En fallstudie av en skola i Luleå kommun

2010:092 CIV

E X A M E N S A R B E T E

Energibesparingar i skolans verksamhet

En fallstudie av en skola i Luleå kommun

Jenny Sjöberg

Luleå tekniska universitet Civilingenjörsprogrammet Arena jordens resurser Institutionen för Samhällsbyggnad Avdelningen för Byggkonstruktion

Energy Savings in School Buildings and Education Environments

– a Case Study of a School in the Municipal of Luleå

Jenny Sjöberg

Luleå University of Technology MSc Programmes in Engineering

Arena Earth Resources

Department of Civil, Mining and Environmental Engineering Division of Structural Engineering

Deep in the human unconscious is a pervasive need for a logical universe

that makes sense.

But the real universe is always

one step

beyond logic.

Frank Herbert

Förord

Förord

Det är inte det lättaste att skriva och få igenom ett eget förslag till ett examensarbete. Så här i efterhand, skulle jag bara ha tagit ett färdigt ex-jobbsförslag. Det skulle ha besparat mig mycket tid, energi och framförallt pengar. Att få lite hjälp av skolan skulle inte ha suttit fel, men eftersom jag inte var inskriven på någon särskild institution så föll det där med skolans hjälp mellan stolarna. Jag fick klara mig själv. När jag väl hade fått igenom min idé: efter att ha blivit motarbetad, fått avslag på min första idé, fått vänta, blivit fråntagen en handledare på grund av interna motsättningar på institutionen, fått en ny handledare tilldelad och till slut äntligen fick igenom mitt förslag, var jag tömd på energi. Det kändes i princip som att jag redan hade skrivit mitt examensarbete. Jag funderade på om det skulle vara så svårt.

Det jag har lärt mig under examensarbetets gång är att blir du motarbetad av högre instanser som kontrollerar utgången av ditt resultat, ge inte upp utan hitta nya vägar att gå och människor som tror på dig.

Den här rapporten på 30 högskolepoäng är skriven för HIFAB och har utförts vid Luleå Tekniska Universitet. Examensarbetet avslutar civilingenjörsutbildningen Arena Jordens Resurser mot samhällsbyggnadsteknik med examensinriktningen teknisk miljövård.

Först vill jag tacka min externa handledare från HIFAB Camilla Fredriksson och min

akademiska handledare från LTU Lars Stehn (professor). Camilla, tack för att du alltid är positiv och ser en lösning på problemen. Lars, tack för att du räddade mitt examensarbete.

Tack Ulf Wikström (energiingenjör), tack Hans Henriksson (drifttekniker) och tack Jan Lundkvist (vaktmästare) för att ni har tagit er tid att hjälpa mig och besvara mina frågor om Hemängsskolan. Från NENET vill jag tacka Theresa Palo, från HIFAB tackar jag Maria Allard och från LTU tackar jag Jutta Schade och Ylva Sarden.

Jag vill speciellt tacka Susanna Bjunö och Linda Hedqvist som har hjälpt mig under arbetets gång. Susanna, tack för din coaching och ditt fantastiska stöd. Linda, tack för all feedback som du har gett mig. Min familj, släkt och mina vänner (innersta kretsen från A-listan) ni vet vilka ni är, tack för att ni alltid finns där och ger mig inspiration.

Sist men inte minst vill jag tacka Jenny för ett väl utfört arbete. Tack så mycket ^ - ^

Jag vill tillägna det här examensarbetet till min mamma, min pappa och min bror. Tack för att ni alltid finns där, 사랑해.

Luleå maj 2010 Jenny Sjöberg 채 근혜

Sammanfattning

Sammanfattning

I dagens samhälle förbrukas mycket energi. I Kyotoprotokollet lovar industriländerna att minska sina utsläpp med drygt fem procent i genomsnitt under åren 2008-2012, jämfört med 1990 års nivå. Länderna får själva avgöra hur de ska nå sina mål. Målet om Begränsad

klimatpåverkan är ett av 16 övergripande nationella miljökvalitetsmål. Kommunerna har ett ansvar att anpassa och genomföra klimatmålet på den lokala nivån. För att kunna klara av energiförsörjningen och nå målen måste landets energikonsumtion sänkas. Ett alternativ som gör en stor skillnad är att bygga mer klimatsmart. En annan aspekt är att titta på vad som kan göras med redan befintliga byggnader för att minska energianvändningen.

Examensarbetets mål var att hitta och ge förslag på åtgärder som kan minska

energianvändningen i skolor. Eftersom skolor har en begränsad ekonomi att röra sig med, ska dessa åtgärder helst vara enkla och ekonomiskt genomförbara. Är åtgärderna för komplicerade eller för dyra finns risken att de inte kommer att genomföras alls.

För att få en verklighetsanknytning och undersöka åtgärderna närmare valdes en fallstudieskola i Luleå kommun ut. En energiinventering gjordes på fallstudieskolan samt att en elmätning för elektrisk apparatur genomfördes, för att komplettera och verifiera materialet som fåtts från Tekniska förvaltningen. Utifrån det insamlade materialet gjordes besparingsberäkningar.

Fallstudieskolan använder fjärrvärme och el som energikällor. För fjärrvärme valdes områdena tappvatten, värme och ventilation att undersökas och för el undersöktes datorer och belysning.

Dessvärre gick ventilations- och de flesta värmeberäkningar inte att genomföra på grund av att siffror för indata inte gick att få tag på. Det gick inte heller att göra mätningar för att få fram dessa indata, vilka resulterade till ofullständig indata till beräkningarna.

För att minska energianvändningen lämnar examensarbetet 22 sparåtgärder för datorer,

belysning, tappvatten, ventilation och värmesystemet. Dessa åtgärder är handfasta och åtföljs av noggrannare beskrivningar om hur förändring kan ske. Ombyggnationen medförde en 36 procentig energibesparing, där elen stod för 8 procent och fjärrvärmen för 28 procent.

Rekommendationer baserade på beräkningar om kostnader för ytterligare (de 22 sparåtgärderna) åtgärder lämnas i examensarbetet.

Ytterligare energibesparingar går att göra för varje del (datorer, belysning, tappvatten, värme och ventilation) som undersökts närmare. En beräknad energibesparing på 29 procent av den totala elförbrukningen kan göras för datorer. För belysningen kan ytterligare energi och kostnadsbesparingar göras genom installation av närvarogivare och byte till energisnålare ljuskällor. Detta är inte aktuellt i dagsläget, eftersom renoveringen just gjorts. Beträffande fjärrvärmen kan besparingar göras för tappvatten, även om dessa inte är så stora, i förhållande till besparingar som kan göras för ventilation och värme.

Slutsatsen är att det går att göra energibesparingar i skolans verksamhet. Varje skola bör se över sina egna behov och försöka uppfylla dem så gott det går, eftersom det inte finns någon

universell lösning som passar för alla. Både miljö, energi och koldioxid kan besparas genom att dessa åtgärder genomförs.

Abstract

Abstract

A lot of energy is being consumed in today’s society. The developed countries signed the Kyoto Protocol in addition to reduce their emissions to an average of about five percent for the years 2008-2012, compared with the level in 1990. Every country decides on its own how to achieve this goal. Sweden has established 16 environmental quality objectives and Reduced Climate Impact is one of them. The municipalities have a responsibility to implement the environmental quality objective on a local level. To be able to ensure the magnitude of energy consumed to achieve their goal, each country’s energy consumption level must be reduced.

One option that would make a big difference is to build more environmental friendly. Another alternative is to evaluate existing buildings to reduce the magnitude of energy consumed.

The objective of this thesis is to locate and propose measures to reduce the energy

consumption in school buildings (public properties). These measures ought to be simple and financially feasible due to the fact that schools in general have limited financial resources. If the measures suggested are too complicated or too expensive, the chance of them being

implemented is slim to nothing.

