Hur kan framtidens trähus bli nära nollenergi-byggnader

Svein Ruud

Energiteknik

SP Rapport 2011:28

SP Sveri

ge

s T

ekn

isk

a Forskn

in

gs

in

stitut

Hur kan framtidens småhus

bli näranollenergi-byggnader

Svein Ruud

Abstract

How can future single family houses be built as nearly

zero energy buildings

The background to this study is the increased demand on low energy use in our new

buildings, e.g. through the new European directive on energy use in building (EPBD2).

The purpose has been to point out different possible ways to reach very low energy use in

future timbre framed single family houses. This has been done through measurements of

the energy use in a limited number of newly built pilot houses, combined with numerous

of calculations with different performances of the building envelopes and with different

building services systems applied. Measurements on the new buildings show that they

fulfill the energy requirements at the time of construction (2009), but that they would not

meet future requirement for so called nearly zero energy buildings (nZEB). The study

shows that there are possible improvements both on the building envelope as well as on

the building services systems. Some of these improvements are already implemented in

new built houses delivered today (2011), due to increased requirements in the Swedish

building code. To verify the energy performance according to the Swedish building code,

new houses need to be equipped with several reliable energy and temperature meters that

are placed properly and logged sufficiently frequently.

More than 150 different combinations of building envelopes and building services

systems have been calculated. From a building physic point of view two of the pilot

houses have been used a base for the calculations, a larger two-storey hose and a smaller

one-storey house. In a first step the building envelopes have been slightly improved,

mainly regarding better windows, air tightness and thermal bridges. In a second step the

building envelopes have been drastically improved, towards a “passive house envelope”.

The calculations show that it is possible to construct building with “nearly zero” energy

use. This requires both a very well insulated and airtight building envelope, as well as

very energy efficient building services systems. The energy use is then so low that it can

be covered by electricity and heat produced by photovoltaic and thermal solar panels

situated on the site. However, this requires that the electric grid and eventually also the

district heating grid can be used as accumulators, e.g. it must be possible to compensate

underproduction during nighttime and wintertime with overproduction during daytime

and summertime. On the other hand, EPBD2 do not require that the energy used need to

be produced on site or in its vicinity, only that the main part of the energy used should be

renewable. The choice of building services system has the largest impact on the

possibility to reach “nearly zero” levels of energy use. When using very energy efficient

building services systems, especially ground source heat pumps, “nearly zero” levels can

be reached without the use of “passive house envelopes”.

Key words: nearly zero energy buildings, single family houses

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

SP Technical Research Institute of Sweden

SP Rapport 2011:28

ISBN 978-91-86622-59-6

ISSN 0284-5172

Innehållsförteckning

Abstract

3

Innehållsförteckning

4

Förord

7

Sammanfattning

8

1

Inledning

9

1.1

Bakgrund

9

1.2

Målsättning

9

1.3

Begränsningar

9

2

Mätningar och utvärdering av pilothus

10

2.1

Pilothus 1

11

2.1.1

Byggnadstekniska data

11

2.1.2

Klimatdata

11

2.1.3

Brukarrelaterade indata

11

2.1.4

Resultat av mätning och utvärdering

12

2.2

Pilothus 2

13

2.2.1

Byggnadstekniska data

13

2.2.2

Klimatdata

13

2.2.3

Brukarrelaterade indata

13

2.2.4

Resultat av mätning och utvärdering

14

2.3

Pilothus 3

15

2.3.1

Byggnadstekniska data

15

2.3.2

Klimatdata

16

2.3.3

Brukarrelaterade indata

16

2.3.4

Resultat av mätning och utvärdering

16

3

Teoretiska beräkningar för pilothus

18

3.1

Beräkningsförutsättningar

18

3.1.1

Byggnadsfysik och byggnadsutformning

18

3.1.2

Installationstekniska kombinationer

18

3.1.3

Värmeåtervinning av värme i avloppsvatten

19

3.1.4

Brukarrelaterade indata

20

3.1.5

NNE-krav och klimat

20

3.2

Beräkningsresultat

21

3.2.1

Klimatzon III

21

3.2.2

Klimatzon II

23

3.2.3

Inverkan av avloppsvärmeväxlare

24

4

Diskussion och slutsatser

25

5

Fortsatt arbete

26

6

Referenser

27

7

Bilagor

28

Bilaga 1.1

U-värdesberäkningar för Pilothus 1

29

Bilaga 1.3

U-värdesberäkningar för Pilothus 3

35

Bilaga 2.1

Utvärdering av uppmätta värden för pilothus 1

39

Bilaga 2.2

Utvärdering av uppmätta värden för pilothus 2

42

Bilaga 2.3

Utvärdering av uppmätta värden för pilothus 3

46

Bilaga 3.1

Beräkningar för årsmedeltemperatur +9°C;

Pilothus 1, standard

53

Bilaga 3.2

Beräkningar för årsmedeltemperatur +9°C;

Pilothus 1, förbättrat

79

Bilaga 3.3

Beräkningar för årsmedeltemperatur +9°C;

Pilothus 1, ”passivhus”

105

Bilaga 3.4

Beräkningar för årsmedeltemperatur +9°C;

Pilothus 2, standard

131

Bilaga 3.5

Beräkningar för årsmedeltemperatur +9°C;

Pilothus 2, förbättrat

157

Bilaga 3.6

Beräkningar för årsmedeltemperatur +9°C;

Pilothus 2, ”passivhus”

183

Bilaga 4.1

Beräkningar för årsmedeltemperatur +6°C;

Pilothus 1, standard

209

Bilaga 4.2

Beräkningar för årsmedeltemperatur +6°C;

Pilothus 1, förbättrat

235

Bilaga 4.3

Beräkningar för årsmedeltemperatur +6°C;

Pilothus 1, ”passivhus”

261

Bilaga 4.4

Beräkningar för årsmedeltemperatur +6°C;

Pilothus 2, standard

287

Bilaga 4.5

Beräkningar för årsmedeltemperatur +6°C;

Pilothus 2, förbättrat

313

Bilaga 4.6

Beräkningar för årsmedeltemperatur +6°C;

Pilothus 2, ”passivhus”

339

Bilaga 5.1

Beräkningar för årsmedeltemperatur +3°C;

Pilothus 1, standard

365

Bilaga 5.2

Beräkningar för årsmedeltemperatur +3°C;

Pilothus 1, förbättrat

391

Bilaga 5.3

Beräkningar för årsmedeltemperatur +3°C;

Bilaga 5.4

Beräkningar för årsmedeltemperatur +3°C;

Pilothus 2, standard

443

Bilaga 5.5

Beräkningar för årsmedeltemperatur +3°C;

Pilothus 2, förbättrat

469

Bilaga 5.6

Beräkningar för årsmedeltemperatur +3°C;

Förord

Denna rapport är en del av slutrapporteringen av Vinnova-projektet ”Framtidens Trähus”,

delprojekt WP 1 – System för energieffektivitet och bra innemiljö i trähus.

Projektet har genomförts i samarbete med Lunds Tekniska Högskola och Svensk Industri.

Författaren vill framför allt tacka branschorganisationen TMF (Trä- och Möbelföretagen)

för ekonomiskt stöd till projektet, men också följande företag för deras aktiva deltagande

och bidrag på olika sätt: Myresjöhus, Götenehus, Willa Nordic och Energijägarna.

