Ökade isoleringstjocklekars möjligheter och begränsningar

Postadress: Besöksadress: Telefon:

Box 1026 Gjuterigatan 5 036-10 10 00 (vx)

551 11 Jönköping

Ökade isoleringstjocklekars möjligheter och

begränsningar

Possibilities and limitations of increased insulation

thicknesses

Per Eriksson

David Rosenlund

EXAMENSARBETE

2020

Examinator: Hamid Movaffaghi Handledare: Peter Karlsson Omfattning: 15 hp

Abstract

Purpose: The construction and real estate sector are responsible for a large part of the

national emissions of greenhouse gases. Study’s shows that construction and the usage phase has more or less the same climate impact. In the construction phase, most of the climate impact comes from the materials. At the same time as there is needs for more residential there is also a need for this sector to reduce its climate footprint to achieve national climate goals. More knowledge about insulation materials is needed to achieve these challenges.

The purpose of insulation in buildings is to keep the heat inside and protect against the outdoor climate. Thicker insulation gives a better insulation and therefor lower demand of heating. Thicker insulation leads however to increased material usage and therefor higher environmental impact.

“The purpose of this study is to clarify the environmental impact of insulation thicknesses through a lifecycle analysis. Recycling and market shares of insulation materials are analyzed as well.”

Method: To reach the goal, the study uses a quantitative approach with case study,

literature study and document analysis as methods.

Findings: Mineral wool has at least 50% of the insulation market. The renewable

materials have around 2% of the market, of these percent cellulose is the dominated insulation material.

The study shows that the building in the case study can increase its insulation on the walls with cellulose 813mm, glass wool 268mm, stone wool 176mm. increased roof insulation with cellulose 938mm, glass wool 319mm, stone wool 214mm.

Recycling can increase the amount of added insulation by 103-140% compared to landfill and incineration alternative.

Implications:

▪ Mineral wool has a significant share of the insulation market, at the same time as cellulose only have a couple percent of the market

▪ When determine insulation thickness from an environmental perspective, the insulation material and the waste treatment methods have a considerable impact.

▪ The environmental impact of an insulation material limits the amount that should be installed in the building.

▪ The environmental impact of heating method will impact the amount of insulation that should be installed in the building

Limitations: The study is only applicable for its building. The results can however be

used as guidance in insulation thicknesses on similar buildings. This study does not take into consideration how increased wall and roof dimensions effects structural and decreased need on the heating system.

Sammanfattning

Syfte: Bygg och fastighetssektorn står för en stor andel av de nationella utsläppen av

växthusgaser. Studier visar att klimatpåverkan för drift och produktionsfasen är ungefär ekvivalenta. Majoriteten av produktionsfasens klimatpåverkan härstammar från materialen. Samtidigt som det behövs byggas fler bostäder behöver klimatpåverkan för denna sektor minska, för att uppnå bestämda klimatmål. För att klara av dessa utmaningar behöver isoleringsmaterial och deras påverkan belysas.

Isoleringsmaterialet i en byggnad har som syfte att bibehålla värmen i inneklimatet genom att isolera mot ytterklimatet. Tjockare isoleringsskikt leder till bättre isoleringsförmåga och därmed lägre behov för uppvärmning. Dock leder ökad isoleringstjocklek till mer materialåtgång som i sin tur innebär ökad klimatpåverkan för väggkonstruktionen i sin helhet.

”Målet med studien är att klargöra hur olika tjocklekar på isoleringsmaterial av mineralull och cellulosa i byggnader påverkar miljön ur ett livscykelperspektiv. Samt att undersöka vilka marknadsandelar de ingående materialen har.”

Metod: Studien har en kvantitativ ansats med fallstudie, litteraturstudie samt

dokumentanalys som metod för att uppnå målet genom att besvara frågeställningarna.

Resultat: Mineralull står för minst 50% av marknaden. De förnyelsebara

isoleringsmaterialen har kring 2% av marknaden. Cellulosa är det populäraste isoleringsmaterialet av de förnyelsebara.

