, hörn, och anslutningar. I småhus kan i vissa fall ett påslagvärde på 20% tilläggas på den beräknade Um-värdet för en förenklad beräkning av köldbryggor (Boverket 2012, s.55).

Nedan visas de formlerna som används för att beräkna U-värdet och Um-värdet (Anderlind & Stadler u.å., s.29, s.39). 𝑅 = 𝑡 𝜆 , Värmemotstånd ( 𝑚2𝑘 𝑤 ) (1) 𝑈 = 1 ∑ 𝑅 , Värmegenomgångskoefficient ( 𝑤 𝑚2𝑘) (2)

(16)

10 𝑈𝑚 = (∑ 𝑈∗𝐴 + ∑ 𝑙∗𝛹+∑ 𝜒 𝐴𝑂𝑚 , Genomsnittlig värmegenomgångskoefficient ( 𝑤 𝑚2𝑘) (3) t= materialets tjocklek (m)

U= värmegenomgångskoefficient för varje byggnadsdel A= arean på en byggnadsdel mot den varma inneluften ( 𝑚2)

l=Längden mot den uppvärmda luften av linjära köldbryggan (m) 𝛹= Den linjära köldbryggan (W/mK)

χ = Den punktformiga köldbryggan (w/k)

(17)

11

3.Metod

3.1 Undersökning av huset

Huset som undersöks i denna fallstudie är en del av ett forskningsprojekt vid institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser vid Luleå tekniska universitet, inom området

energieffektivisering av kulturhistoriskt värdefulla hus. Huset har valts att undersökas i denna studie eftersom det handlar om ett äldre hus som behöver studeras med avseende på

genomförbara åtgärder för energieffektivisering. Huset är byggt under 1910-talet och ligger i Bensbyn, Luleå.

Studien har påbörjats genom kontakt med husägarna för att få de tillgängliga husdokumenten såsom planritningar och andra beskrivningar av villan. Nästa steg var att gå igenom dessa dokument för att sedan kunna bestämma vilka byggnadsdelar och husegenskaper som behöver undersökas och mätas genom ett platsbesök. Genom kontakt med ägarna och

platsbesöket var det möjligt att undersöka hur huset är uppbyggt, vilka material som användes i bland annat väggar, tak, golv och mellanbjälklag, men även tjocklekar på dessa.

Informationen och mätningarna låg till grund för U-värdesberäkningar och uppskattningar av vilka åtgärder som är möjliga att utföra.

Under arbetsgången har även kontakt med husägarna hållits för att få svar på nödvändiga frågor för att kunna jämföra i slutändan deras åtgärdsförslag med de som behandlas i denna fallstudie.

Följande är undersökningsfrågorna som låg till grund för att uppnå studiens syfte och mål: 1. Hur ser det befintliga huset ut, och hur är den uppbyggd? Vilka material används i tak, väggar och bjälklag? Hur sker uppvärmningen av huset?

2. Hur kan husets klimatskal förbättras genom renovering? Vilka åtgärder är möjliga att utföra i väggar, golv, tak, fönster och dörrar?

3.Vilka energieffektiviseringsåtgärder är möjliga att utföra med avseende på ventilations- och uppvärmningssystemen?

(18)

12

3.2 Litteraturstudie

Litteraturstudien avgjorde en viktig del av detta arbete för att kunna få den kunskapsgrunden som behövdes till att utföra fallstudiens olika moment. Litteraturen bestod av vetenskapliga rapporter som behandlade ämnet energieffektivisering samt riktlinjer och guider för möjliga renoveringsåtgärder av äldre hus. Informationen har hämtats främst från Energimyndigheten, Boverket, Energirådgivningen samt informationscentrum för hållbart byggande. Sökorden var ”Energieffektivisering”, ”varsam energieffektivisering” och ”renovering av

kulturhistoriskt värdefulla hus”.

3.3 Beräkningar av U-värde

Um-värdesberäkningar har utförts för att kunna bedöma den befintliga klimatskärmen och för att kunna hitta energieffektiviseringsåtgärdsförslag. För åtgärder gällande konstruktionen, (tak, väggar, golv, fönster och dörrar), har även nya U-värdesberäkningar samt

Um-värdesberäkningar på hela konstruktionen utförts. Detta är för att kunna jämföra förbättringen av klimatskärmens isoleringsförmåga, det vill säga den minskningen av värmeförluster som de föreslagna åtgärderna kommer att medföra. Senare, under diskussionsdelen, kommer åtgärdsvalen att motiveras samt jämföras med den som husägarna föreslog.

Värmekonduktivitetsvärden för U-värdesberäkningar är tagna från Energiboken av Svenska byggnadsvårdsföreningen (2011) och Tillämpad byggnadsfysik av Petersson (2018). Dessutom så inhämtades därifrån värmemotståndsvärden på ventilerad fasadskikt (trä), ventilerad yttertak av plåt, och icke ventilerade luftskikt.

3.2.1 U-värdesberäkningar på befintliga konstruktionen

För beräkningar av U-värdet av golv och väggar i den befintliga konstruktionen användes ekvationer 1 och 2, se avsnitt 2.3. Däremot så beräknades Um-värdet i denna studie

annorlunda än den som visas i ekvation 3. Detta eftersom köldbryggorna i denna studie har beräknats genom att addera ett påslagvärde som är 20% av Um-värdet (Boverket 2012, s.55). Med hjälp av husritningar har arean A för varje byggnadsdel samt Aom beräknats. Den

genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten har beräknats genom ekvation 4 som visas nedan:

(19)

13 𝑈𝑚 = ∑ 𝑈∗𝐴 𝐴𝑂𝑚, Genomsnittlig värmegenomgångskoefficient ( 𝑤 𝑚2𝑘) (4)

Till den totala värmemotstånden R räknas även den så kallade värmemotstånd Rsi och Rse som är beroende av värmeflödets riktning (Anderlind & Stadler u.å. s.35). Värdena för varje byggnadsdel anges enligt tabellen nedan:

Tabell 1: Rse och Rsi värden

Väggar Rse = 0.4 Rsi = 0.13

Tak Rse = 0.4 Rsi = 0.10

Golv Rse = 0.4 Rsi = 0.17

3.2.2 U-värdesberäkningar på föreslagna konstruktionen

För beräkningar av U-värdet av tak och väggar, har samma beräkningsmetoder som nämnts i avsnitt 3.21 använts. Den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten beräknades här också enligt ekvation 4, och därefter adderades 20% för köldbryggorna. Däremot beräknades U-värdet för den föreslagna golvkonstruktionen på ett annat sätt. Detta eftersom den

föreslagna golvkonstruktionen är en uteluftsventilerad krypgrund, se avsnitt 5.1.4.