To get a real-life connection and examine the measurements closer, a case study in the municipal of Luleå was selected out. An energy survey for the case study was made to verify the data received from the Technological management. A manual reading of meters was made to collect data of the electrical appliance, where the energy data were gathered. From the collected data calculations of energy saving and economical savings were made. The school in the case study uses district heating and electricity as its main energy source. The spheres of activity for domestic heating were selected to domestic tap water, ventilation and heat system and for electricity the correlating activities were computers and lighting.

The thesis proposes 22 saving measures to reduce the energy consumption concerning computers, lighting, tap water, ventilation and heating system. These measures are direct and are accompanied by thorough definitions of how alterations can be made. 36 percent energy (8 percent electricity and 28 percent district heating) were saved after the school in the case study was rebuilt. The thesis gives additional recommendations for measures that can be more specifically targeted towards cost base calculation.

Further energy savings can be made for each sphere of activity (computers, lighting, domestic tap water, ventilation and heating system) that has been examined closer. It is possible to achieve a calculated 29 percent energy saving of the total electric energy consumption,

regarding the computers in the school. Additional energy and cost savings concerning lighting are possible, if installation of movement sensors and change to luminaries that have low energy consumption is done. Since the renovation was done recently in this school, this particular measure is not of current interest. For the district heating savings can be made for domestic tap water, even though these savings are rather small in proportion to the saving that can be done for the ventilation and the heat system. Due to the lack of incomplete data input the

calculations concerning heat and ventilation could not be done. It was not possible neither to do a reading of meters in order to collect the missing data input nor was it possible to get the missing data input from elsewhere.

It is possible to make energy savings in the school buildings' spheres of activity. Each school should look through its own needs and try to fulfil those needs if possible. There is no

universal solution that suits everybody. However, it is possible to save the environment, energy and greenhouse emissions if these measures are implemented.

Innehållsförteckning

Innehållsförteckning

FÖRORD I

SAMMANFATTNING II

ABSTRACT III

INNEHÅLLSFÖRTECKNING IV

1 INLEDNING 1

1.1 BAKGRUND 1

1.2 MÅL OCH SYFTE 2

1.3 FORSKNINGSFRÅGOR 2

1.4 AVGRÄNSNINGAR 2

1.5 DISPOSITION 3

2 METOD 4

2.1 TILLVÄGAGÅNGSSÄTT 4

2.2 PLANERING 5

2.3 FÖRSTUDIE 5

2.4 DATAINSAMLING 5

2.5 BERÄKNINGAR 6

2.6 VALIDITET OCH RELIABILITET 6

2.7 SVÅRIGHETER 6

3 TEORI 7

3.1 ENERGIANALYS 7

3.1.1 Metoder för energianalys 7

3.1.2 Val av teori för energianalys 8

3.2 ENERGIBESPARINGSÅTGÄRDER 8

3.2.1 Sparförslag för datorer 9

3.2.2 Sparförslag för belysning 9

3.2.3 Sparförslag för tappvatten 11 3.2.4 Sparförslag för ventilation 11 3.2.5 Sparförslag för värme 12

3.3 TIDIGARE UNDERSÖKNINGAR 13

3.3.1 Tidigare undersökningar - datorer 13 3.3.2 Tidigare undersökningar - belysning 14 3.3.3 Tidigare undersökningar - tappvatten 15 3.3.4 Tidigare undersökningar - ventilation 15 3.3.5 Tidigare undersökningar - värme 16 4 BERÄKNINGSMODELLER 18

4.1 BERÄKNINGSMODELLER FÖR DATORER 19

4.2 BERÄKNINGSMODELLER FÖR BELYSNING 19

4.3 BERÄKNINGSMODELLER FÖR TAPPVATTEN 20

4.4 BERÄKNINGSMODELLER FÖR VENTILATION 21

4.5 BERÄKNINGSMODELLER FÖR VÄRME 22

5 HEMÄNGSSKOLAN 24

5.1 ALLMÄNT OM HEMÄNGSSKOLAN 24

5.1.1 Värmeanvändningen/m² yta (och per elev i skola) 24 5.1.2 Elanvändningen/m² yta (och per elev i skola) 24

5.2 HEMÄNGSSKOLANS ENERGIFÖRBRUKNING 25

5.2.1 Jämförelse av Hemängsskolans energi före och efter ombyggnationen 26

Innehållsförteckning

5.3 UPPVÄRMNINGSSYSTEM 27

5.3.1 Värmesystem 27

5.3.2 Tappvattensystem 27

5.3.3 Ventilation 27

5.3.4 Vädrets effekt på värmebehovet 28 5.3.5 Kostnader för fjärrvärme 28

5.4 ELSYSTEM 28

5.4.1 Elanläggning 29

5.4.2 Belysning 29

5.4.3 Motorvärmare 29

5.4.4 Vädrets effekt på elenergibehovet 29

5.4.5 Kostnader för el 29

6 INVENTERING OCH INDATA 30

6.1 INVENTERINGEN 30

6.1.1 Datorerna på Hemängsskolan 30 6.1.2 Belysningen på Hemängsskolan 30 6.1.3 Tappvattnet på Hemängsskolan 31 6.1.4 Ventilation på Hemängsskolan 31 6.1.5 Värmesystemet på Hemängsskolan 32

6.1.6 Övrigt 32

6.2 INDATA TILL BERÄKNINGARNA 33

6.2.1 Indata till beräkningsmodeller för datorer 33 6.2.2 Indata till beräkningsmodeller för belysning 34 6.2.3 Indata till beräkningsmodeller för tappvatten 36 6.2.4 Indata till beräkningsmodeller för ventilation 37 6.2.5 Indata till beräkningsmodeller för värme 38

7 ANALYS 39

7.1 DATORER 39

7.2 BELYSNING 41

7.3 TAPPVATTEN 42

7.4 VENTILATION 46

7.5 VÄRME 46

8 DISKUSSION OCH SLUTSATSER 48

8.1 DISKUSSION AV FORSKNINGSFRÅGOR 48

8.2 FÖRSLAG PÅ FORTSATTA UNDERSÖKNINGAR 52

8.3 FELKÄLLOR 53

8.4 SLUTSATSER 53

9 REFERENSER 54

9.1 TRYCKTA KÄLLOR 54

9.2 ELEKTRONISKA KÄLLOR 55

9.3 REGLER OCH DIREKTIV 56

9.4 MUNTLIGA KÄLLOR 57

BILAGA 1 58

BILAGA 2 59

Inledning

1 Inledning

Det här kapitlet börjar med en inledande text som följs av bakgrunden till examensarbetet. Därefter presenteras mål och syfte samt forskningsfrågor. Vidare tar kapitlet upp avgränsningar som styrt och avgränsat examensarbetet. Kapitlet avslutas med en disposition över arbetet.

I dagens samhälle förbrukas mycket energi, vilket i sin tur genererar utsläpp av koldioxid.

Koldioxid är den gas som bidrar mest till människans förstärkning av växthuseffekten

(Naturvårdsverket 2009b). Koldioxidutsläppen kan inte renas bort och kommer från den ökade användningen av kol, olja, naturgas och andra fossila bränslen.

Sveriges riksdag har upprättat 16 miljökvalitetsmål, vars syfte är att nå en miljömässigt hållbar utveckling på lång sikt (Miljö- och samhällsbyggnadsdepartementet 2005). Målen beskriver de egenskaper som vår natur- och kulturmiljö måste ha för att samhällsutvecklingen ska vara ekologiskt hållbar.

Mål för den svenska klimatpolitiken togs enligt riksdagsbeslut 2008/09:133 (2009-06-16) och innebär att Sveriges utsläpp 2020 ska vara 40 procent lägre än utsläppen 1990. Målet gäller för de verksamheter som inte omfattas av systemet för handel med utsläppsrätter.

Enligt Naturvårdsverket stod energianvändningen i bostäder och lokaler för cirka 35 procent av den totala slutliga energianvändningen 2007. Trenden i sektorn är att energianvändningen för uppvärmningen minskar per yta samtidigt som den uppvärmda ytan ökar. Användningen av el till apparater och ventilation har också ökat (Naturvårdsverket 2009a).