Författaren vill också tacka projektets vetenskapliga och industriell referensgrupper för

värdefulla synpunkter under projektets genomförande.

Sammanfattning

Bakgrunden till arbetet är de allt hårdare kraven på låg energianvändning som ställs på

våra nya byggnader, bl.a. genom det senaste direktivet om byggnaders energiprestanda

(EPBD2). Målsättningen har varit att genom en kombination av mätningar på ett

begränsat antal pilothus uppförda med bra tillgänglig teknik och kompletterande

beräkningar visa på olika sätt att nå en mycket låg energianvändning i framtidens små

trähus, d.v.s. villor/småhus. Mätningar av total energianvändning visar att samtliga

pilothus uppfyller de krav på energianvändning enligt BBR15 som gällde när husen

uppfördes. Två av husen skulle dock inte så som de levererades klara de skärpta krav på

energianvändning i elvärmda hus som 2010 infördes i BBR16. Dessa två hus utrustades

under projekttiden med en förbättrad typ av frånluftsvärmepump. Redan idag levereras

som standard nybyggda hus med bättre energiprestanda än de aktuella pilothusen. När det

gäller byggnadsfysiken är det främst bättre fönster som blivit standard och när det gäller

installationerna är det främst en kraftigt förbättrad frånluftsvärmepump som börjat

användas. I vissa fall används idag även bergvärmepumpar vid nybyggnation. Vid

fjärrvärme är ventilationsvärmeåtervinning nästan alltid nödvändigt för att klara

energikraven. A-klassade cirkulationspumpar och eleffektiva EC-fläktar har också blivit

nästan standard idag. Uppmätta värden på total energianvändning redovisas tillsammans

med beräknade värden baserade på fabrikantdata och schablonmässiga värden avseende

hushållsel. Om man endast har tillgång till en fastighets totala energianvändning i form av

el (och eventuellt fjärrvärme) är det svårt att göra en noggrann uppföljning av en

byggnads energianvändning. Fastigheten bör därför förses med undermätare som dels

mäter energianvändning utanför byggnaden (motorvärmare, fristående garage, etc.), dels

den del av energianvändningen inne i byggnaden som är hushållsel. Vidare bör man mäta

lufttemperaturen utomhus, inomhus och i frånluftskanal. Temperatur på inkommande

kallvatten bör också mätas, liksom mängden kallvatten som blir varmvatten. Timvärden

ger bättre information än dygns- och månadsvärden. Endast årsvärden bör undvikas. Men

även om alla dessa parametrar mäts på timbasis så kvarstår givetvis osäkerheter

(fönstervädring, vedeldning, värmare kopplade till eluttag för hushållsel, etc.).

Mer än 150 olika kombinationer av olika byggnadsskal och installationstekniska

lösningar har beräknats. Byggnadsfysikaliskt har två av pilothusen använts som

utgångspunkt, ett större tvåplans hus och ett mindre enplans hus. För dessa har sedan i ett

första steg vissa förbättringar antagits, främst avseende bättre fönster. Detta motsvarar

ungefär vad som levereras idag. I ett andra steg har man närmat sig ett ”passivhusskal”,

motsvarande det bästa som kan tänkas levereras 2021. De beräkningar som har utförts

visar att det är möjligt att uppföra byggnader med ”nära noll” energianvändning i

driftskedet. Detta kräver dock både ett bra byggnadsskal (välisolerat och tätt) och mycket

energieffektiva installationer (för värmeproduktion, -distribution och -återvinning).

Energianvändningen blir då så låg att energibehovet kan täckas med solceller och

solvärme producerad på fastigheten. Detta kräver dock att elnät och eventuellt också

fjärrvärmenät får användas som ackumulatorer, samt att överskott under dagtid

sommartid får kvittas mot underskott vintertid och nätter. Det bör dock poängteras att

EPBD2 inte kräver att det resterande behovet av energi produceras på fastigheten eller i

dess närhet. Det viktiga är att det tillförda resterande behovet av energi huvudsakligen

består av förnybar energi. Valet av installationer har störst betydelse för möjligheten att

uppnå ”nära noll” energianvändning i driftskedet. Installationerna kan delas in i tre delar.

Den ena delen handlar det om eleffektiv distribution av värme, varmvatten och

ventilationsluft. Den andra delen handlar om effektiv värmeåtervinning av värme i

frånluft och avloppsvatten. Den tredje delen handlar om effektiv energiproduktion (värme

och el) med kraftvärme, biobränslepannor, värmepumpar, vindkraft, solvärme och/eller

solceller. Vid val av mycket effektiva installationstekniska lösningar, framför allt

bergvärmepumpar, är det inte alltid nödvändigt att byggnadsfysikaliskt gå så långt som

till ett ”passivhusskal” för att uppnå ”näranollenergi”-nivåer.

1

Inledning

1.1

Bakgrund

Bakgrunden till arbetet är de allt hårdare kraven på låg energianvändning som ställs på

våra nya byggnader. Orsaken är att byggnaderna står för cirka 30-40 % av vår totala

energianvändning. Därigenom bidrar de direkt eller indirekt till den globala

uppvärmningen. I en värld med allt mer begränsade resurser bidrar minskad

energianvändning också till att förbättrad försörjningstrygghet. På Europeisk nivå har

man därför redan sedan tidigare antagit EPBD1 (Energy Performance of Buildings

Directive 2002/91/EC) vilket har lett till de strängare energikrav som införts i de svenska

byggreglerna på senare år (BBR15-18). Nu har man inom EU också antagit EPBD2

(Energy Performance of Buildings Directive 2010/31/EU) [1]vilket innebär att alla nya

byggnader fr.o.m. 2021 skall vara så kallade ”näranollenergibyggnader” (vanligen

förkortat NNE-byggnader). Detta kommer att ställa extra hårda krav på en- och

tvåfamiljshus, vilka idag till övervägande delen byggs med lätta träregelstommar.

1.2

Målsättning

Målsättningen har varit att genom en kombination av mätningar på ett begränsat antal

pilothus uppförda med bra tillgängliga teknik och kompletterande beräkningar visa på

olika sätt att nå en mycket låg energianvändning i framtidens trähus uppförda som villor.

1.3

Begränsningar

Studien har omfattat beräkning av energianvändning i småhus med olika byggnadsskal

och installationstekniska lösningar, samt mätning av total energianvändning i tre småhus.

Småhusen uppfördes under en period med ekonomisk kris, vilket ledde till att endast tre

av fyra pilothus byggdes och inte ens de byggdes fullt ut med då tillgänglig bästa teknik.

På grund av allvarlig sjukdom hos den som var ansvarig för mätningarna i pilothusen har

en planerad detaljerad uppföljning av energianvändningen i pilothusen inte varit möjlig

att göra inom ramen för projektet. Fortsatta och mer noggranna mätningar kommer att ske

i pilothusen, men då mera för att verifiera beräkningsmetoder och behovet av uppföljande

mätningar för att kunna genomföra en korrekt energideklaration. Det huvudsakliga

resultatet av projektet har därför blivit en teoretisk studie av vad som kan vara möjligt att

uppnå i de trähus som byggs i framtiden. Studien har avgränsats till vad som är tekniskt

möjligt med idag bästa tillgängliga teknik. Inga beräkningar av investerings-, energi-,

drifts- och LCC-kostnader ingår i studien.