Beräkningsmetoden av en uteluftsventilerad krypgrund utgörs av ekvation 5, 6, 7, 8, 9, 10 och 11 (Anderlind & Stadler u.å., s.62).

𝐵′ = 2 ∙𝐴 𝑃 (5) 𝑈𝑤 = 1 𝑅𝑤+0,17 (6) 𝑑𝑔 = 𝑤 + 𝜆 ∙ (𝑅𝑔+ 0,21) (7) 𝑈𝑣 = 2 ∙ ℎ ∙ 𝑈𝑤 𝐵′ + 1450 ∙ 𝜀 ∙ 𝑣 ∙ 𝑓𝑤 𝐵′ (8) 𝑈𝑓 = 1 𝑅𝑓+0,34 (9) 𝑈𝑔 = 2∙𝜆 𝜋∙𝐵′+𝑑 𝑔∙ ln (𝜋 ∙ 𝐵′ 𝑑𝑔+ 1) (10) 𝑈 = 1 1 𝑈𝑓+ 1 𝑈𝑔+𝑈𝑣 (11)

(20)

14

A = invändiga arean på golvet P = perimeter mot uteklimat h = kryprumsväggens höjd λ = markens värmekonduktivitet w = den totala väggtjockleken 𝑅𝑓=R-värde på golvbjälklaget 𝑅𝑤=R-värde på kryprumsväggen 𝑅𝑔=R-värde på markisoleringen 𝑓𝑤= vindskyddsfaktor

ε= ventilarea i 𝑚2 / meter perimeterlängd

v = medelvindshastighet, m/s

Till vindskyddsfaktorn, medelhastigheten, samt markens värmekonduktivitet har

schablonvärde för generella fall använts (Anderlind & Stadler u.å., ss.61-62). Nedan anges de valda värden till beräkningen av U-värdet för den föreslagna uteluftsventilerad krypgrund i avsnitt 5.1.4:

Rw: Vanligt förekommande tjocklek och material för krymprumsvägg är 250 mm av betong.

Detta har använts för beräkningen av Rw. Värmekonduktivitetsvärdet av betong antogs till 1.72 w/m, k.

𝝀: Värdet på markens värdekonduktivitet valdes till 2 w/m, k, som används för marktypen morän, men även när marktypen är okänd.

Rg: Till marken föreslogs isolering av cellplast med tjocklek 10 cm och

värmekonduktiviteten 0.032 w/m,k för beräkning av Rg.

ε

: 𝟎.𝟎𝟎𝟒∗𝑨

𝑷 , Används i de fallen där inget annat värde på ventilarea anges.

v: Medelvindhastigheten i Sverige ligger mellan 3m/s och 5m/s. I detta fall beräknas med

4m/s.

(21)

15

Rf: Eftersom det föreslagna bjälklagets tjockaste lager är isoleringen (10 cm cellulosafiber),

så har dess värmekonduktivitet (0.038 w/m,k) använts för beräkningen av Rf. Tjockleken d är för hela bjälklaget, ungefär 0.17 m.

3.2.3 U-värdet för fönster och dörr

U-värdet för fönster och ytterdörren har för enkelhetensskull valts att inte beräknas. Istället har uppskattningsvis schablonvärde från Glasbranschföreningen (u.å) inhämtats för att användas till beräkningarna, både för dörr och fönster.

(22)

16

4. Nuvarande konstruktion

Här sammanställs all information om huset som har samlats från platsbesöket, samtal med husägarna samt husritningar . Beräkningar som utfördes på husets Um-värde visas också i detta avsnitt för undersökning av husets nuvarande klimatskal.

4.1 Husbeskrivning

4.1.1 Allmän information

Huset byggdes i början på 1900-talet, och användes hittills av flera ägare som sommarhus. Byggnaden hade inga elsystem, och uppvärmningen skedde med ved. Husets

huvudkonstruktion (den största delen som byggdes först) är byggd av trästockar och omsluter kök och vardagsrum, se figur 3. Efter att den första konstruktionen har färdigställts, byggdes en ny konstruktion i anslutning till den ursprungliga. Denna del som i beräkningar kommer att kallas för förråd, är byggd av träreglar istället för trästockar, se figur 1. Under åren har också renoveringar genomförts av tidigare husägare för att byta fönstren mot 2-glasfönster, som uppskattas vara från 1940-talet, se figur 6. Figur 1, 2 och 3 nedan visar ritningar på husets fasader och planlösning.

(23)

17

Figur 1: Fasadritning på östfasaden och västfasaden. Återgiven med tillstånd från husägarna.

Figur 2: Fasadritning på norrfasaden och sydfasaden. Återgiven med tillstånd från husägarna.

(24)

18

4.1.2 Konstruktionsmaterialen

Husets väggar och tak saknade isolering, medans vindbjälklaget hade ett tunt lager av sågspån. Det finns tre typer av väggar i huset med olika material. I avsnitt 4.2 syns i tabellen de materialen som har en avgörande del för beräkningarna. De andra materialen som också hittades i väggarna var papper och tidningar.