Uppvärmning står för den största delen av byggnaders energianvändning (EYEManager

Championship 2008, s.4). Även i Boverkets byggregler, kapitel 9 energihushållning, har kraven på minskad energianvändning ökat (Boverket 2008a). Detta ställer krav på offentliga lokaler, som skolor, att minska sin energianvändning. Det finns alltid energisparåtgärder att göra och det är viktigt att dessa genomförs. Vad kan göras för att minska energianvändningen i en offentlig byggnad, som en skola?

1.1 Bakgrund

Skolor utgör 16 procent (Statens energimyndighet 2007, s.12) av Sveriges offentliga lokaler.

Kommunerna vill försöka minska energianvändningen i de offentliga lokalerna, vilket kan vara svårt eftersom det i slutändan är en kostnadsfråga. Det finns mycket som kan sparas in

energimässigt både i skolans klimatskal och på verksamheten i skolan.

Tanken bakom detta exjobbsförslag är att undersöka olika alternativ som på sikt kan göra en offentlig lokal, exempelvis skolbyggnad klimatneutral. Hur kan energianvändningen minskas?

Hur kan vi spara rent energimässigt? Vad kan vi spara in på och hur kan detta genomföras i praktiken? Eftersom alla skolor är olika, kommer inte alla förslag att passa alla skolor.

Inledning 1.2 Mål och syfte

Syftet med examensarbetet är att beskriva och öka kunskaperna hur man på sikt kan minska energianvändningen i skolor (offentliga lokaler). Målet är att hitta och ge förslag på åtgärder för att minska energianvändning i skolor. Eftersom skolor har en begränsad ekonomi att röra sig med, ska åtgärderna helst vara enkla och ekonomiskt genomförbara. Är åtgärderna för komplicerade eller för dyra finns risken att de inte kommer att genomföras alls.

1.3 Forskningsfrågor

Följande forskningsfrågor har formulerats för att guida arbetet i rätt riktning.

Forskningsfråga I

Vad kan göras för att minska energianvändningen i en befintlig offentlig lokal, som en skolbyggnad?

Den här forskningsfrågan är grundfrågan för arbetet och ska titta på generella sparåtgärder.

Forskningsfråga II

Vilka energibesparingsåtgärder kan göras för en enskild skola?

Målet med denna forskningsfråga är att utföra en energianalys för en utvald fallstudieskola. I energianalysen undersöks hur mycket energi som förbrukas, var energin förbrukas och hur energiförbrukningen kan minskas.

Forskningsfråga III

Hur stora besparingar kan dessa energibesparingsåtgärder ge ekonomiskt och miljömässigt?

Beräkningar utförs för att undersöka ekonomiska och miljömässiga (minskade koldioxidutsläpp) besparingar av utvalda energibesparingsalternativ.

1.4 Avgränsningar

För att minska energianvändningen i en offentlig lokal, exempelvis en skola, kan besparingar genomföras antingen genom att göra åtgärder i klimatskalet¹ eller genom att sänka

energianvändningen i verksamheten. Examensarbetet har avgränsats till att fokusera på

energibesparingar inom verksamheten. När det gäller elenergiförbrukning avgränsas rapporten till att koncentreras till belysning och datorer, samt vilka besparingar dessa båda genererar energimässigt, ekonomiskt och CO₂-utsläppsmässigt. Kök och övrigt kommer inte att tas upp i arbetet. Detta val baseras på att det för kök inte finns en specifik elnota samt att elmätningar inte var möjliga att genomföra och övrigt anses inte utgöra en stor del av energiförbrukningen.

1 Husets ytterhölje, det vill säga väggar, golv, tak etcetera.

Inledning

Fjärrvärmeenergiförbrukningen avgränsas till att titta på tappvatten, ventilation och värme. För tappvarmvatten har energiförbrukning beräknats samt besparingsalternativ för tappvatten. Valet att inte fokusera på skolans klimatskal beror på att skolans klimatskal redan är uppfört och en ombyggnation skulle medföra stora kostnader. Det går inte att utesluta att mycket energi kan sparas genom att göra åtgärder i klimatskalet, som att exempelvis byta fönster och täta lister.

Rapporten kommer inte heller att ta upp något om att installera förnyelsebara energikällor på skolan. I de fall där mätningar saknas görs ingen uppskattning av troliga värden.

1.5 Disposition

Nedan följer en översikt av examensarbetet och en redogörelse om vad som behandlas i varje kapitel.

Kapitel Rubrik Beskrivning

1 Inledning Bakgrunden till arbetet presenteras, mål och syfte formuleras, forskningsfrågor, avgränsningar och disposition tas upp.

2 Metod Tillvägagångssätt och metodval beskrivs för arbetet.

3 Teori Metod för energianalys, energisparåtgärder och val av metoder för beräkningar behandlas här.

4 Beräkningsmodeller Beräkningsmodeller för planerade beräkningar introduceras.

5 Hemängsskolan Allmän- och grunddata, samt data om el- och uppvärmningssystem för fallstudieskolan presenteras.

6 Inventering och indata Resultat från inventeringen och indata till planerade beräkningar sammanställs.

7 Analys Besparingsberäkningar för utvalda områden görs,

resultat för respektive område summeras.

8 Diskussion och slutsatser Forskningsfrågorna diskuteras. Slutsatser dras och förslag till framtida forskning ges.

9 Referenser Källor som använts i arbetet presenteras.

Metod

2 Metod

Kapitlet beskriver tillvägagångssätt och val av metod för arbetet.

2.1 Tillvägagångssätt

Figur 2.1 visar examensarbetes upplägg i sin helhet med metoder och aktiviteter. Arbetsgången har delats in i fem olika faser:

Fas 1 Planering

Fas 2 Förstudie - brainstorma, hitta skola, förbereda inventering Fas 3 Datainsamling - inventering, telefonsamtal, bearbeta data Fas 4 Beräkningar

Fas 5 Sammanställning av rapport

Fas 1 Planering

Fas 2 Förstudie – brainstorma, förbereda inventering

Fas 3

Datainsamling Fas 4

Beräkningar Litteraturstudie

Intervjuer och telefonsamtal, bearbetning av data

Rapportskrivning

Fas 5 Sammanställning

av rapport

Figur 2.1. Examensarbetets arbetsgång.

Arbetet inleddes med en planeringsfas där examensarbetet utformades. I förstudien brainstormades olika idéer fram, en lämplig fallstudieskola valdes ut och noggranna

förberedelser inför den kommande inventeringen gjordes. Litteraturstudien började i Fas 2 och har varit pågående till Fas 5. Själva datainsamlingen startade med insamling av statistik för skolan, sedan genomfördes en 2-dagars inventering för att kartlägga skolans energiförbrukande utrustning. Rapportskrivningen började i Fas 3 efter inventeringen och har fortgått till och med Fas 5. Insamlad data från litteraturstudien, inventeringen, intervjuer och elmätningar sammanställdes, för att kunna användas till att genomföra beräkningarna. Sedan analyserades resultatet och rapporten sammanställdes.

Metod 2.2 Planering

Stommen och inriktningen till examensarbetet diskuterades fram i samarbete med den externa handledaren. Samtalen resulterade i ett upplägg för examensarbetet där en beskrivning av examensarbetets syfte togs fram, samt sju förslag till arbetsområden. För att avgränsa arbetet valdes två av de sju förslagen ut. Utifrån dessa två punkter upprättades sedan fasindelningen för examensarbetet. Upplägget diskuterades och godkändes av den akademiska handledaren.

Arbetet har kontinuerligt följts upp mot en tidsplanering.

2.3 Förstudie

Examensarbetet koncentreras i första hand på enkla och billiga energisparåtgärder, för både verksamheten och klimatskalet. Genom brainstorming med den externa handledaren framkom de idéer som har legat till grund för rapporten.