2

Mätningar och utvärdering av pilothus

Mätningar har utförts på ett begränsat antal nybyggda pilothus. Pilothusen består till

största delen av på husfabrik prefabricerade byggnadsdelar. För samtliga pilothus har

utvärderingen gjorts med utgångspunkt från uppmätt total energianvändning under en

12-månadersperiod, tekniska data från hus- och värmepumpsleverantörer, aktuell klimatdata

samt viss kunskap om hushållens sammansättning och inomhustemperatur. En jämförelse

mellan ursprungligen beräknad och verklig uppmätt energianvändning har på så sätt

kunnat göras. Delvis beroende på att separat mätning av vare sig hushållsel eller

varmvattenanvändning inte har gjorts blir uppskattningen av specifik energianvändning

relativt osäker. Samtliga beräkningar har gjorts i programmet TMF Energi, version 2.2.

När pilothusen uppfördes gällde energikrav enligt BBR15, vilket innebar att i klimatzon

III skulle för samtliga hus specifik energianvändning vara lägre än 110 kWh/m

2

,år.

Kravet avser normalt brukande under ett normalår. Viss vägledning kring vad som är

”normalt brukande” ges i några olika skrifter från Boverket [3, 4]. Vid en beräkning inför

en bygganmälan antar man därför ett ”normalt brukande” och ett klimatmässigt normalår.

Eftersom uppmätt energianvändning i princip aldrig sker vare sig under ett normalår eller

vid ett ”normalt/standardiserat brukande”, måste alltid hänsyn tas till detta vid en

utvärdering. Under projekttiden infördes under 2009 genom BBR16 skärpta krav på

elvärmda byggnader. Under 2012 kommer genom BBR19 en skärpning också att ske för

ej-elvärmda byggnader. I Energimyndighetens rapport ”Uppdrag 13: Nationell strategi för

lågenergibyggnader”, ER 2010:39 [2] föreslås att alla nya byggnader fr.o.m. 2021 ska

klara kravnivåer som motsvarar nästan en halvering av de kommande BBR19-kraven. I

tabell 1 nedan redovisas förändringar i BBR-krav 2007-2012, samt av Energimyndigheten

föreslagna NNE-nivåer fr.o.m. 2021. Energikraven i BBR beror på i vilken klimatzon

byggnaden ligger. Klimatzonerna enligt BBR16-19 visas i bild 1. I BBR15 fanns bara två

klimatzoner, där nuvarande klimatzon I och II var ”klimatzon norr” och klimatzon III var

”klimatzon söder”.

Tabell 1. Förändringar i BBR-krav 2007-2012 samt föreslagna NNE-krav 2021 (kWh/m

2

)

Klimat-zon

BBR15 (2007)

BBR16-18 (2009)

BBR19 (2012)

ER 2010:39 (2021)

alla värmeformer

ej-elvärme

elvärme

ej-elvärme

elvärme

ej-elvärme

elvärme

I

130

150

95

130

95

75

50

II

130

130

75

110

75

65

40

III

110

110

55

90

55

55

30

2.1

Pilothus 1

2.1.1

Byggnadstekniska data

Byggnadsfysikaliska data för Pilothus 1 ges i tabell 2. Huset är i två plan och har en

väldigt kompakt byggnadsform, vilket är positivt ur energisynpunkt. Däremot har huset

en relativt hög genomsnittlig värmegenomgångskoefficient (U

m

-värde), till stor del

beroende på stora fönsterytor med relativt höga U-värden. I brist på beräknade respektive

uppmätta värden för köldbryggor och täthet har schablonmässiga värden antagits, delvis

enligt skrift från Boverket [5]. Mer detaljerade uppgifter om olika byggnadsdelars ytor

och U-värden ges i bilaga 1.

Tabell 2. Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data för Pilothus 1

U

m

-värde

0,33 W/m

2

K

A

om

402 m

2

A

temp

184 m

2

Formfaktor

2,19 -

Fönsterandel

26 % av A

temp

Transmissionsförlust

134 W/K

Spec. transmissionsförlust

0,73 W/K m

2

A

temp

Byggnadsskalets täthet

0,8 l/s m

2

A

om

Pilothus 1 är installationstekniskt utrustad med en frånluftsvärmepump av fabrikatet

IVT633, vilken använder sig av fjärrvärmespets när inte värmepumpens avgivna

värmeeffekt räcker till. Det är en relativt liten och enkel värmepump med

on/off-reglering. Installerad eleffekt är mindre än 1 kW vilket gör att huset enligt BBR16-18

definitionsmässigt blir ”icke-elvärmt”. Frånluftsfläkten är av äldre typ vilken inte är så

eleffektiv och cirkulationspumpar är inte A-klassade. Huset har en utsugande spisfläkt för

vilken i beräkningsprogrammet schablonmässiga defaultvärden har antagits. Huset har

golvvärme på nedre plan och radiatorer på nedre plan. Golvvärme har även installerat i

angränsande garage som ligger utanför husets egentliga klimatskärm. Vidare finns i huset

en braskamin.

2.1.2

Klimatdata

Klimatdata för husets placeringsort har hämtas från SMHI, dels när det gäller normalår

och dels när det gäller år 2010. Medelårstemperaturen under ett normalår har för den

aktuella orten bestämts till 6,8°C, baserat på mätserier för perioden 1961-1990 och

korrigerat till perioden 1991-2000 [6]. Medelårstemperaturen för 2010 var 5,3°C, vilket

får betraktas som ett extremt kallt år [7]. Placeringsorten ligger i inlandet i klimatzon III.

2.1.3

Brukarrelaterade indata

Det ”normala/standardiserade brukandet” antar fyra boende, en rumstemperatur under

uppvärmningsperioden på cirka 21°C och en varmvattenanvändning på 16 m

3

varmvatten

(55°C) per år och person. Användningen av hushållsel har vid ”normalt brukande”

antagits vara närmare 6900 kWh/år. I Pilothus 1 har det varit 3 personer boende, två

vuxna och ett litet barn. Inomhustemperaturen under uppvärmningssäsongen har varit

något högre än ”normalt”, cirka 22°C. De boende har uppgett att har använt braskaminen

ganska ofta och att det då också blivit ganska varmt inomhus. I brist på mätning av använt

varmvatten har antagits 16 m

3

varmvatten per år och person även i Pilothus 1. I brist på

separat mätning av hushållsel har den schablonmässigt antagits vara cirka 6000 kWh/år

vid aktuellt boende (se även 3.1.4). En viss användning av motorvärmare har också

förekommit.

2.1.4

Resultat av mätning och utvärdering

Resultatet av mätning och utvärdering ges i tabell 3. Där redovisas dels uppmätt total

energianvändning under 2010, dels beräknad energianvändning under några olika

förutsättningar. Mer detaljerade uppgifter om olika in- och utdata ges i bilaga 2.

Tabell 3. Resultat av mätning och utvärdering för Pilothus 1

Totalt

(kWh)

Fjärrv.

(kWh)

El

(kWh)

Hushållsel

(kWh) **

Energianv

(kWh)

E

BBR

(kWh/m

2

,år)

Beräknat, normalår,

standardiserat boende

23678 8096

14772 6871

16807

91

Beräknat, 2010,

standardiserat boende

26006 10949 15057 6871

19135

104

Beräknat, 2010,

aktuellt boende

26456 12156 14300 6009

20447

111

Uppmätt*, 2010,

aktuellt boende

25123 9686

15437 6009

19114

104

*) Uppmätta värden är fetmarkerade. Övriga värden är baserade på beräkningar och schabloner.