Husgrunden bestod av träbjälklag och träplankor. Det saknades isolering på golvet i förrådet och i vardagsrummet, medans köksgolvet innehöll sågspånisolering.

Takets konstruktion, som är en sadeltak, bestod av trästockar, träplankor, underlagspapp och ventilerad yttertak av plåt. Även denna byggnadsdel saknade isolering.

4.1.3 Huset idag och framtida planer

Husägarna har redan påbörjat renoveringsarbetet av huset genom att bland annat ta bort de byggnadsmaterialen som inte går att återanvända på grund av att de var i dåliga skick, se figur 5. Sådana material var sågspånet i vindbjälklaget och även träplankorna där mögel växte på. Det planeras även att ta bort träplankorna i fasaden, se figur 4. Detta eftersom dessa har renoverats under åren av tidigare ägare och åtgärderna som utfördes ansågs av experterna som husägarna har konsulterat, skadliga för konstruktionen. Detta är på grund av att plankorna har blivit målade av plastfärg, som har gett upphov till röt-och fuktskador när vatten trängs under färgen.

Det planeras även att vinden byggas om till en andravåning, och en del av förrådet till badrum. Nya träbjälkar kommer därför att användas för mellanbjälklaget, men även för golvet.

(25)

19

Figur 4: Husets nuvarande fasad. Återgiven med tillstånd från husägarna.

Figur 5: Renoveringsarbete i vinden för att ta bort materialen som är i dåliga skick. Återgiven med tillstånd från husägarna.

(26)

20

Figur 6: Husets fönster. Egen foto.

4.2 U-värdesberäkningar

Under detta avsnitt kommer resultatet av U-värdesberäkningar som utfördes enligt metoden i avsnitt 3.2.1 och 3.2.3. Tabellerna visar materialen (insidan först) som ingår i de olika byggnadsdelarna, där tjocklekarna och värmekonduktivitetsvärden anges.

4.2.1 Vindsbjälklag

Här räknas det med att vindbjälklaget är den som avgränsar den kalla luften utomhus, och den varma inomhusluften eftersom taket inte är isolerad. I fallet då taket isoleras (se

åtgärdsdelen), så räknas U-värdet för denna istället för vindsbjälklag. Detta är också anledningen till att värmemotståndet på ventilerat yttertak av plåt räknas med i U-värdesberäkningar för vindsbjälklaget.

(27)

21

Tabell 2: U-värdesberäkningar för vindsbjälklag. Materialordningen börjas med insidan först.

Vindsbjälklag Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K) Ventilerat yttertak av plåt (Ventilerad

kallvind) 0.15 Trä plankor ovansida 0.050 0.12 0.42 Sågspån (isolering) 0.10 0.080 1.25 Trä plankor/fundament undersida 0.040 0.12 0.33 ∑R 2.15 Rsi+Rse 0.21 2.36 0.42

4.2.2 Väggar

Tabell 3: U-värdesberäkningar för Vägg 1 (vardagsrummet). Materialordningen börjas med insidan först.

Vägg 1 (vardagsrummet)

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R(𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K)

Trästockar 0.12 0.12 1.00 Ventilerat fasadsskikt (trä) 0.20 ∑R 1.20 Rsi+Rse 0.17 1.37 0.73

(28)

22

Tabell 4: U-värdesberäkningar för Vägg 2 (Köket). Materialordningen börjas med insidan först.

Vägg 2 (Köket)

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K) Träfiberskivor (halvhårda) 0.019 0.080 0.24 Träplankor 0.016 0.12 0.13 Trästockar 0.12 0.12 1.00 Ventilerat fasadsskikt (trä) 0.20 ∑R 1.57 Rsi+Rse 0.17 Summa 1.74 0.57

Mellan träreglarna i konstruktionen av vägg 3 fanns det ett ”luftmellanrum”, med andra ord ett luftskikt där luften antas vara stillastående. Detta tas med i beräkningarna som Icke ventilerat luftskikt.

Tabell 5: U-värdesberäkningar för Vägg 3 (Förråd). Materialordningen börjas med insidan först.

Vägg 3 (Förråd)

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K)

Träplankor 0.016 0.12 0.13 Icke ventilerat luftskikt (horisontell) 0.18 Träplankor fasad 0.024 0.12 0.20 ∑R 0.51 Rsi+Rse 0.17 Summa 0.68 1.46

(29)

23

4.2.3 Golv

Tabell 6: U-värdesberäkningar för Golv 1 (vardagsrummet). Materialordningen börjas med insidan först.

Golv 1 ( vardagsrummet)

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K)

Träplankor 0.050 0.12 0.42

Rsi+Rse 0.21

0.63 1.60

Tabell 7: U-värdesberäkningar för Golv 2 (köket). Materialordningen börjas med insidan först.

Golv 2 ( Köket)

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K) Träplankor 0.050 0.12 0.42 Sågspån 0.10 0.080 1.25 Träplankor 0.040 0.12 0.33 ∑R 2.00 Rsi+Rse 0.21 2.21 0.45

Tabell 8: U-värdesberäkningar för Golv 3 (förråd). Materialordningen börjas med insidan först.

Golv 3 ( förråd)

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K)

Träplankor 0.050 0.12 0.42

Rsi+Rse 0.21

(30)

24

4.2.4 Fönster och ytterdörr

Husens fönster är 2-glasfönster som uppskattas vara från 1940-talet, se avsnitt 4.1.1. Denna typ av fönster har enligt Glasbranschföreningen (u.å. s.3, s.6) ett ungefärligt U-värde på 2.80 𝑤/𝑚2, 𝑘.

Gamla dörrar har vanligtvis U-värde högre än 1.5 𝑤/𝑚2, 𝑘 (Dinbyggare u.å.). Eftersom det

inte hittades ett schablonvärde på U-värdet för dörren, har det istället uppskattats ett U-värde på ungefär 2.80 𝑤/𝑚2, 𝑘. Detta är på grund av att gamla dörrar, precis som gamla fönster

släpper ut mycket värme, vilket jämfördes med fönstren som också är tillverkade tidigt på 1900-talet.