Parallellt med idéskapandet identifierades i samarbete med Tekniska förvaltningen i Luleå, en lämplig skola till fallstudien i examensarbetet. Relevant mätdata för skolan, i form av dokument togs fram. Hemängsskolan har renoverats belysningen har bytts ut samt värme- och

ventilationssystemen har uppgraderats, vilket har bidragit till energibesparingar som går att beräkna. Kraven för den skola som valdes var att det den inte fick vara för liten. Den skulle även ha en vaktmästare och drifttekniker till hands för att få tillgång till information. Det fanns mätdata från före och efter renoveringen.

En inventering användes för att samla information, vilken skulle komplettera indata som fåtts från Tekniska förvaltningen. Som bas för inventeringen användes resultaten från

brainstormingen samt att litteratur angående energiinventering studerades. Förberedelserna inför inventeringen gjordes genom att läsa igenom Energiinventering VVS-/EL-installationer för Hemängsskolan. Skolan besöktes en gång innan inventeringen med driftteknikern för att få en allmän uppfattning om hur skolan såg ut och vilka förberedelser som behövde göras innan inventering.

2.4 Datainsamling

Kvantitativ och kvalitativ metod är två olika typer av metoder för insamling och bearbetning av information. Kvantitativ data kan beskrivas i siffror eller som något mätbart. Kvalitativ data är illustrationer, utsagor eller omätbara observationer (Gunnarson 2002a). Under examensarbetets gång har kvalitativ metod använts vid intervjuer i telefonsamtal och möten. Kvantitativ data har samlats in vid inventeringen av Hemängsskolan.

Litteraturstudien har pågått under hela examensarbetet. Teoridelen bygger främst på

Energimyndighetens egna rapporter och broschyrer, EU-projektet inom Intelligent Energy Europe programmets EYEManager Handbok samt ATON Teknikkonsult AB:s rapport Metoder för besiktning och beräkning.

Telefonsamtal med Luleå Energi, Luleå Kommun, Tekniska förvaltningen i Luleå kommun SMHI, Sveriges Riksdag, Energimyndigheten, Gustavsbergs, FM Mattson, Beijers

Byggmaterial AB har gjorts för att få relevant information till indata för att kunna genomföra beräkningarna i analysdelen.

Metod

Inventeringen av Hemängsskolan genomfördes den 6-7 juni 2009 när barnen hade sommarlov.

Syftet med inventeringen var att få kvantitativ data av skolans energianvändning, men även att kartlägga och räkna den elektroniska utrustningen för att senare kunna göra beräkningar på energisparande åtgärder. Dokumentation av de inventerade objekten på skolan fotograferades.

Ett rum inventerades åt gången.

För att få så korrekta värden som möjligt på effekten gjordes i augusti 2009 en allmän elmätning. Elmätaren Energie-Messgerät från Save Power användes för att mäta effekten, elektrisk spänning, elektrisk strömstyrka, frekvens, högsta effekt och lägsta effekt på datorer, kyl och frys. I september 2009 mättes effekt, elektrisk spänning, elektrisk strömstyrka, frekvens, högsta effekt och lägsta effekt för 10 datorer, efter 1 min och 3 min. De rätta mättiderna för elmätningen av datorer är svår att uppskatta eftersom de förbrukar olika mycket ström efter olika lång tid. Tiderna 1 min och 3 min speglar att datorn just startat och skillnaden efter ett tidsintervall. Ett möte samt telefonsamtal med vaktmästaren genomfördes i september 2009 för att få indata till belysningsberäkningen.

Data om Hemängsskolans el-, fjärrvärme- och vattenårsförbrukning, samt ritning över

belysning delgavs från Luleå kommuns Tekniska förvaltningen. Utöver detta har flertal samtal genomförts för att ge ytterligare information med rektor, energiingenjör, vaktmästare och driftansvarig.

All protokollförd data från inventeringen sammanställdes. Detta gjordes direkt efter

inventeringen. Kalkylprogrammet Microsoft Excel användes för att sortera relevant information efter kategori. Tabeller med indata för belysning, datorer, kyl och frys, kranar, torkskåp

etcetera upprättades tillsammans med data från Tekniska förvaltningen om Hemängsskolan.

2.5 Beräkningar

Beräkningarna har gjorts i kalkylprogrammet Microsoft Excel. Huvuddelen av beräkningarna baseras på ATON Teknikkonsult AB:s rapport Metoder för besiktning och beräkning. Vissa beräkningar har inte kunnat görs på grund av siffror till indata inte har kunnat tillgås.

2.6 Validitet och reliabilitet

Validitet avser att mäta det som är relevant i sammanhanget medan reliabilitet avser att mäta på ett tillförlitligt sätt. Man bör alltid sträva efter hög validitet och reliabilitet (Gunnarson 2002b).

För att få validitet i examensarbetet har olika datakällor använts som egna mätningar har utförts och jämförts med andras mätningar samt med dokumentation. För att påverka reliabiliteten i rapporten har källor intervjuats för att kunna tolka mätningar och bredda förståelsen för skolan.

Genom telefonsamtal har ökad förståelse för problemet i stort fåtts. Författaren har återkommit flera gånger till samma källa för att säkerställa att resultaten har tolkas på ett korrekt sätt.

2.7 Svårigheter

Svårigheten har varit att få fram tillräckligt med indata för att kunna göra beräkningar, främst till värme- och ventilationsberäkningarna, vilket har varit ett problem. Mätdata över hur mycket el som förbrukas och till vad den förbrukas har varit svårt att få tag på, eftersom skolorna har inte råd att sätta ut elmätare.

Teori

3 Teori

I det här kapitlet presenteras metoder för energianalys. Sedan följer energibesparingsåtgärder. Därefter följer val av metoder för beräkningar med motiv för varför dessa har valts.

3.1 Energianalys

En energianalys görs för att kartlägga en byggnads energianvändning, till vad, vilken typ och hur mycket energi en byggnad använder. Utifrån de data som samlats in bestäms vilka energisparåtgärder som är effektiva och möjliga att genomföra utifrån energisynpunkt och kostnad. Enligt EYEManager Championship (2008) är en energianalys och energikartläggning när en byggnad systematiskt gås igenom för att tillräcklig kunskap om dess energiförbrukning ska erhållas. Förslag för kostnadseffektiva energisparningars potentialer identifieras och föreslås sedan.

Olika metoder för energianalys som nämns i EYEManager handbok (2008) är rundvandring, kostnads-nyttoanalys, standard energianalys och detaljerad energianalys. I en energianalys ingår en energiundersökning, insamling av energiförbrukningsuppgifter, dataanalys, upprättande av energisparplan, ekonomisk analys av energieffektivisering och rapportering. Desto korrektare de insamlade uppgifterna om energiförbrukningen är, desto exaktare blir energianalysen (EYEManager Championship 2008, s.26).

Energianalysen görs för att få en grund till vilka energisparåtgärder som kan göras för byggnaden.

3.1.1 Metoder för energianalys Metoder för besiktning och beräkning

I rapporten Metoder för besiktning och beräkning beskriver ATON teknikkonsult AB (2007) en besiktningsmetodik där besiktningsförloppet startar med en inventering (besiktning). För att göra besiktningen tas hjälp av besiktningsmallar, besiktningsprogram och problemindikatorer.

Efter inventeringen görs en analys, där en beräkning av resultatet utförs genom att

schablonvärden, omvandlingsförluster, förbruknings- och belastningsmönster används. När resultatet är beräknat fastställs åtgärder och åtgärdsförslag tas fram med hjälp av

produktinformation, priser och prestandavärden. Därefter protokollförs resultatet i en deklarationsrapport. Till denna finns en rapportmall som används och sedan görs en resultatarkivering (ATON Teknikkonsult AB 2007, s.6).