**) Schablonvärden för standardiserad användning av hushållsel enligt formel i avsnitt 3.1.4

Skillnaderna mellan uppmätt och beräknad energianvändning har sannolikt flera orsaker.

En uppskattning av inverkan av årsmedeltemperatur och aktuellt boende fås ur tabell 1.

Där framgår att det kallare klimatet under 2010 har haft en stor inverkan på

energianvändningen. Det aktuella brukarbetendet har däremot relativt liten betydelse för

den totala energianvändningen, men desto större betydelse för den specifika

energianvändningen. En okänd men ej försumbar mängd biobränsle har använts för

eldning i braskaminen. Det senare har dels lett till en ökad rumstemperatur, men också till

att verklig total energianvändning är något högre än summan av köpt fjärrvärme och el.

Främst tycks det vara fjärrvärme som har ersatts av biobränsle, vilket inte är förvånande

då fjärrvärme används som spets. Sannolikt är därför den verkliga totala

energianvändningen för själva byggnaden närmare det beräknade värdet för aktuellt

boende 2010 än vad som redovisas som uppmätt energianvändning enligt tabell 1 ovan.

Lägger man därutöver till att uppvärmningen av garaget ökar den verkliga

energianvändningen ytterligare jämfört med beräkningarna, där ingen uppvärmning av

garaget antagits, så innebär det att den verkliga energianvändningen för hela fastigheten

kan ha varit ännu högre. Efter korrektion för att 2010 var ett ovanligt kallt år bedöms

huset uppfylla såväl det energikrav som enligt BBR15 gällde när huset levererades som

dagens gällande energikrav enligt BBR16-18. Det senare eftersom huset är definierat som

”icke-elvärmt” och ingen skärpning skedde för dessa byggnader vid övergången till

BBR16. Huset bedöms däremot inte klara den skärpningen av energikravet för

icke-elvärmda bostäder (90 kWh/m

2

,år) som träder i kraft under 2012. Huset energianvändning

ligger också långt över den nivå (55 kWh/m

2

,år) som i klimatzon III föreslagits gälla för

framtidens icke-elvärmda NNE-byggnader [2]. Osäkerheten vid beräkning av den

specifika energianvändningen är givetvis stor, uppskattningsvis cirka ± 5 kWh/m

2

,år

beroende på att det schablonmässiga antagandet om mängden hushållsel också har en stor

osäkerhet.

2.2

Pilothus 2

2.2.1

Byggnadstekniska data

Byggnadsfysikaliska data för Pilothus 2 ges i tabell 4. Huset är byggt i ett plan och har

därigenom en mindre kompakt byggnadsform, vilket är negativt ur energisynpunkt.

Däremot har huset en relativt låg genomsnittlig värmegenomgångskoefficient (U

m

-värde),

till stor del beroende på begränsade fönsterytor samt stor andel takyta med låga U-värden.

Sammantaget ger detta den högsta specifika transmissionsförlusten av pilothusen.

Beräknade värden för köldbryggor respektive uppmätt täthet baseras på uppgifter från

hustillverkaren. Mer detaljerade uppgifter om olika byggnadsdelars ytor och U-värden

ges i bilaga 1.

Tabell 4. Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data för Pilothus 2

U

m

-värde

0,24 W/m

2

K

A

om

455 m

2

A

temp

144 m

2

Formfaktor

3,15 -

Fönsterandel

21 % av A

temp

Transmissionsförlust

111 W/K

Spec. transmissionsförlust

0,77 W/K m

2

A

temp

Byggnadsskalets täthet

0,25 l/s m

2

A

om

Pilothus 2 var vid leverans utrustad med en frånluftsvärmepump av fabrikatet NIBE

310P, vilken använder sig av elspets när inte värmepumpens avgivna värmeeffekt räcker

till. Det är en relativt liten och enkel värmepump med on/off-reglering. Frånluftsfläkten

var av äldre typ vilken inte är så eleffektiv och cirkulationspump var inte A-klassad.

Våren 2010 byttes denna frånluftsvärmepump mot en nyutvecklad kapacitetsreglerad och

kraftfullare av fabrikat NIBE F750, som vid behov kan sänka avluftens temperatur ned

till cirka -15°C. I den nya frånluftsvärmepumpen är frånluftsfläkten av en modern

eleffektiv typ och cirkulationspumparna A-klassade. Installerad eleffekt, inklusive

elpatroner, är för båda värmepumparna så hög att huset enligt BBR16-18

definitionsmässigt blir ”elvärmt”. Huset har en utsugande spisfläkt för vilken i

beräkningsprogrammet schablonmässiga defaultvärden har antagits. Värmedistribution

sker uteslutande med golvvärme.

2.2.2

Klimatdata

Klimatdata för husets placeringsort har hämtas från SMHI, dels när det gäller normalår

och dels när det gäller aktuell mätperiod. Medelårstemperaturen under ett normalår har

för den aktuella orten bestämts till 7,9°C, baserat på mätserier för perioden 1961-1990

och korrigerat till perioden 1991-2000 [6]. Medelårstemperaturen för mätperioden juli

2009 till juni 2010 var 7,4°C [7]. Placeringsorten ligger på västkusten i klimatzon III.

2.2.3

Brukarrelaterade indata

Det ”normala/standardiserade brukandet” antar fyra boende, en rumstemperatur under

uppvärmningsperioden på cirka 21°C och en varmvattenanvändning på 16 m

3

varmvatten

(55°C) per år och person. Användningen av hushållsel har vid ”normalt brukande”

antagits vara närmare 6300 kWh/år. I Pilothus 2 har det varit 3 personer boende, två

vuxna och ett litet barn. Inomhustemperaturen under uppvärmningssäsongen har varit

något högre än ”normalt”, cirka 22°C. I brist på mätning av använt varmvatten har

antagits 16 m

3

varmvatten per år och person även i Pilothus 2. I brist på separat mätning

av hushållsel har den schablonmässigt antagits vara cirka 5400 kWh/år vid aktuellt

boende. Ingen ytterligare värmekälla, typ braskamin, har funnits i bostaden. Enligt

uppgift från de boende har heller ingen motorvärmare använts.

2.2.4

Resultat av mätning och utvärdering

Resultatet av mätning och utvärdering ges i tabell 5. Där redovisas uppmätt total

energianvändning under mätperioden juli 2009 till juni 2010, samt beräknad

energianvändning under några olika förutsättningar. Mer detaljerade uppgifter om olika

in- och utdata ges i bilaga 2.

Tabell 5. Resultat av mätning och utvärdering för Pilothus 2

Värme-

pump

Totalt

(kWh)

Hushållsel

(kWh) **

Energianv.

(kWh)

E

BBR

(kWh/m

2

_,år)

Beräknat, normalår,

standardiserat boende

310P

16767 6279

10488

72,6

Beräknat, mätperiod,

standardiserat boende

310P

17323 6279

11044

76,5

Beräknat, mätperiod,

aktuellt boende

310P

17278 5416

11862

82,2

Uppmätt*, mätperiod,

aktuellt boende

310P

17443 5416

12027

83,3

Beräknat, mätperiod,

aktuellt boende

F750

13143 5416

7727

53,5

Beräknat, normalår,

standardiserat boende

F750

13028 6274

6750

46,7

*) Uppmätta värden är fetmarkerade. Övriga värden är baserade på beräkningar och schabloner.