4.3 Um-värdesberäkningar

Den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten för hela huset har beräknats enligt avsnitt 3.2.1 och 3.2.3 i metoden. Resultatet av beräkningarna sammanfattas i tabell 9 nedan. Den slutliga Um-värdet av den befintliga klimatskärmen har beräknats till ungefär 1.16

(W/𝑚2,K).

Tabell 9: Um-värdeberäkningar

Byggnadsdel Typ Area (𝑚2) U*A

Vägg Vägg 1 43 31 Vägg Vägg 2 28 16 Vägg Vägg 3 31 47 Dörr 2.0 5.6 Fönster Fönster 1 6.6 18 Fönster Fönster 2 2.7 7.6 Fönster Fönster 3 0.58 1.6 Fönster Fönster 4 0.25 0.7 Golv Golv 1 19 30 Golv Golv 2 17 7.7 Golv Golv 3 5.0 8.0 Vindsbjälklag 41 17 Summa: 196.1 190.2 Um (utan köldbryggor) 0.97 Köldbryggor tilläggas Um + 20% 1.16

(31)

25

5. Åtgärdsförslag

Under detta avsnitt presenteras valen av möjliga åtgärder för energieffektivisering av huset i denna fallstudie. Åtgärdsförslagen anges under varje byggnadsdel tillsammans med

beräkningar av U-värden, som ligger till grund för beräkningen av de föreslagna klimatskärmens genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten.

5.1 Förslag på åtgärder för konstruktionen

5.1.1 Väggar

För väggarna är tilläggsisolering en möjlig åtgärd för att säkerställa en varmare och jämnare klimatskal. Eftersom det är planerat att renovera husets fasad, är i så fall ett bra alternativ att isolera utvändigt för att undvika extra arbete när invändig tilläggsisolering skulle också göras, se även avsnitt 6.1.1. I och med att huset är en träkonstruktion som har egenskapen att avge och uppta fukt, så har isoleringsmaterialet cellulosafiber (i lösull) som också har dessa egenskaper, valts som lämpligast. Detta för att undvika fuktproblem i väggen. För att skydda isoleringen från luftrörelser som kan försämra isoleringsförmågan, är det också viktigt att ha ett vindskydd på den kalla sidan. För detta ändamål kan en träfiberskiva användas.

Träfiberskivan kan både ha en luftskyddande åtgärd, men även isolerande. Eftersom

materialet är av trä, så gäller också samma motivering som ovan, att skivan är fuktjämnande och diffusionsöppen.

Till den varma sidan kan ångbroms användas för att bevara fuktjämnandet i väggen och samtidigt täta mot luftrörelser. För insidan av väggen kan inomhusputs användas. För utsidan är också ventilerad fasadskikt av trä ett bra alternativ, både utseendemässigt, men även för att transportera bort fukten.

I tabell 10 och tabell 11 visas de föreslagna materialen tillsammans med tjocklekarna på dessa samt värmekonduktivitetsvärden för båda Vägg A (kök och vardagsrummet) och Vägg B (förråd). Båda väggar har samma åtgärdsförslag. Det som skiljer dem är

(32)

26

Tabell 10: U-värdesberäkningar för den föreslagna konstruktionen på Vägg A (för köket och vardagsrummet). Materialordningen börjas med insidan först.

Vägg A

Material typ Tjocklek (m)

λ - Värde (W/mK) R (𝑚2,K/W) U-Värde (W/𝑚2,K) Trästockar 0.12 0.12 1.0 Cellulosafiber (lösull) 0.095 0.038 2.5 Träfiberskiva (vindskydd och isolering) 0.022 0.048 0.46 Ventilerat fasadsskikt (trä) 0.20 ∑R 4.16 Rsi+Rse 0.13+0.040 0.17 4.33 0.23

Tabell 11: U-värdesberäkningar för den föreslagna konstruktionen på Vägg B (för förrådet). Materialordningen börjas med insidan först.

Vägg B

Material typ Tjocklek (m)

λ - Värde (W/mK) R (m2,K/W) U-Värde (W/m2,K) Cellulosafiber (lösull) 0.095 0.038 2.5

Träfiberskiva (vindskydd och

isolering) 0.022 0.048 0.46 Ventilerat fasadsskikt (trä) 0.20 ∑R 3.16 Rsi+Rse 0.13+0.040 0.17 3.33 0.30

5.1.2 Fönster och ytterdörr

Fönstren och ytterdörren är kulturhistoriskt värdefulla och det är därför rekommenderat att inte byta ut dem, se avsnitt 2.2. Fönstren går att åtgärda och minska deras U-värde genom användning av energiglas, som kan förbättra isoleringsförmågan hos dessa, se avsnitt 2.1.2. Eftersom U-värdet på gamla fönster med energiglas kan minskas i bästa fall till 1.3 𝑤/𝑚2, 𝑘, så har det uppskattningsvis valts ett U-värde på 1.5 𝑤/𝑚2, 𝑘, se avsnitt 2.1.2. Detta värde kommer senare att användas i Um-beräkningar, se kapitel 5.2.

(33)

27

U-värdet på ytterdörren kommer inte att ändras, då dörren är värdefull ur ett bevarandeperspektiv och är därför svår att genomföra åtgärder för minskning av

transmissionsförluster. Däremot är det möjligt att minska värmeförluster som sker genom luftrörelser med hjälp av tätningslister. Samma åtgärd är också viktig att utföra på fönstren, med hänsyn till var tätningslisterna placeras för att få ett bra tätningseffekt, se avsnitt 2.13.