EYEManager Handbok

I en standard analys (en av metoderna för en energianalys) som beskrivs av EYEManager Championship (2008) utvärderas i det första steget egenskaperna hos husets energisystem och energianvändning. Data och statistik samlas in från ritningar, samtal med driftpersonal, elräkningar, räkningar för uppvärmning. Eventuellt görs en uppskattning om och hur

årstiden/vädret påverkar energianvändningen. I andra steget görs en rundvandring i byggnaden och energisparmöjligheterna börjar identifieras. Viktig utrustning som använder energi samt drift och underhållsrutiner gås igenom. Det görs en uppskattning om när, var och hur mycket energi som används för elapparater och belysning. Resultatet som fås fram här är avgörande för hur den fortsatta energianalysen kommer att fortlöpa (EYEManager Championship 2008, 34).

Teori

Det tredje steget tar upp grunddata som redogör för dagens energianvändning och byggnadens förutsättningar. Här skaffas ritningar över byggkonstruktionerna, maskinerna, elsystemet samt styr- och reglersystemet fram. Byggnadens energieffektivitet och allmänna skick inspekteras, testas och utvärderas. Användarmanualer till all elektronisk utrustning inklusive belysning, uppvärmning, ventilation och luftkonditionering skaffas fram. En grundmodell för byggnadens energianvändning utvecklas och den kalibreras genom att använda mätdata. I fjärde steget utvärderas byggnadens energisparåtgärder. Kostnadseffektiva energieffektiviseringsåtgärder föreslås, där både energi- och kostnadsbesparingar rekommenderas. Kostnadseffektiviteten av varje enskild effektivitetsåtgärd utvärderas genom att använda ekonomiska analysmetoder.

Avslutningsvis presenteras energibesparingsförslagen i en teknisk-ekonomisk rapport (EYEManager Championship 2008, 35).

STIL2

En annan metod som används för energiinventeringen är Boverket och Energimyndighetens rapport STIL2 från 2007 där en modell som baseras på mediastatistik, ritningsunderlag, OVK - protokoll med mera samlas in för att utvärdera det aktuella objektet. En inventering görs på plats av en besiktningsman som genom att intervjua driftspersonal får information om

driftsrutiner, verksamhets- och driftstider med mera (Boverket och Energimyndigheten 2007, s.20). All information som samlas in protokollförs i ett Excelbaserat inventeringsprotokoll som ingår i modellen. I protokollet ingår 11 flikar vilka är: byggnadsdata, pumpar, sammanfattning, energidata, kyla, nyckeltal, tappvatten, belysning, kommentarer, ventilation och verksamhetsel.

Detta protokoll kvalitetsgranskas sedan av en huvudbesiktningsman och när det är godkänt utförs en analys av resultaten (Boverket och Energimyndigheten 2007, s.21).

Genomgående för alla tidigare undersökningar som nämnts ovan, är att schablonvärden (bestämda genom mätning eller framräknade) finns att tillgå för att utföra beräkningarna.

3.1.2 Val av teori för energianalys

Både STIL2 och EYEManager Handbok tar upp energiinventering och hur de har gått tillväga.

EYEManager Handbok är mer användarvänlig än STIL2 som är beskriven mer på ett

vetenskapligt sätt. Det som skiljer Metoder för besiktning och beräkning från de två ovanstående rapporterna, är att ingen undersökning av skolor har gjorts i denna rapport. Istället beskriver den vad som är viktigt att titta på när en inventering utförs samt att fokus ligger på konkreta beräkningsmodeller.

I arbetet har EYEManager Handbok använts vad gäller grunddata och rundvandring.

Instruktioner om hur inventeringen ska genomföras har tagits från STIL2, exempelvis förslagen om att titta på belysningen först och inventera rum för rum har praktiserats. Metoder för

besiktning och beräknings beräkningsformler har använts till att göra kalkyleringar av planerade energibesparingsförslag.

3.2 Energibesparingsåtgärder

Energibesparingsåtgärder i en byggnad görs för att spara in energi. I Figur 3.1 har olika områden för en byggnad, där potentiella energisparåtgärder går att utföra, presenterats.

Rapporten kommer att fokusera på de delar som är markerade med fetstil: belysning, datorer, värme, ventilation och tappvatten.

Teori

Byggnad

Klimatskal Verksamhet

Tak

Fjärrvärme El

Ventilation Belysning

Dörr Fönster

Isolering Datorer

Fläktar

Väggar

Värme

Motorvärmare Kök, hushåll

Tappvatten

Figur 3.1. Områden i en byggnad där det går det att göra sparåtgärder.

I de sparåtgärder som presenteras nedan kommer olika sparförslag för respektive område datorer, belysning, tappvatten, ventilation och värme att läggas fram.

3.2.1 Sparförslag för datorer

Energibesparingar kan göras genom inköp av energieffektiv utrustning. En genomsnittlig livslängd för en dator är 5-6 år (EU-genomsnitt) (EU Energy Star 2009b). När ny utrustning ska köpas in ska produkter med så låg standby energiförbrukning som möjligt och utrustning som har en avstängningsknapp väljas (TCO Certified 2009a). Bästa energisnåla förslag är

bärbara datorer, som på grund av nödvändighet och sin design, är mycket mer energieffektiv än en stationär dator (Robertson, J, A., et al 2002, s.25). Vid konstruktionen av en bärbar dator är energianvändningen en avgörande faktor, därför används de mest energieffektiva bildskärmar (LCD), transformatorer, hårddiskar och centralenheter som finns tillgängliga (EU Energy Star 2009a).

Energiförbrukande produkter drar ofta ström även när de är satta i standby-läge och många kilowattimmar förbrukas per år på grund av att elektroniken inte stängs av på riktigt utan lämnas i standby-läget (EYEManager Championship 2008, s.12). Genom att stänga av datorn på avstängningsknappen kan energi besparas. De flesta datorer har energisparande funktioner och normalt måste dessa funktioner aktiveras. Även om skärmsläckaren går igång, betyder det inte att datorn är försatt i viloläge.

3.2.2 Sparförslag för belysning

Elanvändningen för belysning kan minskas på två sätt, dels genom att minska drifttiderna och dels genom att minska den installerade effekten (NENET 2007).

Teori Minska drifttiderna

En enkel sak som sparar energi är att släcka lamporna när skoldagen är slut. En annan åtgärd är att installera ett skymningsrelä som tänder utomhusbelysningen när det blir mörkt ute. Genom att koppla tidur till systemet är det möjligt att släcka lamporna även under den mörka tiden.

Mycket energi kan besparas genom att installera rörelsevakt/närvarogivare och närvarostyrning.

Inomhus kan närvarosensorer monteras till ljusbrytaren vilket innebär att ljuset tänds och släcks automatiskt efter en tid. Genom att installera dagsljusstyrning kan de timmar som belysningen är igång kan minskas. På de ställen där dagsljusstyrkan är tillräcklig, finns sensorer som regleras av ett kontrollsystem, vilket släcker belysningen automatiskt (EYEManager Championship 2008, s.18).

Belysningsdesign

Energibesparingar kan göras genom att byta till energieffektivare ljuskällor och armaturer (EYEManager Championship 2008, s.18). Lågenergilampor är cirka fem gånger så effektiva som glödlampor. Genom att byta ut glödlampor till lågenergilampor sparas både energi och pengar. Detta genom att lågenergilamporna har lägre energiförbrukning och längre livslängd, 6000–15000 timmar jämfört med 1000 timmar. (Ljuskultur 2009a, Ljuskultur 2009b). Däremot kan ljusutbytet variera och är bättre hos glödlampor. Inköpspriset för glödlampan är lägre än hos lågenergilampan, men driftkostanden är högre. Tas hänsyn till inköpspris och driftkostnad är totalkostnaden för lågenergilampan lägre än för glödlampan (Energimyndigheten 2009b).

Byte från T8 lysrör till T5 lysrör kan ge en besparing på upp till 70 procent energi (EYEManager Championship 2008, s.18). Anläggningar med T5 lysrör blir mycket

energieffektiva och förbrukar mindre energi än T8 och T12 lysrör. Armaturerna har blivit cirka 20 procent effektivare jämfört med motsvarande armaturer för äldre typer av lysrör. Lysrör kan återvinnas till cirka 98 procent. Nästan alla lysrör samlas idag in för återvinning (Ljuskultur 2009c).