Studien visar på att byggnaden kan öka isoleringen i väggar över det befintliga med cellulosa 813mm, glasull 268mm och stenull 176mm. Isolering i tak kan ökas med 938 mm cellulosa, 319 mm glasull och 214 mm stenull.

Återvinning kan möjliggöra att tilläggsisoleringen kan ökas med 103–140% jämfört med hur isoleringsmaterialen avfallshanteras i dagsläget.

Konsekvenser:

▪ Mineralull står för en stor andel av marknaden, samtidigt som cellulosa enbart står för någon enstaka procent

▪ Vid bestämmande av isoleringstjocklek ur ett klimatperspektiv, spelar val av isoleringsmaterial och avfallshantering en betydande roll

▪ Hur stor klimatpåverkan ett isoleringsmaterial har begränsar mängden isolering som bör användas i byggnaden

▪ Klimatpåverkan för vald uppvärmningsmetod kommer påverka mängd isolering som bör användas i byggnaden

Begränsningar: Denna studie är specifik för denna fallstudie. Resultatet kan ses som

en fingervisning kring hur olika tjocklekar av isolering påverkar liknande byggnader. Ingen hänsyn tas till konstruktion och att minskat värmebehov leder till ändrade tekniska lösningar.

Förord

Tack till David Larsson på Jättadalen Fastigheter, för underlaget som möjliggjorde fallstudien. Vi vill tacka Sackarias Näslund på VBK för underlag, tankar och idéer till vårt examensarbete. Tack till Jan-Mikael Kristiansson och Daniel Petersson på Informationsbyggarna för hjälpen med Anavitor och miljöberäkningar. Även tack till vår handledare Peter Karlsson.

Innehållsförteckning

1

Inledning ... 1

2

Metod och genomförande ... 5

2.1 UNDERSÖKNINGSSTRATEGI ... 5

2.2 KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH METODER FÖR DATAINSAMLING ... 5

2.3 VALDA METODER FÖR DATAINSAMLING ... 5

2.4 ARBETSGÅNG ... 6

2.5 TROVÄRDIGHET ... 8

3

Teoretiskt ramverk ... 10

3.1 KOPPLING MELLAN FRÅGESTÄLLNINGAR OCH OMRÅDE/FÄLT/ARTIKEL ... 10

3.2 ISOLERINGSMATERIAL ... 10

3.3 LIVSCYKELANALYS ... 13

3.4 KLIMATPÅVERKAN ... 15

3.5 ENERGI ... 16

3.6 AVFALLSHANTERING ... 18

3.7 SAMMANFATTNING AV VALDA TEORIER... 19

4

Empiri ... 20

4.1 BEFINTLIG BYGGNAD ... 20

4.2 ENERGIBERÄKNINGAR ... 21

4.3 MILJÖPÅVERKANBERÄKNING... 32

4.4 LITTERATURSTUDIE/ DOKUMENTANALYS ... 34

5.1 ANALYS ... 39

5.2 FRÅGESTÄLLNING 1 ... 40

5.3 FRÅGESTÄLLNING 2 ... 41

5.4 FRÅGESTÄLLNING 3 ... 43

5.5 KOPPLING TILL MÅLET ... 46

6

Diskussion och slutsatser ... 47

6.1 RESULTATDISKUSSION ... 47

6.2 METODDISKUSSION ... 48

6.3 BEGRÄNSNINGAR ... 48

6.4 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 49

6.5 FÖRSLAG TILL VIDARE FORSKNING ... 49

Referenser ... 50

1 Inledning

Rapporten undersöker isoleringstjocklekar på ytterväggar samt tak i en specifik byggnad. Studien analyserar glasull, stenull och cellulosa. Isoleringen analyseras genom en livscykelanalys (LCA) för att se den totala klimatpåverkan. En analys av sambandet mellan isoleringens klimatpåverkan och byggnadens klimatpåverkan under driftsfasen

1.1 Bakgrund

Bygg och fastighetssektorn står för en stor andel av de nationella utsläppen av växthusgaser. Sektorn exklusive importvaror står för 12,2 miljoner ton koldioxidekvivalenter (CO2e), vilket motsvarar 19% av de nationella utsläppen av

växthusgaser (Boverket, 2019a).