5.1.3 Tak

Eftersom vinden kommer att användas som bostadsutrymme, så är det viktigt att åtgärda den kalla vinden. Istället för att isolera mellanbjälkslaget, är en bra åtgärd att isolera taket med minst 30 cm och upp till 40 cm då mycket värme försvinner genom denna byggnadsdel, se avsnitt 2.1.1. Här har det valts att tilläggisolera taket med 30 cm eftersom för tjockt isolering kommer att medföra till att bostadsutrymmet blir för trångt. Innanför isoleringen kan också ångbroms läggas för att hindra trängning av den varma luften i isoleringen som kan orsaka fuktskador.

Träplankor från den äldre konstruktionen, underlagspapp samt den ventilerade yttertak av plåt kan användas fortfarande efter att taket har åtgärdats. Ett vindskydd i form av träfiberskiva (samma typ som används i väggar) kan också vara bra att ha på utsidan av isoleringen. Därmed skyddas den mot utomhusluften. Alternativt kan också vindskydd i form av en vindduk användas. Nedan visas alla ingåendematerialen och U-värdet på hela den föreslagna takkonstruktionen:

Tabell 12: U-värdesberäkningar för den föreslagna takkonstruktionen. Materialordningen börjas med insidan först.

Tak

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (m2,K/W) U-Värde (W/m2,K)

Träplankor 0.024 0.12 0.20 Cellulosafiberisolering 0.30 0.038 7.9 Träfiberskiva 0.022 0.048 0.46 Ventilerat yttertak 0.15 ∑R 8.7 Rsi+Rse 0.10+0.040 0.14 8.8 0.11

(34)

28

5.1.4 Golv

Åtgärdsförslagen på golvet är att ha en uteluftsventilerad krypgrund, där golvbjälklaget isoleras med cellulosafiber. Isolering på bjälklaget och en ventilerad grund kommer att orsaka att kryprummet blir för kall. Detta kommer att orsaka fuktskador på bland annat blindbotten och i bjälklaget, se avsnitt 2.1.1. För att undvika detta problem är åtgärdsförslaget att täcka marken i krypgrunden med plastfolie. Därpå kan också en isolering på ungefär 10 cm läggas, av cellplastskivor, som både har låg värmekonduktivitet och dålig fuktupptagningsförmåga.

För att hindra att luften att trängs in i isoleringen i bjälklaget, placeras en vindskydd av exempelvis träfiberskiva på blindbotten. Golvbeläggningen kan bestå av träplankor från den äldre beläggningen (dessa som är fortfarande i bra skick).

För beräkningar av U-värdet för en krypgrund av denna form (med isolering i bjälklaget och på marken), användes en annan metod än den under beräkningarna av den gamla

golvkonstruktionen, se avsnitt 3.2.2. U-värdet på den föreslagna uteluftsventilerade krypgrunden har fåtts till 0.19 W/m2,K, se tabell 13.

Tabell 13: Krypgrundens ingående material och U-värdet på denna. Materialordningen börjas med insidan först. Golv Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (m2,K/W) U-Värde (W/m2,K) Träplankor 0.030 0.12 0.25 Cellulosafiber 0.10 0.038 2.63 Träfiberskiva 0.040 0.048 0.83 Cellplast XPS (på mark) 0.10 0.030 3.33 0.19

(35)

29

5.1.5 Mellanbjälklag

Vinden kommer att användas som bostadsutrymme och därför ska också hållas varm. För att inte hindra värmen från att komma upp dit så är en åtgärdsförslag att endast ljudisolera bjälklaget med exempelvis cellulosafiber.

Ett nytt träbjälklag kommer att behövas för att öka bärigheten då denna kommer att användas som ett golvbjälklag. För den övre delen kan de äldre och oskadade träplankorna användas.

Mellanbjälklaget tas inte med i Um-värdesberäkningar så som det gjordes tidigare under kapitel 4.2 (vindsbjälklaget). Detta är eftersom att vinden kommer att värmas upp, och taket blir då den delen som har kontakt med den kalla utomhusluften och den uppvärmda

inomhusluften.

Tabell 14: Materialförslag till mellanbjälklaget. Materialordningen börjas med insidan först.

Mellanbjälklag

Material typ Tjocklek (m) λ - Värde (W/mK) R (m2,K/W)

Trä plankor 0.050 0.12 0.42 Cellulosafiber (ljudisolering) 0.070 0.038 1.84 Träfiberskiva 0.050 0.048 1.04

5.2 Um-värdesberäkningar

Den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten som baseras på åtgärdsförslagen har beräknats enligt avsnitt 3.2 i metoden. Resultatet av beräkningarna sammanfattas i tabell 15 nedan. Den slutliga Um-värdet på den föreslagna klimatskärmen har beräknats till ungefär 0.36 (W/𝑚2,K).

(36)

30

Tabell 15: Um-värdesberäkningar för huset med åtgärdsförslagen

Byggnadsdel Typ Area (m2) U*A

Vägg Vägg A 79 18 Vägg Vägg B 34 10 Dörr 2.0 4.9 Fönster Fönster 1 6.6 9.9 Fönster Fönster 2 3.6 5.4 Fönster Fönster 3 0.58 0.87 Fönster Fönster 4 0.25 0.38 Golv 41 7.6 Tak 40 4.5 Summa: 207.0 61.6 Um (utan köldbryggor) 0.30 Köldbryggor tilläggas Um + 20% 0.36

5.3 Värme- och ventilationssystem

Det finns många möjliga värmesystem att installera i ett hus. Den utmanande delen är att hitta den rätta metoden som passar varje hus, speciellt de äldre. För huset i denna fallstudie har en kombination av solvärme och vedpanna/pelletspanna ansetts vara lämpligast.

Solvärme tillsammans med vedpanna eller en pelletspanna är ett miljövänligt val och som också skulle passa huset i denna fallstudie. Solvärme fungerar inte like effektivt på Luleås mörka vintrar, men kan däremot försörja husets värmesystem bättre under de långa

sommardagarna, där behovet av varmvatten och uppvärmningen kan täckas. Uppvärmning med ved eller pellets (ved- eller pelletspanna) kan täcka behovet på vintrar när solvärme inte är som effektivast.