Genom att byta från T8 lysrör till LED-lysrör kan en energibesparing på 60-70 procent göras.

LED-lysröret har en livslängd på 50 000 timmar jämfört med T8 lysrörets 15 000 timmar.

Fördelarna med LED-lysrör är att de har en låg underhållskostnad samt långa bytesintervall. Ur miljösynpunkt är de också bra, eftersom de inte innehåller kvicksilver, slösar inte med naturens resurser när befintliga armaturer kan behållas och avger inte några elektriska fält eller UV strålning. Inköpspriset för LED-lysröret är högre är än för T8 lysröret (COALA 2009). En energibesparing kan göras genom att byta till lysrör med bättre ljusutbyte, eftersom ljusstyrka kan behållas med färre lysrör. Hålls armaturernas reflektorer rena blir ljusutbytet bättre, även om ingen energi sparas.

Miljöpåverkan av kvicksilver i ljuskällor

Belysningens största miljöpåverkan sker vid användningen. Kvicksilver som är ett av våra farligaste miljögifter och andra tungmetaller förekommer i många ljuskällor (Wall 2005, s.89).

En lågenergilampa innehåller mellan 1-5 mg kvicksilver medan ett lysrör kan innehålla upp till 10 mg (Ljuskultur 2009a). Mängden kvicksilver har minskats med 80 procent i moderna lysrör (Wall 2005, s.89). En ökad användning av lågenergilampor minskar användningen av el, vilket innebär en minskad elproduktion och minskade koldioxidutsläpp. Trots att lågenergilampor liksom lysrör innehåller en liten mängd kvicksilver beräknas de totala kvicksilverutsläppen till miljön ändå att minska (Energimyndigheten 2009b).

Teori 3.2.3 Sparförslag för tappvatten

Minska kostnaderna för tappvarmvattenproduktion kan göras genom att använda mindre varmvatten, sänka temperaturen, isolera beredare och ledningar eller genom att köpa en ny effektivare modell (EYEManager Championship2008).

Energiåtgången för vattenförsörjningen kan minskas genom att sänka temperaturen i varmvattenberedaren och tappvarmvattnets cirkulationssystem. Temperaturen får dock inte understiga 60°C i varmvattenberedaren respektive 50°C i tappvarmvattnets cirkulationssystem, på grund av risk för tillväxt av legionellabakterier. Egen varmvattenberedning kan vara

effektivare än centraliserad, eftersom långa rördragningar ger upphov till förluster under vägen till användaren (EYEManager Championship 2008, s.17).

Minska vattenåtgången genom att stänga av kranar som står och droppar. Det går även att minska vattenåtgången genom att byta till snålspolande toaletter. Mycket pappers användning vid toalettbesök kan orsaka stopp i avloppet och för att undvika detta kan spolning en eller flera gånger behövas, vilket gör att vattenbesparingen försvinner (Fredriksson 2009).

Vilken typ av tappvattenarmaturer som är installerad har stor betydelse för

varmvattenanvändningen. Undersökningar visar att varmvattenanvändningen är cirka 20–30 procent högre om man har tvågreppsblandare än om man har vanliga termostatblandare i bad/WC och ettgreppsblandare i kök och tvättställ (NBI 2003). Vid installation av marknadens mest energieffektiva armaturer kan energianvändningen för tappvarmvattenvärmning vara från 5 procent ända upp till 40 procent lägre än vid användning av vanliga ettgreppsblandare (Wahlström 2000). Finns det individuell mätning av tappvarmvattenanvändningen har det i flera studier konstaterats att förbrukningsvolymen är lägre än i andra likvärdiga byggnader (Berntsson 2003). Genom att installera snålspolande kranar eller munstycken kan mycket varmvatten sparas utan att minska komforten (EYEManager Championship 2008, s.17). De nya blandarna är snålspolande men ger fortfarande samma vattentryck och spolningseffekt fast med en mindre mängd vatten. Jämfört med marknadens mest sålda ettgreppsblandare för dusch, kök och tvättställ sparar de nya energieffektiva blandarna i genomsnitt cirka 40 procent av både energi- och vattenförbrukning (Energimyndigheten 2006a).

3.2.4 Sparförslag för ventilation Luftcirkulation

För att luftcirkulationen ska kunna vara energieffektiv är det viktigt att värme- och

kylaggregaten placeras rätt så att den varma eller kalla luften kan cirkulera fritt (EYEManager Championship 2008, s.14). Det är viktigt för ett ventilationssystem att instruktioner för service och underhåll sköts korrekt och uppdateras regelbundet. Att inomhusluften är dålig kan bero på att ventilationssystemet inte sköts som det ska (Svensk Ventilation 2009b). För att undvika att energieffektiviteten minskar och att systemet inte fungerar som det ska, är det viktigt att rengöra aggregaten. Orena aggregat kan leda till att den tillkommande luften blockeras, eftersom det kan finnas orenheter i ventilationskanalen (EYEManager Championship 2008, s.14). Energibesparingar kan också göras genom att rengöra luftfilter regelbundet och byta luftfilter när det behövs. Luftfiltren används för att avlägsna partiklar av damm och föroreningar som kommer in eller sprids in i byggnaden. Orena luftfilter minskar luftflöden och effekten av fläkten samt gör luftkvalitet sämre (EYEManager Championship 2008, s.14). Filtren är den del av systemet som är billigast att förbättra (Svensk Ventilation 2009c).

Teori Styrning och reglering

Besparingar kan göras genom att tidsstyra fläktarna. Med hjälp av att använda en timer kan systemen stängas av innan lokalerna lämnas utan att komforten påverkas, vilket sparar energi.

När ventilationen behovsstyrs kan både energi- och kostnadsbesparingar göras. Den behovsstyrda ventilationen ger den ventilation som erfordras för tillfället och sänker sedan effekten för ventilationsutrustningen när ingen vistas i utrymmet, vilket ger förbättrad luftkvalitet och minskar energiförbrukningen avsevärt (EYEManager Championship 2008, s.15). Ventilationens verkliga användning är ofta mellan 25-60 procent lägre, än vad den är dimensionerad för. Ett vanligt kontor används oftast bara under två tredjedelar av arbetsdagen, vilket resulterar i att behovet av ventilation, värme och kyla kan minskas med 10-30 procent genom att införa behovsstyrning (Svensk Ventilation 2009a).

Mycket lönsamma åtgärder långsiktigt (LCC) med ventilation

En lönsam sparåtgärd är att installera värmeåtervinning (Svensk Ventilation 2009d). Genom att använda en värmeväxlare kan den inkommande luften värmas/kylas, med hjälp av

värmen/kylan från den luft som inte kan recirkuleras. Den varma ventilationsluften kan även användas för uppvärmning av utrymmen eller varmvatten och energi kan sparas (EYEManager Championship 2008, s.16). Ett FTX-system är ett värmeåtervinningsaggregat som låter

förbrukad ventilationsluft passera igenom för att återvinna värmen, vilken annars bara skulle ha släppts ut. FTX-tekniken utvecklas i snabb takt och det finns aggregat på marknaden med en verkningsgrad på över 80 procent och eleffektförbrukning på 95W (Energimyndigheten 2006b). Viktiga åtgärder är att sänka tilluftstemperaturen, årstidsanpassa luftflöden och kontrollera luftflöden (Svensk Ventilation 2009d).

3.2.5 Sparförslag för värme

Minska solinstrålningen eller värmeförluster genom fönster.