**) Schablonvärden för standardiserad användning av hushållsel enligt formel i avsnitt 3.1.4

För aktuell mätperiod och aktuellt boende fås en mycket god överenstämmelse mellan

beräknad och uppmätt energianvändning. En uppskattning av inverkan av

årsmedeltemperatur och aktuellt boende fås ur tabell 4. Där framgår att det något kallare

klimatet under mätperioden har haft en viss inverkan på energianvändningen. Liksom för

Pilothus 2 har däremot det aktuella brukarbeteendet relativt liten betydelse för den totala

energianvändningen, men desto större betydelse för den specifika energianvändningen.

Med den enklare frånluftsvärmepumpen uppfyller huset med god marginal det energikrav

som enligt BBR15 gällde när huset levererades. Efter byte till den nyutvecklade

kapacitetsreglerade frånluftsvärmepumpen bedöms huset även med viss marginal

uppfylla det skarpare krav energianvändning som enligt BBR16-18 numera gäller för

elvärmda byggnader (55 kWh/m

2

,år). Huset energianvändning ligger dock långt över den

nivå (30 kWh/m

2

,år) som i klimatzon III föreslagits gälla för framtidens elvärmda

NNE-byggnader [2]. Osäkerheten vid beräkning av den specifika energianvändningen är

givetvis stor, uppskattningsvis cirka ± 5 kWh/m

2

,år beroende på att det schablonmässiga

antagandet om mängden hushållsel också har en stor osäkerhet.

2.3

Pilothus 3

2.3.1

Byggnadstekniska data

Byggnadsfysikaliska data för Pilothus 3 ges i tabell 6. Huset är i två plan och har en

väldigt kompakt byggnadsform, vilket är positivt ur energisynpunkt. Däremot har huset

en relativt hög genomsnittlig värmegenomgångskoefficient (U

m

-värde). Sammantaget ger

detta den lägsta specifika transmissionsförlusten av pilothusen. Värden för köldbryggor

och täthet baseras på uppgifter från hustillverkaren. Mer detaljerade uppgifter om olika

byggnadsdelars ytor och U-värden ges i bilaga 1.

Tabell 6. Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data för Pilothus 3

U

m

-värde

0,27

W/m

2

K

A

om

425

m

2

A

temp

190

m

2

Formfaktor

2,23

-

Fönsterandel

20

% av A

temp

Transmissionsförlust

116

W/K

Spec. transmissionsförlust

0,61

W/K m

2

A

temp

Byggnadsskalets täthet

0,6

l/s m

2

A

om

Pilothus 3 var vid leverans utrustad med en frånluftsvärmepump av fabrikatet NIBE

310P, vilken använder sig av elspets när inte värmepumpens avgivna värmeeffekt räcker

till. Det är en relativt liten och enkel värmepump med on/off-reglering. Frånluftsfläkten

var av äldre typ vilken inte är så eleffektiv och cirkulationspump var inte A-klassad.

Sommaren 2010 byttes denna frånluftsvärmepump mot en nyutvecklad kapacitetsreglerad

och kraftfullare av fabrikat NIBE F750, som vid behov kan sänka avluftens temperatur

ned till cirka -15°C. I den nya frånluftsvärmepumpen är frånluftsfläkten av en modern

eleffektiv typ och cirkulationspumparna A-klassade. Installerad eleffekt, inklusive

elpatroner, är för båda värmepumparna så hög att huset enligt BBR16-18

definitionsmässigt blir ”elvärmt”. Huset har en utsugande spisfläkt för vilken i

beräkningsprogrammet schablonmässiga defaultvärden har antagits. Värmedistribution

sker uteslutande med golvvärme både på nedre och övre plan.

På fastigheten finns även ett relativt dåligt isolerat förråd som med direktel värms till en

rumstemperatur på cirka +15°C under uppvärmningssäsongen. Uppskattade

byggnadsfysikaliska data för detta förråd redovisas i tabell 7.

Tabell 7. Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data för direktelvärmt förråd

U

m

-värde

0,39

W/m

2

K

A

om

78

m

2

A

temp

18

m

2

Formfaktor

4,35

-

Fönsterandel

5,6

% av A

temp

Transmissionsförlust

31

W/K

Spec. transmissionsförlust

1,71

W/K m

2

A

temp

Byggnadsskalets täthet

0,8*

l/s m

2

A

om

*) I beräkningsprogrammet har ett lägre värde använts för att kompensera för att förrådet

inte har en spisfläkt. Använda indata innebär att förrådet ventileras med 0,30 l/s, m

2

A

temp

2.3.2

Klimatdata

Klimatdata för husets placeringsort har hämtas från SMHI, dels när det gäller normalår

och dels när det gäller aktuell mätperiod. Medelårstemperaturen under ett normalår har

för den aktuella orten bestämts till 7,3°C, baserat på mätserier för perioden 1961-1990

och korrigerat till perioden 1991-2000 [6]. Två olika 12-månaders mätperioder har

utvärderats. Detta för att se skillnad mellan en period där huvudsakligen den äldre typen

av värmepump använts och en period där huvudsakligen den nyare typen av värmepump

använts. Medelårstemperaturen för mätperiod 1 (oktober 2009 till september 2010) var

6,5°C och för mätperiod 2 (april 2010 till mars 2011) var 6,3°C [7]. Placeringsorten

ligger på ostkusten i klimatzon III.

2.3.3

Brukarrelaterade indata

Det ”normala/standardiserade brukandet” antar fyra boende, en rumstemperatur under

uppvärmningsperioden på cirka 21°C och en varmvattenanvändning på 16 m

3

varmvatten

(55°C) per år och person. Användningen av hushållsel har vid ”normalt brukande”

antagits vara närmare 7000 kWh/år. I Pilothus 3 har antalet boende varierat mellan 3-6

med ett snitt på 4,5. Två vuxna och en 10-åring under 2-veckorsperioder, samt två vuxna

och tre ungdomar i åldern 10-14 år under andra 2-veckorsperioder. Inomhustemperaturen

under uppvärmningssäsongen har bedömts vara ungefär ”normal”, d.v.s. cirka 21°C. I

brist på mätning av använt varmvatten har antagits 16 m

3

varmvatten per år och person

även i Pilothus 3. I brist på separat mätning av hushållsel har den schablonmässigt

antagits vara cirka 7400 kWh/år vid aktuellt boende. Ingen ytterligare värmekälla, typ

braskamin, har funnits i bostaden. Enligt uppgift från de boende har heller ingen

motorvärmare använts. Däremot finns på fastigheten ett relativt dåligt isolerat förråd som

med direktel verkar värmas till en rumstemperatur på uppåt +20°C även under

uppvärmningssäsongen.

2.3.4

Resultat av mätning och utvärdering

Resultatet av mätning och utvärdering ges i tabell 8. Där redovisas uppmätt total

energianvändning under mätperiod 1 (oktober 2009 till september 2010) och under

mätperiod 2 (april 2010 till mars 2011), samt beräknad energianvändning under några

olika förutsättningar. Mer detaljerade uppgifter om olika in- och utdata ges i bilaga 2.