Fjärrvärme är också ett miljövänligt system eftersom producering av värme sker till en stor del med biobränsle. Det är okomplicerat och behöver inte stor utrymme för installation. Det kan också vara ett lönsammare och enklare uppvärmningssystem att hantera. Valet av detta

(37)

31

uppvärmningssystem till huset i denna studie kan vara olämplig eftersom det troligen inte finns en tillgänglig fjärrvärmecentral i närheten av området Bensbyn som kan försörja huset.

Värmepumpar, som är vanligt förekommande uppvärmningssystem i småhus, kan vara ett mindre passande alternativ till huset i denna fallstudie av olika skäl. För det första så behöver installationen av ett sådant system mycket utrymme (till exempel källare), vilket inte skulle passa i huset då den saknar källare. En luftvattenpump som skapar värme genom att ta upp luft, kan vara känslig för kylan, speciellt i ett kallt klimat som Luleås. Dessutom så har värmepumpar stora investeringskostnader, och skulle vara som lönsammast att använda i fallen där värmebehovet är stort (till exempel större hus), vilket det kanske inte är fallet i huset i denna studie.

För att undvika fuktskador är det också viktigt att använda ett effektivt ventilationssystem. Eftersom äldre hus som i denna studie har oftast självdragsventilation, är ett bra alternativ att byta ventilationssystemet. Detta är på grund av att denna typ av ventilationssystem är mindre effektiv på sommartiden, vilket kan ge upphov till fuktskador och mögel. Dessutom så är luftflödet okontrollerad, och det kan medföra till för mycket ventilering på vintrarna. Ur energieffektiviserings perspektivet är detta därför ett negativt val som kan leda till stora värmeförluster. Istället föreslås ett fläktbaserat från-och tilluftsventilationssystem för bättre ventilering, där luftflödet kan regleras. Detta kombinerat med en värmeväxlare för att återvinna värme är en bra energieffektiviseringsåtgärd, som kan leda till stora

energibesparingar när huset täts tillräckligt. Den negativa aspekten av detta val skulle vara installationskostnaderna samt ökad elanvändning.

(38)

32

6. Diskussion

Den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten för huset utan

energieffektiviseringsåtgärder låg på 1.16 𝑤/𝑚2, 𝑘, medans det beräknade värdet efter åtgärdsförslagen beräknades till ungefär 0.36 𝑤/𝑚2, 𝑘. Detta innebär att värmeförlusterna skulle reduceras med ungefär 69%. Enligt Boverkets byggregler (2015) så är kravet på Um-värdet för småhus 0.40 𝑤/𝑚2, 𝑘, vilket visar att åtgärdsförslagen skulle kunna uppnå kravet. Beräkningarna som har utförts är däremot förenklade, där köldbryggor uppskattats med ett procentpåslag. Um-värdet skulle därför kunna ligga högre eller mindre än 0.36 𝑤/𝑚2, 𝑘.

Renovering och energieffektivisering av äldre hus bidrar i de flesta fall till en positiv förändring av husets klimatskärm och en fördel till miljön. Detta innebär däremot inte att arbetet kommer vara riskfritt, utan att även vissa energieffektiviseringar har sina nackdelar som också måste tas hänsyn till. Av denna anledning kommer därför åtgärdsvalen att diskuteras ur ett hållbarhets perspektiv men även funktionsmässigt, samt hur dessa skulle påverka husets kulturhistoriska värde.

Under diskussionen kommer även vissa av husägarnas val med avseende på

tilläggsisoleringsåtgärden att jämföras med de som föreslås i denna rapport. Detta är främst för att kunna se nackdelarna och fördelarna i varje alternativ som väljs.

6.1 Tilläggsisolering

6.1.1 Utvändig eller invändig?

Husägarna har valt att tilläggsisolera väggarna i denna fallstudie både utvändigt och

invändigt, eftersom att endast isolera invändigt skulle ta mer inomhusutrymme, vilket de ville undvika. I avsnitt 5.1.1 har ett förslag om att endast tilläggisolera väggarna utvändigt angetts. Detta eftersom fasaden är planerad att renoveras, vilket innebär att det skulle vara mer

lönsamt att åtgärda från sidan där renoveringsarbete ska ändå göras. Att tilläggisolera invändigt kan medföra till extra arbete, men också till fuktproblem då trästockarna i den ursprungliga väggen kan bli kallare, se avsnitt 2.1.1. Huset har dessutom inte så stor

utrymme, och att isolera insidan kommer därför innebära ett ännu mindre utrymme. Utvändig tilläggsisolering kan medföra till en torrare och värmare vägg, men behöver däremot en viss insats för att flytta ut fönstren på grund av estetiska skäl.

(39)

33

6.1.2 Materialval och tjocklek

För tilläggsisoleringsåtgärden måste andra viktiga beslut också tas. Nästa steg är att

bestämma vilken typ av isolering som ska användas, vilket också är en avgörande beslut som kan leda till problem om inte rätt material väljs. Isoleringsmaterialen brukar finnas både som lösull eller skivor, och har olika egenskaper beroende på materialet. I denna rapport har isoleringen i form av lösull föreslagits istället för i skivform (den senare är husägarnas val för isolering i väggar). Förslaget att använda lösull baseras främst på att isoleringsmaterialen i lösullform är enklare att hantera när de ska läggas på byggnadsdelarna jämfört med de i skivform, se avsnitt 2.1.1.1. Valet baseras också på att användningen av lösull kan innebära mindre otätheter och köldbryggor som kan förekomma när skivor används, vilket medför till ett bättre isoleringsförmåga. Dessutom så släpps det mer koldioxid vid tillverkning av material i skivor än av lösull.