För att reglera solinstrålningen eller stänga ute kylan eller värmen kan rullgardiner, markiser eller liknande användas. Under sommaren är markiser effektiva för att hålla värmen borta och på vintern hålls värmen inne av rullgardiner eller andra gardiner. För att minska

solinstrålningen används vertikala jalusier på öst- och väst sidan, medan horisontella jalusier placeras på norr- och syd sidan (EYEManager Championship 2008, s.13). På Textilhögskolan i Borås forskas det på Smarta textiler. Dessa textilmaterial har nya funktioner och utvecklas mot att kunna reglera inomhus komforten, istället för användningen av markiser (Bresky 2008).

Sänka temperaturen

Energibesparingar kan göras genom att sänka inomhus temperaturen. För varje grads sänkning minskar värmebehovet med 7 procent (ATON Teknikkonsult AB 2007, s.59). Värme från sol, matlagning, många människor och apparater i ett rum kan höja inomhus temperaturen.

Termostatventiler på radiatorerna kan spara energi genom att minska värmetillförseln när temperaturen höjs (ATON Teknikkonsult AB 2007, s.58).

Värmeinjustering görs för att värmesystemet i varje rum ska balanseras så att önskad temperatur kan uppnås. Om injusteringen inte gjorts korrekt kan klagomål leda till att

framledstemperaturen höjs. Det resulterar i att det blir obalans i systemet och att temperaturen blir för hög i en annan del av byggnaden. För att balansera detta vädras ofta värme ut vilket genererar energiförluster (ATON Teknikkonsult AB 2007, s.60). För att uppnå maximal energibesparing måste värmesystemet vara utrustat med termostatventiler samt vara korrekt injusterat (Tenico 2009).

Teori Pumpar

Energibesparingar för cirkulationspumpar i vattenburna värmesystem kan uppnås med

pumpstopp under den period då det inte finns något värmebehov. Cirkulationspumpar är stora i jämförelse med vad de behöver vara och de har ett driftsätt som ger en överflödig

energianvändning. En annan besparing som göras är att byta till en pump som är korrekt dimensionerad och kan köras med variabelt varvtal (ATON Teknikkonsult AB 2007, s.59).

Styrsystem

En fem procentig besparing på en villas årliga värmeförbrukning kan göras med ett bra fungerande styrsystem. Ännu en besparing på fem procent kan göras när tidsregleringen utnyttjas aktivt, i form av dag- och nattsänkning när ingen är i huset (Energimyndigheten 2009a).

3.3 Tidigare undersökningar

3.3.1 Tidigare undersökningar - datorer Avlaget.se

En projektgrupp bestående av en handledare och tre elever från elprogrammet på

Björknäsgymnasitet i Boden har undersökt hur mycket elström skolans datorer drar när de är i drift. Utifrån insamlad data har beräkningar gjorts över hur mycket som kan sparas in

ekonomiskt och energimässigt (kWh) genom att stänga av datorerna under natten. Genom att stänga av datorerna på natten skulle besparingen ekonomiskt och energimässigt per år bli ungefär 35 procent (Projektgruppen Avslaget 2009).

EYEManager Handbok

I EYEManager Handbok från 2008 har en fallstudie gjorts på Nauticalskolan, som är en allmän gymnasieskola. Den byggdes 1965 och ligger i Paço de Arcos i Portugal. I fallstudien har elanvändningen för Nauticalskolans datorer har kartlagts. Genom att använda datorerna på ett mer effektivt sätt (aktivera energisparläge och viloläge) skulle skolan kunna minska sin

energianvändning med 15 procent och spara ca 860 euro per år på denna åtgärd (EYEManager Championship 2008, s.40).

STIL2

STIL2 tar upp nyttjandetider och användning av datorer i skolan. Det är vanligt med 1 dator per klassrum i grundskolor årskurs 1-6. Användningen av datorer sker av läraren eller i undervisningen och datorn är igång endast under de tillfällena. På högstadie- och

gymnasieskolor finns det datasalar som används av elever på raster och efter skolan samt i undervisningen. Där har varje läraren oftast en arbetsplats med möjlighet att utnyttja en dator, som är i gång några timmar varje dag (Boverket och Energimyndigheten 2007, s.219).

Val av teori för energiberäkningar av datorer

I arbetet används både EYEManager Handbok och Projektgruppen Avslaget.se: s modell för beräkning, med tillägg för beräkning av koldioxidutsläpp. STIL2:s nyttjandetider har använts för att uppskatta tiden datorerna behöver vara igång. Från dessa indata: antal datorer, pris per kWh, antal timmar datorn är igång per år, effekt datorn förbrukar och utsläpp av koldioxid har sedan har årlig energianvändning, årlig kostnad och årligt koldioxidutsläpp beräknats.

Teori 3.3.2 Tidigare undersökningar - belysning STIL2

STIL2 har undersökt energibesparingspotentialer för belysning i skolan. I studien har beräkningar på besparingar för att sänka drifttiden för belysningen, byta ut glödlampor till lågenergilampor och byta konventionella lysrör till T5 lysrör gjorts. Resultaten visar att belysning och fläktdrift är de genomgående största elanvändningsområdena.

I STIL2 har energibesparingspotentialen vid en sänkning av den årliga driftstiden till 2000 timmar per år respektive 2100 timmar per år för belysningen beräknats. Att sänka den årliga drifttiden för belysningen i skolan till 2000 timmar per år, ger inte ofta någon

energibesparingspotential. Detta eftersom den årliga drifttiden för belysning i de undersökta skolorna ligger på 1650 timmar per år (Boverket och Energimyndigheten 2007 STIL 2, s.64).

Besparingspotentialen av att byta ut alla glödlampor till lågenergilampor i svenska skolor och förskolor är 1.6 kWh_el/(m², år). Energibesparingspotentialen av att byta ut alla konventionella lysrör till T5-lysrör i svenska skolor och förskolor är 10.2 kWh_el/(m²_, år) (Boverket och Energimyndigheten 2007, STIL 2, s.64).

EYEManager Handbok

I fallstudien har elanvändningen för Nauticalskolans belysning har kartlagts. Belysningen på skolan består till 90 procent av T8 lysrör och till 10 procent av glödlampor. Klassrum med stora fönster hade överflödig belysning samt att lamporna och driftdonen där användes ineffektivt. I kartläggningen har antal ljuskällor, installerad effekt, effektbehov inklusive förluster,

arbetstimmar per dag och dagar per år belysningen är i gång bokförts. Utifrån kartläggningen har ett effektiviseringsförslag gjorts där en modernisering av hela belysningssystemet är den bästa lösningen. Genom att investera i energisnålare armaturer och ljuskällor skulle

energikostnaden minska med nästan 7000 euro per år. I jämförelse med den gamla belysningen skulle den nya bara förbruka 23 procent av vad det gamla gjorde (EYEManager Championship 2008, s.39).

NENET

NENET (Norrbottens Energikontor AB) har gjort en kalkyl där en jämförelse mellan en glödlampa och en lågenergilampa har gjorts för att ta reda på vilket som är det bästa

ekonomiska besparingsalternativet. Livstiden för en lågenergilampa motsvarar livslängden för 10 stycken glödlampor. Energikostnaden fås genom att elpriset multipliceras med effekten som multipliceras med livslängden för långenergilampan. Det resulterar i att energikostanden för en glödlampa är 660 kr och för en lågenergilampa 121 kr. Totalkostnaden för glödlampan blir 710 kr och lågenergilampans totalkostnad blir 201 kr. För varje glödlampa som byts ut kan en besparing på minst 500 kr göras (NENET 2007).

Val av teori för beräkning av belysning

EYEManager Handboks princip har använts för att beräkna energiförbrukning och kostnad för Hemängsskolans belysning.

Både STIL2- och EYEManager Championships undersökningar tar upp besparingen av att byta till energisnålare armatur och ljuskällor samt att sänka drifttiden för belysningen.

Dessa åtgärder är gjordes 2007 på Hemängsskolan, i samband med en renovering. Då T8 lysrör byttes ut mot T5 lysrör samt att nya armaturer sattes in. Några år innan renoveringen hade glödlampor bytts ut mot lågenergilampor. Beräkningar av energibesparingen för kostnad och

Teori

koldioxidutsläpp för dessa åtgärder har räknats fram. Ingen besparingsberäkning har gjorts för armaturerna.