Tabell 8. Resultat av mätning och utvärdering för Pilothus 3

Värme-

pump

Totalt

(kWh)

Förråd

(kWh)

Hushållsel

(kWh) **

Energianv

(kWh)

E

BBR

(kWh/m

2

,år)

Beräknat, normalår,

standard. boende

310P

21986 2405

6969

12612

66,2

Uppmätt*, period 1,

aktuellt boende

310P

22504 2623

7400

12481

65,6

Beräknat, period 1,

aktuellt boende

310P

23662 2623

7400

13639

71,6

Uppmätt*, period 2,

aktuellt boende

F750

17948 2678

7400

7870

41,3

Beräknat, period 2,

aktuellt boende

F750

19681 2678

7400

9603

50,4

Beräknat, normalår,

standard. boende

F750

17887 2405

6969

8513

44,7

*) Uppmätta värden är fetmarkerade. Övriga värden är baserade på beräkningar och schabloner.

**) Schablonvärden för standardiserad användning av hushållsel enligt formel i avsnitt 3.1.4

För aktuella mätperioder och aktuellt boende fås en relativt god överenstämmelse mellan

beräknad och uppmätt energianvändning. Både mätningar och beräkningar visar på en

kraftigt förbättrad energiprestanda genom byte av värmepump. Med den enklare

frånluftsvärmepumpen klarar huset med god marginal det energikrav som enligt BBR15

gällde när huset levererades. Efter byte till den nyutvecklade kapacitetsreglerade

frånluftsvärmepumpen klarar huset med relativt god marginal även det skarpare krav

energianvändning som enligt BBR16-18 gäller för elvärmda byggnader (55 kWh/m

2

,år).

Huset energianvändning ligger dock fortfarande en bit över den nivå (30 kWh/m

2

,år) som

i klimatzon III föreslagits gälla för framtidens elvärmda NNE-byggnader [2]. Det

eluppvärmda förrådet, vilket används som ett bostadsutrymme, uppfyller inte ens kraven i

BBR15. Osäkerheten vid beräkning av den specifika energianvändningen är givetvis stor,

uppskattningsvis cirka ± 10 kWh/m

2

,år beroende dels på att antagandet om mängden

hushållsel har en stor osäkerhet, men också beroende på stor osäkerhet kring förrådets

elförbrukning.

3

Teoretiska beräkningar för pilothus

Inget av pilothusen inte hade vare sig den bästa tillgängliga byggnadsfysiken eller i alla

avseenden den bästa tillgängliga installationstekniken. Teoretisk beräkningar har därför

gjorts för att se hur bra total energiprestanda som man kan förväntas uppnå genom

användning av bästa tillgängliga teknik. Beräkningsresultaten har jämförts med den

energiprestanda som föreslagits gälla för framtidens elvärmda NNE-byggnader [2].

3.1

Beräkningsförutsättningar

3.1.1

Byggnadsfysik och byggnadsutformning

Byggnadsfysikaliskt har beräkningarna utgått från Pilothus 1 och Pilothus 2. Detta då de

representerar två ytterligheter när det gäller formfaktorn. Som framgår av bilaga 1 är

Pilothus 3 i grunden ganska likt Pilothus 1, varför teoretiska beräkningar för ett hus

utformat som Pilothus 3 har ansetts överflödiga. För både Pilothus 1 och Pilothus 2 har

beräkningar har gjorts för tre olika bra byggnadsskal, där det sämsta motsvarar pilothuset

så som det levererades och det bästa motsvarar passivhusstandard i södra Sverige. I tabell

9 och 10 sammanfattas de byggnadsfysikaliska indata som använts vid beräkningarna.

Mer detaljerade uppgifter om olika byggnadsdelars ytor och U-värden ges i bilaga 1.

Tabell 9. Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data för Pilothus 1

standard

förbättrat ”passivhus”

U

m

-värde

0,33

0,27

0,18

W/m

2

K

A

om

402

402

402

m

2

A

temp

184

184

184

m

2

Formfaktor

2,19

2,19

2,19

-

Fönsterandel

26

26

20

% av A

temp

Transmissionsförlust

134

109

73

W/K

Spec. transmissionsförlust

0,73

0,60

0,40

W/K m

2

A

temp

Byggnadsskalets täthet

0,8

0,4

0,2

l/s m

2

A

om

Tabell 10. Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data för Pilothus 2

standard

förbättrat ”passivhus”

U

m

-värde

0,24

0,21

0,16

W/m

2

K

A

om

455

455

455

m

2

A

temp

144

144

144

m

2

Formfaktor

3,15

3,15

3,15

-

Fönsterandel

21

21

20

% av A

temp

Transmissionsförlust

111

95

71

W/K

Spec. transmissionsförlust

0,77

0,66

0,49

W/K m

2

A

temp

Byggnadsskalets täthet

0,25

0,25

0,20

l/s m

2

A

om

3.1.2

Installationstekniska kombinationer

Vid beräkningarna har de 6 olika klimatskalen kombinerats med 26 olika kombinationer

av installationstekniska lösningar. I resultat-tabellerna anges dessa med förkortningar som

förklaras i tabell 11. Kombinationer som resulterar i elvärmda byggnader har markerats

med ljusblått och kombinationer som resulterar i icke-elvärmda byggnader har markerats

med ljusgrönt. För bergvärmepumpar och kapacitetsreglerade frånluftsvärmepumpar har

prestandavärden för på marknaden förekommande produkter använts. När effektbehov

varit lägre än för på marknaden förekommande produkter, har för bergvärmepumpar en

nedskalning av installerad effekt gjorts. För luftvattenvärmepumpar har schablonmässiga

värden använts, dock baserade på av en tillverkare redovisad prestanda för en

on/off-reglerad produktserie. För varje installationstekniska lösning har bästa tillgängliga teknik

antagits. I de fall solvärme kombinerats med bergvärme antas solvärmen inte bara

producerat varmvatten, utan också bidragit till viss uppvärmning av borrhålet med

förhöjd COP som följd, vilket i beräkningarna har antagits motsvara ett större borrhål.

Mer detaljerad beskrivning av installationstekniska indata ges i bilaga 3-5.