En studie från 2011, undersökte klimatpåverkan för bygg och fastighetssektorn (Toller, Wadeskog, Finnveden, Malmqvist & Carlsson). Studien fastslog att klimatpåverkan för uppvärmning är lägre än den klimatpåverkan som byggnadsmaterialets produktion och transport står för. Författarna betonar vikten av helhetssyn och inte delar av den. Sveriges byggindustrier (2018) har målet att vara klimatneutralt 2045 och delmålet att minska utsläppen av växthusgaser med 50% från 2015 till 2030. Detta gör att drastiska reduceringar av klimatpåverkan måste ske för att uppnå dessa mål.

Boverket (2019b) uppskattar att mellan åren 2018 och 2027 behövs det årligen mellan 51,9 och 73,3 tusen bostäder beroende på b.la. låg eller hög migration. Samtidigt ställs ett allt högre krav på bostäderna. Enligt EU-direktiv bör alla nya bostäder från och med 2021 vara s.k. nära-nollenergibyggnader (Boverket, 2015).

En livscykelanalys är en standardiserad metod för att undersöka en produkts klimatpåverkan under en livscykel. En livscykelanalys kan innefatta klimatpåverkan från följande skeden: utvinning av resurser, råvaruproduktion, tillverkning, användning och återvinning eller deponi (Skullestad, Bohne & Lohne, 2016).

1.2 Problembeskrivning

En rapport skriven av Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien undersöker en byggnads miljöpåverkan och belyser byggprocessen och insatsvarornas miljöpåverkan. Rapporten gör en jämförelse mellan byggfasen med driftsfasen på ett flerfamiljshus. Huset är placerat utanför Stockholm, byggt av betong och uppfyller kriterierna för passivhus. Studien fastslog att 50% av den totala klimatpåverkan under en tidsperiod på 50 år kommer från byggfasen. Samtidigt som materialen stod för en stor andel av utsläppen av växthusgaser från byggfasen, hela 84%. Rapporten observerar att utvecklingen för minskad klimatpåverkan under driftskedet har utvecklats snabbt, samtidigt som utvecklingen i byggskedet i princip stått stilla. Det har resulterat i att energifördelningen har förflyttats från driftsfasen till byggfasen. Vidare skrivs det i rapporten att kunskapen om klimatbelastningen från byggprocessen samt material måste öka (IVA, 2014).

Svenska miljöinstitutet (2014) skriver i en rapport att nationell bygglagstiftning endast reglerar den energin som används under driftsfasen av en byggnad. Lagen innefattar inga krav på hur mycket energi som används under byggfasen. Rapporten drar även slutsatsen att det bör läggas stor vikt på att en livscykelanalys ligger till grund för miljöpåverkansbedömningar.

En fallstudie från 2012, undersökte klimatpåverkan av ett flerfamiljshus. En av slutsatserna från den studien var att isoleringen i huset har en signifikant påverkan på husets totala klimatpåverkan (Audenaert, De Cleyn & Buylea, 2012).

En studie från 2016, undersökte klimatpåverkan för olika väggar med olika isoleringsmaterial. De ingående isoleringsmaterialen var expanderad polystyren, mineralull och träfiber. Författarnas slutsats var att valet av isoleringsmaterial har en stor påverkan på väggens totala klimatpåverkan. Av de ingående isoleringsmaterialen i studien hade mineralull störst klimatpåverkan (Potrč, Rebec, Knez, Kunič & Legat, 2016).