När det gäller valet av isoleringsmaterial, så baserades detta på framförallt att det har samma egenskaper som träkonstruktionen, det vill säga att isoleringen har fuktbuffrande förmåga. En annan anledning till valet av cellulosafiber är att det har ett mindre värmekonduktivitetsvärde, vilket visar hur bra materialet isolerar. Cellulosafiber kräver dessutom mindre energi vid tillverkning jämfört med exempelvis mineralull, se avsnitt 2.1.1.1. I denna fallstudie har det även föreslagits att använda cellulosafiber som ljudisolering till mellanbjälklaget då

materialet är tung och isolerar bra mot buller.

I krypgrunden har isoleringsmaterialet cellplast valts som ett alternativ till markisoleringen då den inte har samma fuktupptagnings förmåga jämfört med cellulosafibers, se avsnitt 2.1.1.1. Materialet är inte hållbart ur miljöperspektivet, men har ett lågt värmekonduktivitetsvärde och klarar av den fuktiga miljön i krypgrunden. Husägarna har däremot valt att använda skumglas till detta ändamål, vilket är miljömässigt ett bra val men även med avseende på dess långa livslängden. Materialet har däremot högt värmekonduktivitetvärde, och för att uppnå ett bra isoleringsförmåga så måste tjockare skikt på isoleringsmaterialet användas.

Tjockleksvalet på isoleringen har valts framförallt enligt rekommendationer från

litteraturstudien, men även med avseende på vilken byggnadsdel det handlar om, se avsnitt 2.1.1. Eftersom mycket värmeförluster går igenom golv och tak, valdes tjockare lager i golvbeläggningen (10 cm) och taket (30 cm) för att få ett jämnare inomhusklimat. På

(40)

34

kommer att flyttas ut mycket i förhållande till grunden och takfoten. Av denna anledning har en isolerings tjocklek på väggarna på 9.5 cm föreslagits. För taket är det inte heller alltid möjligt att tilläggisolera för tjockt då detta kan riskera att det blir för trångt i vindsutrymmet. Det är därför som tjockleken 30 cm valdes slutligen i denna studie istället för 40 cm, vilket är husägarnas val för tjockleken på takets isolering.

6.1.3 Ångbroms eller ångspärr?

I denna rapport har förslaget om läggning av ångbroms på byggnadsdelarnas varma sidan gjorts då detta val ansågs som lämpligast. Detta eftersom att ångbromsen kan täta mot luftrörelser men samtidigt inte är lika diffusionstät som ångspärr, se avsnitt 2.1.1.2. Med ångspärr skulle fukt istället stängas in i konstruktionen, vilket kan leda till fuktproblem eftersom materialen i den föreslagna väggkonstruktionen är hygroskopiska. Ångbromsen tillsammans med träs- och cellulosafibersförmåga att avge och uppta fukt skulle medföra till en jämnare fuktvandring i konstruktionen och därmed minska risken för möjliga fuktskador.

6.2 En fråga om ekologisk hållbarhet

Energieffektivisering av hus är en ekologisk hållbar åtgärd för att framförallt kunna spara på jordensresurser och minska klimatpåverkan. Den är dessutom en lönsam åtgärd över en längre tid med avseende på minskad energianvändningskostnader. Ett varmare

inomhusklimat betyder också ökad komfort för husägarna.

Vissa energieffektiviseringsåtgärder verkar ha en positiv effekt på miljön när man fokuserar på resultatet av minskad uppvärmningsbehov. Däremot, om de olika åtgärdernas påverkan inte sätts i frågan, så kommer det slutliga effekten vara mindre hållbar. Detta är till exempel om man bortse från ökad elanvändning på grund av uppvärmningssystemen, eller utsläppet av miljöfarliga material som finns i några byggnadsmaterial, se avsnitt 2.1.1.1 och 2.1.3. Det är därför viktigt att undersöka båda de positiva och de negativa påföljderna av varje åtgärd, för att sedan bestämma om dessa är värda att utföra i slutändan. I denna studie har vissa miljövänliga åtgärdsförslag angivets, men även några som anses vara mindre ekologiskt hållbara. Nedan sammanfattas några alternativ som har en negativ- eller en positiv miljöföljd.

(41)

35

Tabell 16: Åtgärdsförslagens potentiella miljöeffekter

Negativa effekter Positiva effekter

-Valet av cellulosafiber som isoleringsmaterial kan ha en negativ effekt om nyproducerad cellulosafiber används (kräver mer energi vid tillverkning).

-Förslaget att använda cellplastisolering (på mark): Detta eftersom materialet är

energikrävande vid tillverkning och släpper mycket koldioxid.

-Förslagen till ventilationssystemet och

värmepumpar kan medföra ökad elanvändning.

- Cellulosafiberisoleringen av returpapper (inte nyproducerad) är energisnålt

- Åtgärdsförslaget att återanvända husets gamla byggmaterial till exempel träplankor till golvbeläggningar.

- Den föreslagna ventilationssystemet återvinner värme.

- Valet att använda isoleringsmaterialet av typen lösull som är mindre

energikrävande vid tillverkningen och släpper ut mindre CO2 jämfört med skivor.

- Uppvärmningsförslagen drivs av bioenergi.

6.3 Skyddas husets kulturhistoriska värdet?

Byte av fasaden har en hög risk ur varsamhetsperspektivet, vilket husägarna har redan

beslutat om att göra i denna fallstudie. Detta är eftersom plankorna på fasaden är målade med plastfärg som har lett till fuktskador på plankorna och måste därför bytas. En åtgärd är i detta fall att husets nya fasad utformas på det sättet att den får samma utseende den hade i början när den var nybyggd, för att bevara den kulturhistoriska karaktären av denna byggnadsdel.