Tabell 11. Installationstekniska lösningar (förkortningar och förklaringar)

Förkortning

Beskrivning

BVP+F

Bergvärmepump + F-ventilation

BVP+F+SOL

Bergvärmepump + F-ventilation + Solvärme

BVP+FLM

Bergvärmepump + Frånluftsmodul

BVP+FLM+SOL

Bergvärmepump + Frånluftsmodul + Solvärme

BVP+FTX

Bergvärmepump + FTX-ventilation

BVP+FTX+SOL

Bergvärmepump + FTX-ventilation + Solvärme

LVVP+F

Luft-vattenvärmepump + F-ventilation

LVVP+F+SOL

Luft-vattenvärmepump + F-ventilation + Solvärme

LVVP+FLM

Luft-vattenvärmepump + Frånluftsmodul

LVVP+FLM+SOL

Luft-vattenvärmepump + Frånluftsmodul + Solvärme

LVVP+FTX

Luft-vattenvärmepump + FTX-ventilation

LVVP+FTX+SOL

Luft-vattenvärmepump + FTX-ventilation + Solvärme

invFVP

Kapacitetsreglerad frånluftsvärmepump

invFVP+SOL

Kapacitetsreglerad frånluftsvärmepump + Solvärme

EL+FTX

Elpanna + FTX-ventilation

EL+FTX+SOL

Elpanna + FTX-ventilation + Solvärme

stdFVP+FJV

Standard frånluftsvärmepump + Fjärrvärmespets

stdFVP+FJV+SOL

Standard frånluftsvärmepump + Fjärrvärmespets + Solvärme

FJV+F

Fjärrvärme + F-ventilation

FJV+F+SOL

Fjärrvärme + F-ventilation + Solvärme

FJV+FTX

Fjärrvärme + FTX-ventilation

FJV+FTX+SOL

Fjärrvärme + FTX-ventilation + Solvärme

BIO+F

Biopanna + F-ventilation

BIO+F+SOL

Biopanna + F-ventilation + Solvärme

BIO+FTX

Biopanna + FTX-ventilation

BIO+FTX+SOL

Biopanna + FTX-ventilation + Solvärme

F-ventilation = Frånluftsventilation (utan värmeåtervinning)

FTX-ventilation = Från- och tilluftsventilation med värmeväxling (värmeåtervinning)

Frånluftsmodul = F-ventilation med vätskebatteri för värmeåtervinning

Solvärme = termisk solfångare för värme- och varmvattenproduktion

Intern produktion av el med solceller (eller småskalig vindkraft) har inte inkluderats i

beräkningarna. Inverkan av dessa påverkar inte systemlösningen i övrigt och kan därför

adderas till beräkningsresultaten. Beroende på husutformning och placering bedöms

byggnadsintegrerade solceller kunna bidra med cirka 4000-6000 kWh/år eller cirka 20-40

kWh/m

2

A

temp

och år.

3.1.3

Värmeåtervinning av värme i avloppsvatten

Värmeåtervinning av värme i avloppsvatten har inte inkluderats i grundberäkningarna,

däremot har besparingen vid användning av bästa tillgängliga teknik beräknats separat för

några specifika fall för klimatzon III och en medelårstemperatur på +6°C. Vid en

användning av duschvärmeväxlare vid varje duschplats bedöms verkningsgraden bli drygt

40%. Om vidare cirka 70% av varmvattnet antas användas till duschning fås att

användningen av tappvarmvatten kan minskas med närmare 30%. Detta motsvarar för en

familj på 4 personer cirka 16 m

3

per år, eller cirka 4 m

3

per år och person. Detaljerade

utdata för dessa beräkningar ges i bilaga 6.

3.1.4

Brukarrelaterade indata

För samtliga beräkningsfall har antagits ett ”normala/standardiserat brukandet” med fyra

boende, en rumstemperatur under uppvärmningsperioden på cirka 21°C och en

varmvattenanvändning på 14 m

3

varmvatten (55°C) per år och person. Det senare innebär

att man i samtliga fall antagit användning av energieffektiva blandare. Användningen av

hushållsel har däremot antagits varierat beroende på hur bra huset är. För standardhusen

innebär det en standardiserad användning av hushållsel enligt Boverkets regelsamling för

energideklaration [4]:

(530 + 12·A

temp

+690·B)·1,25

(kWh/år)

där B är antalet boende i hushållet

För de förbättrade byggnadsskalen har 80% av den standardiserad användning av

hushållsel antagits och för passivhus-skalen har 60% antagits. I absoluta tal innebär detta

en användning av hushållsel enligt tabell 12. D.v.s. för framtidens hus antas

ekodesign-direktiv, höjda elpriser m.m. leda till en lägre användning av hushållsel.

Tabell 12. Användning av hushållsel (kWh/år) i de olika beräkningsfallen.

standard

förbättrat

”passivhus”

Pilothus 1

6871

5497

4123

Pilothus 2

6279

5023

3767

3.1.5

NNE-krav och klimat

I enlighet med artikel 9 i direktivet om byggnaders energiprestanda (EPBD2) ska

medlemsstaterna ska se till att alla nya byggnader senast den 31 december 2020 är

näranollenergibyggnader (vanligen förkortat NNE-byggnader). Baserat på bedömningar

av dagens marknadsläge och bedömd teknikutveckling föreslår Statens Energimyndighet i

en utredning [2] i princip en halvering av dagens minimikrav på energi enligt BBR. De

föreslagna målnivåerna för nya bostadsbyggnader framgår av Tabell 13.

Tabell 13. Målnivåer för högsta tillåtna energianvändning i NNE-byggnader.

Icke elvärmda

Elvärmda

Klimatzon

I

II

III

I

II

III

Kravnivå (kWh/m

2

, år)

75

65

55

50

40

30

Beräkningarna har huvudsakligen begränsats till klimatzon III, d.v.s. den södra

klimatzonen. Dels därför att större delen av våra bostäder byggs där och dels därför att

föreslagna nivåer för icke elvärmda bostäder i övriga klimatzoner inte verkar riktigt

genomtänkta. Både denna och andra studier [8] indikerar att det i respektive klimatzon

borde vara ungefär en faktor 2 mellan icke elvärmda och elvärmda byggnader (vilket

också är det förhållande som enligt nuvarande BBR18 gäller för klimatzon III). Vid så

kraftigt skärpta kravnivåer som förslås för NNE-byggnader borde man sannolikt också

differentiera kravnivåerna mellan en- och tvåbostadshus respektive flerbostadshus.

För att fånga in skillnaderna inom klimatzon III har beräkningar skett för två olika

årsmedeltemperaturer (+6°C och +9°C), motsvarande ungefär det kallaste och det

varmaste klimatet i klimatzon III. För att se skillnaderna mellan två olika klimatzoner har

beräkningar också gjorts för en årsmedeltemperatur (+3°C), motsvarande ungefär det

kallaste klimatet i klimatzon II.

3.2

Beräkningsresultat

3.2.1

Klimatzon III

I tabell 14 redovisas resultatet från 156 olika beräkningsfall vid en årsmedeltemperatur på

+9°C och utan avloppsvärmeväxlare. Två olika husutformningar (Pilothus 1 och Pilothus

2), vardera med tre olika bra klimatskal (isoler- och täthetsnivåer) har kombinerats med

26 olika installationstekniska lösningar. Föreslagna kravnivåer för NNE-byggnader är för

elvärmda byggnader 30 kWh/m

2

, år och för icke elvärmda byggnader 55 kWh/m

2

, år [2].

Resultat som klarar föreslagna kravnivåer har markerat med grönt och resultat som inte

klarar föreslagna kravnivåer har markerat med rött. Mer detaljerade utdata ges i bilaga 3.

Tabell 14. Specifik energianvändning (kWh/m2, år) vid årsmedeltemperatur +9°C.