Isoleringsmaterialet i en byggnad har som syfte att bibehålla värmen i inneklimatet genom att isolera mot ytterklimatet. Vid ökande isolering förbättras isoleringsförmågan och ger därmed lägre uppvärmningsbehov. Ökad isolering ger även ökad materialåtgång och därmed mer miljöpåverkan. Dessa två måste rättfärdiga varandra för att undvika en total ökad miljöpåverkan. Figur 1 förklarar sambandet av energiåtgång hos isoleringsdel och förvaltningsdel.

Figur 1. Förhållandet mellan isoleringsdel och förvaltningsdel (Johansson, M., & Kanellos, K., 2007)

För att nå det mål Sveriges byggindustrier har bestämt och Sveriges miljömål behöver byggbranschen minska sin klimatpåverkan. Det är därför relevant och intressant att utreda hur isoleringsmaterial påverkar miljön och jämföra det med deras påverkan av uppvärmningsbehovet.

1.3 Mål och frågeställningar

Målet med studien är att klargöra hur olika tjocklekar på isoleringsmaterial av stenull, glasull och cellulosa i byggnader påverkar miljön ur ett livscykelperspektiv. Samt att undersöka vilka marknadsandelar de ingående materialen har.

Frågeställning

• I vilken utsträckning används isoleringsmaterialen i dagsläget?

• Vid vilken isoleringstjocklek ger ökad tjocklek större klimatpåverkan än uppvärmningsbesparingens påverkan?

• Hur påverkar olika avfallshanteringsmetoder klimatpåverkan av byggnaden med ökad isoleringstjocklek?

1.4 Avgränsningar

Rapporten kommer enbart behandla isoleringstjocklek i ytterväggar och tak, inte innerväggar, bjälklag eller grund. Påverkan av fukt vid ökade dimensioner kommer inte utredas. Ekonomi och brand tas ej med i rapporten.

Att isoleringsmaterial inte håller likvärdig isoleringsförmåga efter år av användning är inget som beaktas i arbetet.

Minskat behov från värmesystem vid minskade transmissionsförluster tas ej i beaktning Byggnadens bärighet och konstruktionsberäkningar vid ökade vikter av tjocklekar kommer inte studeras, dock övergripande om det är tekniskt möjligt. Extra vindlaster på grund av att väggar och taktjocklekar ökas utåt tas ej i beaktning.

1.5 Disposition

Dispositionen på arbetet klargörs översiktligt i figur 2.

Figur 2. Rapportens disposition

1

2

6

5

4

3

Rapporten inleds med kapitel Inledning. Kapitlet består av bakgrund och problembeskrivningen. Det ger en bas för studien och problemet. Kapitlet omfattar även mål, frågeställningar och avgränsningar till studien

Metod och genomförande är andra kapitlet i studien. Metod och undersökningsstrategi för insamling av teori och empiri till arbetet. Kapitlet beskriver även arbetsgången samt trovärdigheten.

Det tredje kapitlet är Teoretiskt ramverk. Här redogörs vilka vetenskapliga grunder studien använt. Kapitlet klargör även kopplingarna mellan frågeställningarna och de olika teorierna.

Studiens fjärde kapitel är Empiri. Här redovisas hur data har samlats in i de olika programvaror som har använts, men även från dokumentanalyser samt litteraturstudier.

Det femte kapitlet är Analys och resultat. Här redovisas resultatet från tidigare insamlad data som besvarar frågeställningarna.

Sjätte och sista kapitlet är Diskussion och resultat. Kapitlet diskuterar det erhållna resultatet, slutsatser och begränsningar. Kapitlet avslutas med rekommendationer till vidare forskning.

2 Metod och genomförande

Kapitlet metod och genomförande klargör övergripande val av metoder och genomförande för examensarbetet. Här redovisas relevanta val av metoder som LCA, fallstudie, litteraturstudie och dokumentanalys. Avslutningsvis klargörs arbetsgången för arbetet.