Valet att inte byta ut fönster och dörrar trots de stora värmeförlusterna genom dessa är på grund av deras kulturhistoriska värde, se avsnitt 2.1 och 2.2. Istället för att byta ut dessa har det därför valts att använda tätningslister och energiglas som har mindre påverkan på husets kulturhistoriska värde för att minska värmeförlusterna. Det har även valts att tilläggsisolera de andra byggnadsdelarna för att uppnå en jämnare klimatskal och därmed mindre Um-värde, istället för att byta dörren och fönstren.

I renoveringar kan det också riskeras att husets värdefulla delar förstöras om skador och slitage uppstår. Det är därför viktigt att materialen som används i bygget är av bra kvalité och har långa livslängder.

(42)

36

7. Slutsats

Genom denna studie har nya kunskaper om energieffektivisering av äldre småhus inhämtats för att kunna utföra en förenklad undersökning av hur en klimatskärm skulle kunna åtgärdas i verkligheten. Alternativen på energieffektiviseringsåtgärder är flera, och arbetet innebar därför att kunna överväga vilka som skulle passa bäst husets unika egenskaper och förhållanden.

Husets klimatskärm har undersökts genom beräkningar av den genomsnittliga

värmegenomgångskoefficienten för att få reda på husets befintliga isoleringsförmåga. Utifrån husets förhållanden, och för att minska transmissionsförlusterna, har det kommit fram att tilläggsisolering av husets tak, golv och väggar är lämpliga energieffektiviseringsåtgärder. Med avseende på den genomsnittliga värmegångskoefficienten som har beräknats, tycks åtgärdsförslagen kunna förbättra klimatskärmens isoleringsförmåga. För att täta

klimatskärmen och minska värmeförlusterna genom luftrörelser har åtgärden att sätta tätningslister på fönster och dörrar också föreslagits. Till fönstren har det föreslagits att använda energiglas för att minska U-värdet på dessa. Med valet att inte byta ut fönster och dörrar, trots värmeförlusterna genom dessa, har även hänsyn till husets kulturhistoriska värdet tagits enligt målet som sattes. Även materialvalet och isoleringstjocklekar har beaktats så att det passar husets egenskaper.

En till möjlig energieffektiviseringsåtgärd som föreslås i detta arbete är installation av nya uppvärmnings- och ventilationssystem. Solvärme kombinerat med uppvärmning med vedpanna har valts i denna rapport som möjliga system att använda. Det har även kommit fram att ett från-och tilluftsventilationssystem där värme går att återvinna genom en värmeväxlare är ett bra alternativ till ventilationen. Detta ansågs som lämpligast ur ett energibesparingsperspektiv.

För fortsatt arbete är det rekommenderat att utföra livscykelkostnadskalkyler på varje

åtgärdsförslag som görs på uppvärmningssystemen, men även för ventilationen. Detta för att kunna genom att ta hänsyn till energikostnaderna under ett systems livslängd, samt dess investerings- och underhållskostnaderna, identifiera den mest lönsamma metoden att

använda. Även kostnader och livslängden på material och åtgärdsvalen som föreslås är något intressant att undersöka i fortsatta studier.

(43)

37

8.Referenser

ANDERLIND, G & STADLER, C. U.Å. Isolerguiden Bygg 06. Stockholm: Swedisol.

BEBOSTAD. 2017. Inventering av kulturhistoriska och antikvariska värden. Tillgänglig:

https://www.bebostad.se/renovera-energieffektivt/genomfoera-energieffektiviserande- renoveringar/foerberedelse/foerstudie-nulaege/inventering-av-kulturhistoriska-och-antikvariska-vaerden [Hämtad 2020-04-20]

BOVERKET. 2020. Boverkets byggregler, BBR. Tillgänglig:

https://www.boverket.se/contentassets/a9a584aa0e564c8998d079d752f6b76d/konsoliderad_b br_2011-6.pdf [Hämtad 2020-09-21]

BOVERKET. 2012. Handbok för energihushållning enligt boverkets byggregler. 2. Karlskrona: Boverket. Tillgänglig:

https://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2012/handbok-for-energihushallning-enligt-boverkets-byggregler.pdf [Hämtad 2020-04-20]

BOVERKET. 2017. Miljöindikationer. Tillgänglig:

https://www.boverket.se/sv/byggande/hallbart-byggande-och-forvaltning/miljoindikatorer---aktuell-status/ [Hämtad 2020-02-06]

DINBYGGARE. U.Å. Energisnåla ytterdörrar lönar sig i längden. Tillgänglig:

https://www.dinbyggare.se/energisnala-ytterdorrar-lonar-sig-i-langden/ [Hämtad 2020-04-25]

References

Outline

Related documents

2 § Lagen gäller, trots det som anges i 3 § andra stycket 3 lagen (2013:948) om stöd vid korttidsarbete, även för arbetsgivare i fråga om verksamhet som huvudsakligen

Av remissen framgår att regeringens ambition är att uttaget av kupongskatt inte ska stå i strid med vad som direkt följer av EU- domstolens dom såvitt avser utländska

Det står naturligtvis riksdagen fritt att lägga till regler, vilkas för- hållande till EU-rätten ännu inte har kommit till klart uttryck i EU- rättslig praxis.. Om sådana

För att jämföra med de åtgärdsförslag som HFAB tagit fram tillsammans med olika konsulter, görs också en alternativ beräkning på

Om sjukpenningförsäkringen ses som en kontant bidragsförmån sna- rare än som en försäkring går det att argumentera för att förmånen inte är universell eftersom

Undersökningen har koncentrerats till att skapa underlag för dimensionering vid värmeuttag ur bergborrade brunnar, dvs energiflöden mellan berget, grundvattnet i borrhålet

peratur förelåg ej någon risk för frysning på grund av avloppsvattnets respektive omgivande marks stora värmeinnehåll i förhållande till den del, som togs ut. Det

skillnaden för total energianvändning mellan genomsnittshuset och det energisnåla huset med de fyra olika systemlösningarna förstår man att det är viktigt att bygga energisnålt