Installations-

teknik

Pilothus 1

Pilothus 2

standard

förbättrat ”passivhus”

1

standard

förbättrat ”passivhus”

1

BVP+F

27,0

25,1

21,8

28,6

27,5

25,1

BVP+F+SOL

18,0

16,5

14,2

18,5

17,6

15,8

BVP+FLM

25,4

23,7

20,5

27,2

26,3

23,5

BVP+FLM+SOL

16,7

15,5

13,1

17,3

16,6

14,5

BVP+FTX

26,2

23,0

19,2

26,5

25,4

22,7

BVP+FTX+SOL

18,2

15,9

13,1

17,7

16,9

15,0

LVVP+F

38,6

35,3

30,9

41,8

39,7

35,5

LVVP+F+SOL

33,7

30,7

27,0

36,4

34,6

30,8

LVVP+FLM

38,6

35,3

30,7

41,4

39,4

35,4

LVVP+FLM+SOL

33,6

30,8

26,8

36,0

34,2

30,7

LVVP+FTX

36,9

32,0

26,6

37,9

36,0

32,0

LVVP+FTX+SOL

31,3

27,0

22,3

31,7

30,1

26,5

invFVP

38,5

33,5

27,6

41,9

39,3

34,6

invFVP+SOL

30,9

26,5

21,5

33,8

31,5

27,5

EL+FTX

86,9

70,3

51,5

83,0

77,1

63,5

EL+FTX+SOL

67,0

53,2

37,8

62,0

57,1

46,0

stdFVP+FJV

58,0

49,1

36,9

59,8

54,7

44,5

stdFVP+FJV+SOL

47,0

39,0

28,1

47,2

42,6

33,6

FJV+F

103,3

92,4

75,9

106,5

100,5

87,3

FJV+F+SOL

81,3

72,2

58,3

82,3

77,2

66,3

FJV+FTX

87,5

70,8

51,9

83,8

77,9

64,2

FJV+FTX+SOL

68,6

54,7

39,3

64,0

59,2

47,9

BIO+F

118,7

106,8

88,9

123,6

117,2

102,9

BIO+F+SOL

92,2

82,1

66,9

93,9

88,3

76,3

BIO+FTX

101,3

83,5

63,7

99,3

93,0

78,7

BIO+FTX+SOL

77,9

62,7

45,8

73,7

68,3

56,1

Beräkningarna visar att det i de flesta fall är mycket enklare att klara NNE-kraven vid

användning av värmepumpar, främst då bergvärmepumpar, än med andra typer av

uppvärmningsformer. Med en bergvärmepump klaras t.ex. kraven i detta gynnsamma

klimat med ett standard byggnadsskal och F-ventilation, medan för en biobränslepanna

klaras kraven endast för ett passivhus med FTX och solvärme. Detta indikerar att

föreslagna förhållanden mellan elvärmda och icke elvärmda bostäder bör justeras.

Generellt gäller också att det är lättare att klara föreslagna krav med ett större tvåplans

hus än med ett mindre enplans hus. Detta innebär att de föreslagna kraven, liksom dagens

byggregler, gynnar större och därigenom totalt sett mindre energisnåla byggnader (detta

framgår även tydligt i tabell 16 och 17).

1

Endast vid FTX-ventilation med tillräckligt hög värmeåtervinning kan man klara kraven för ett

passivhus. Det använda U

m

-värdet avser vidare ett passivhus i Södra Sverige. Längre norrut skulle

I tabell 15 redovisas resultatet från 156 olika beräkningsfall vid en årsmedeltemperatur på

+6°C och utan avloppsvärmeväxlare. Två olika husutformningar (Pilothus 1 och Pilothus

2), vardera med tre olika bra klimatskal (isoler- och täthetsnivåer) har kombinerats med

26 olika installationstekniska lösningar. Föreslagna kravnivåer för NNE-byggnader är för

elvärmda byggnader 30 kWh/m

2

, år och för icke elvärmda byggnader 55 kWh/m

2

, år [2].

Resultat som klarar föreslagna kravnivåer har markerat med grönt och resultat som inte

klarar föreslagna kravnivåer har markerat med rött. Mer detaljerade utdata ges i bilaga 4.

Tabell 15. Specifik energianvändning (kWh/m2, år) vid årsmedeltemperatur +6°C.

Installations-

teknik

Pilothus 1

Pilothus 2

standard

förbättrat ”passivhus”

1

standard

förbättrat ”passivhus”

1

BVP+F

33,9

31,1

26,8

35,8

34,1

28,8

BVP+F+SOL

23,4

21,3

18,4

23,9

22,8

19,8

BVP+FLM

32,5

29,9

25,4

34,0

32,6

27,2

BVP+FLM+SOL

22,2

20,5

16,8

22,5

21,5

18,5

BVP+FTX

32,1

27,8

23,0

32,7

31,1

27,2

BVP+FTX+SOL

22,7

19,5

16,0

22,3

21,2

18,3

LVVP+F

(52,3)

(46,8)

41,1

(53,8)

50,9

46,5

LVVP+F+SOL

(46,1)

(41,2)

36,2

(47,3)

44,6

40,8

LVVP+FLM

(50,9)

(45,9)

39,4

(53,1)

50,3

45,2

LVVP+FLM+SOL

(44,7)

(40,2)

34,6

(46,4)

44,0

39,5

LVVP+FTX

(47,8)

40,5

32,6

48,6

44,8

39,4

LVVP+FTX+SOL

(41,1)

34,6

27,8

41,5

38,0

33,2

invFVP

55,2

45,6

34,6

57,1

51,8

43,0

invFVP+SOL

45,9

37,2

27,2

47,1

42,3

34,5

EL+FTX

110,9

88,9

63,8

105,7

97,3

78,8

EL+FTX+SOL

86,4

68,0

47,3

80,0

73,0

57,8

stdFVP+FJV

79,9

66,9

49,9

82,2

74,7

60,1

stdFVP+FJV+SOL

66,7

55,1

39,3

67,0

60,1

46,9

FJV+F

131,7

117,1

95,3

135,4

126,9

109,3

FJV+F+SOL

104,5

92,2

73,9

105,7

98,5

83,8

FJV+FTX

110,9

88,9

63,8

105,8

97,4

78,9

FJV+FTX+SOL

87,5

69,1

48,4

81,4

74,5

59,3

BIO+F

149,1

133,1

109,8

154,4

145,0

126,0

BIO+F+SOL

117,7

104,1

84,0

119,7

111,7

95,5

BIO+FTX

126,3

102,5

75,9

122,3

113,2

93,7

BIO+FTX+SOL

98,7

74,9

55,8

92,7

85,0

68,4

Anm.) Värden inom parentes klarar inte effektkraven i BBR16-18.

Med bergvärmepump och förbättrat klimatskal klaras föreslagna NNE-krav i de flesta

fall. Solvärme tycks vara ett effektivt sätt att sänka den specifika energianvändningen.

För övriga typer av värmepumpar, fjärrvärme och biobränslepanna är det endast som

passivhus som föreslagna NNE-krav kan klaras. Med direktel (eller elpanna) är det inte

möjligt att klara föreslagna NNE-krav ens med ett passivhus, med FTX och solvärme.

För fjärrvärme är det endast systemtekniskt mycket ogynnsamma lösningar som i den

kallaste delen av klimatzon III klarar de föreslagna NNE-kraven, d.v.s. lösningar med

mycket låg eller inget värmebehov alls under sommarhalvåret. Med en biobränslepanna

klaras NNE-kraven endast i ett av beräkningsfallen för den kallare delen av klimatzon III.

Kombinationer som ligger på gränsen att klara föreslagna NNE-krav kan, om möjligt,

klara kraven genom ett ökat utnyttjande av passiv solinstrålning. Användning av

avlopps-värmeväxlare kan i vissa fall vara ett annat sätt att klara föreslagna krav (se 3.2.3).