LED-lysrör är under utveckling och kan ge stora energibesparingar. Principen för NENETs kostnadskalkyl har använts för att beräkna hur stor en besparing av att byta från T8-lysrör till LED-lysrör skulle bli.

3.3.3 Tidigare undersökningar - tappvatten

Mätning av kall- och varmvattenanvändning i 44 hushåll

I Energimyndighetens rapport Mätning av kall- och varmvattenanvändning i 44 hushåll från 2009 var målsättningen att öka kunskapen om hur tappvatten används i svenska hushåll.

Studien beskriver i första hand användningen av varmvatten. I projektet har

vattenanvändningen mätts upp i 44 hushåll, varav 35 i småhus och 9 i lägenheter i en

bostadsrättsförening. Mätningen genomfördes under en månad i varje hushåll. I de uppmätta lägenheterna var 32 procent av den totala vattenanvändningen varmvatten. I småhusen uppgick motsvarande andel till 33 procent (Energimyndigheten 2009c).

Metoder för besiktning och beräkning

I ATON Teknikkonsult rapport Metoder för besiktning och beräkning från 2007 beskrivs olika besparingsåtgärder för varmvattensystem i redan befintliga system. Åtgärdsförslagen planeras minska både vattenförbrukningen och energibehovet. För varje åtgärdsförslag finns en kalkyleringsmodell för energibesparing, en åtgärdskostnad för besparingen, hur

energibesparingen ska inventeras samt hur länge åtgärden är varaktig.

Val av teori för beräkning

För att beräkna varmvattenförbrukningen och dess energiåtgång respektive vad kostnaden skulle bli av att byta till snålsparande kranar har Mätning av kall- och varmvattenanvändning i 44 hushåll respektive Metoder för besiktning och beräkning använts.

3.3.4 Tidigare undersökningar - ventilation STIL2

STIL2 har undersökt energibesparingspotentialer för ventilation i skolan. Genom att beräkna medelvärdet av indikatorer för ventilation och jämföra dessa med rimliga eller effektiva värden kan en potential beräknas. I studien har beräkningar på besparingar för att sänka drifttiden för fläktar, effektivisering av luftbehandlingsaggregat, minskning av omsättningshastigheten och installation för värmeåtervinning gjorts.

Energibesparingspotentialen i svenska skolor vid en sänkning av den årliga drifttiden till maximalt 2000 h/år respektive 2100 h/år beräknades för fläktar till 8.2 kWh_el/(m², år) respektive 7.6 kWh_el/(m³, år) (Boverket och Energimyndigheten 2007, s.62).

I STIL2 har energibesparingspotentialen genom effektivisering av luftbehandlingsaggregat beräknats, när SFP-talet sänktes till max 2.0 kW/(m³/s). Besparingen för beräkningen är 2.9 kWh_el/(m², år) i svenska skolor och förskolor. Denna effektivisering är inte stor totalt sett eftersom SFP medelvärdet var 2.43 kW/(m³/s) och medianen var 2.42 kW/(m³/s) för de undersökta aggregaten (Boverket och Energimyndigheten 2007, s.62).

Teori

Energibesparingspotentialen av att minska omsättningshastigheten till max 1.1 respektive max 2.2 i alla svenska skolor är 9.2 kWh_el/(m², år) respektive 3.5 kWh_el/(m², år )(Boverket och Energimyndigheten 2007, s.63).

Besparingspotentialen av att installera värmeåtervinning i skolor som saknar värmeväxlare i svenska skolor och förskolor är 16.9 kWh_värme/(m², år) (Boverket och Energimyndigheten 2007, s.63).

Metoder för besiktning och beräkning

I ATON Teknikkonsults rapport Metoder för besiktning och beräkning från 2007 beskrivs olika besparingsåtgärder för ventilation i redan uppförda byggnader. Åtgärdsförslagen som behandlas är av karaktären styrning och reglering, behovsanpassning samt att minska energieffektbehovet.

Val av metod för ventilation

I STIL2 tas besparingspotential för effektivisering av luftbehandlingsaggregat upp. För beräkning av minskad elanvändning genom reducering av den specifika fläkteffekten och energiförbrukning för ventilation har Metoder för besiktning och beräkning använts.

STIL2 tar även upp besparingspotentialen av att installera värmeåtervinning i skolan.

Hemängsskolan har bytt från ett FTX²-system med konstant flöde (CAV³) till ett system som har ett variabelt flöde (VAV⁴). För att beräkna hur stor energibesparingen av att byta från ett CAV till ett VAV system används Metoder för besiktning och beräkning.

Hemängsskolan har bytt från ett FTX-system med konstant flöde till ett system som har ett variabelt flöde. Livscykelkostnaden för energin vid byte av FTX-system beräknas med stöd av STIL2 samt Luftbehandling 2.

3.3.5 Tidigare undersökningar - värme Boverket

Boverkets hemsida har ett verktyg som kan beräkna en byggnads energiprestanda.

Energiprestanda definieras enligt Europaparlamentet och Rådets direktiv 2002/91/EG som en byggnads energimängd beräknad som faktisk eller beräknad förbrukning för att uppfylla olika behov som är knutna till normalt bruk av byggnaden. Beräkningen utförs direkt på hemsidan genom att uppgifter om byggnadens energiförbrukning, verksamhet, area, län, etcetera besvaras. Resultat summeras direkt och presenteras i kWh/m² år. Resultatsiffran kan kontrolleras mot referensvärden, för att jämföra hur byggnaden ligger till i förhållande till nybyggnadskrav och statistiskt intervall.

Metoder för besiktning och beräkning

I ATON Teknikkonsults rapport Metoder för besiktning och beräkning från 2007 beskrivs olika besparingsåtgärder för varmvattensystem i redan uppförda byggnader. Åtgärdsförslagen som behandlas är av karaktären styrning och reglering samt att minska energieffektbehovet. För varje åtgärdsförslag finns en kalkyleringsmodell för energibesparing, en åtgärdskostnad för besparingen, hur energibesparingen ska inventeras samt hur länge åtgärden är varaktig.

2 Från lufts till lufts med värmeåtervinning

3 Constant air volume

4 Variable air volume

Teori Val av metod för beräkning av värme

För beräkning av byggnadens energiprestanda användes en beräkningsmodell på Boverkets hemsida.

Metoder för besiktning och beräknings kalkyleringsmodeller har använts för att beräkna besparing av sänkt inomhustemperatur, pumpbyte samt åtgärdskostnad för pumpbytet och slutligen

energibesparing av värmeinjusteringen.

Beräkningsmodeller

4 Beräkningsmodeller

I det här kapitlet presenteras beräkningsmodeller som planeras att användas i analyskapitlet, för varje utvald del i verksamheten.

I Figur 4.1 visas vilka planerade beräkningar som ska utföras i analyskapitlet för att svara på forskningsfrågorna.

F J Ä R R V Ä R M E

Tappvatten

Ventilation

Värme

Energiåtgång, kostnad och koldioxidutsläpp för tappvarmvatten Kostnaden för vattenförbrukningen

Besparing av att byta tappvattenarmatur

Reducering av SFP^* Ventilationsförluster

LCC^** för energi vid byte av FTX^*** system Ventilationsflödets värmeförluster

Beräkning av en byggnads energipristanda Besparing av att sänka inomhustemperaturen Besparing av att byta pump

Energibesparing av injustering E

L

Belysning Datorer

Kostnadskalkyl

Energiförbrukning, kostnad och koldioxidutsläpp Energiförbrukning, kostnad och koldioxidutsläpp

Besparing av att byta till energisnålare ljuskälla Besparing genom att sänka datorernas drifttid

Figur 4.1. Dessa beräkningar ska göras i analyskapitlet för att besvara på forskningsfrågorna.

^* Specifik fläkteffekt ** Livscykelkostnadsanalys

*** Från luft till luft