2.1 Undersökningsstrategi

Studien är kvantitativ, som resulterar i en sammanställning av hur en ökad mängd isolering påverkar klimatet, samt marknadsandelar isoleringsmaterialen har. En kvantitativ studie fokuserar på att studera observerbara mätbara företeelser. Resultatet av en kvantitativ studie är ett mätbart resultat, vilket kan vara i form av statistik. En viktig åtanke är att en kvantitativ studie skall vara möjlig att replikeras med samma resultat (Patel & Davidsson, 2019). Kvantitativa data samlades in genom litteraturstudier, dokumentanalyser samt beräkningar. Sättet som valdes var att studera ett referensobjekt i form av en fallstudie.

2.2 Koppling mellan frågeställningar och metoder för

datainsamling

Nedan redovisas val av metod för insamling av data för att bemöta frågeställningarna.

Frågeställning 1: I vilken utsträckning används isoleringsmaterialen i dagsläget?

Genom litteraturstudie samt dokumentanalys kommer statistik samlas för att klargöra hur stor andel av marknaden av de olika isoleringsmaterialen står för.

Frågeställning 2: Vid vilken isoleringstjocklek ger ökad tjocklek större klimatpåverkan

än uppvärmningsbesparingens påverkan.

En fallstudie är lämplig till denna frågeställning. Beräkningar kommer även att göras i Anavitor samt Excel. Fallstudien gör att resultatet blir verklighetstroget.

Frågeställning 3: Hur påverkar olika avfallshanteringsmetoder klimatpåverkan av

byggnaden med ökad isoleringstjocklek?

Genom en litteraturstudie och dokumentanalys, kommer klimatpåverkan för de olika isoleringsmaterialen med olika avfallshanteringsmetoder att samlas in. Med den indatan kommer sedan att kopplas till fallstudien. För att klargöra hur avfallshanteringsmetoder påverkar isoleringstjocklekar i fallstudien.

2.3 Valda metoder för datainsamling

2.3.1 Litteraturstudie

För att klargöra vad som finns inom området som examensarbetet skall undersöka är en litteraturstudie ett bra alternativ (Blomkvist & Hallin, 2014). Med den kunskapen kan vidare undersökningar komplettera eller kritisera befintlig litteratur. För att genomföra en litteraturstudie behövs en litteratursökning. Sökningen sker genom digitala databaser där kunskap hämtas från böcker och artiklar publicerade i vetenskapliga rapporter och tidskrifter (Patel & Davidsson, 2019).

2.3.2 Fallstudie

Blomkvist och Hallin (2014) beskriver forskningsmetoden fallstudie som ett sätt att samla grundlig empiri som sedan ligger till grund för att tolka och analysera ett fenomen. En fallstudie innebär också att fenomenet studeras i ”det verkliga livet”. Det finns två typer av fallstudier, en kvalitativ och en kvantitativ. Där den förstnämnda är ord och mjuka data insamlas och den sistnämnda är siffror och hårda data. Resultatet av en lyckad fallstudie resulterar ofta i en ny eller vidareutvecklad teori. Författarna menar att fallstudie lämpar sig när syftet är beskrivande, förklarande eller utforskande. I detta arbete utgörs ett befintligt hus, som referensobjekt i fallstudien.

2.3.3 Dokumentanalys

Vid en fallstudie är en dokumentanalys ett bra komplement (Blomkvist et al., 2014). Analysen samlar in information från dokument, som kan vara litteratur som inte är vetenskapliga, officiella handlingar eller statistik och register (Patel et al., 2019). För denna studie har exempelvis miljövarudeklarationer (EPD), byggvarudeklarationer och produktblad från tillverkare, samt transport- och produktionsdata av olika produkter studerats.

2.4 Arbetsgång

Arbetet av studien utfördes enligt de steg som visas i figur 3.

Figur 3. Schema över arbetsgången

Valet av att analysera stenull, glasull och cellulosa motiveras med att byggnaden som undersöks är idag isolerad med stenull. Glasull är ett liknande material men skiljer sig under sin produktion.

Cellulosa är ett alternativt isoleringsmaterial som skiljer sig mot mineralullen då det är förnyelsebart (Lopez, Hurtado, Rouilly, & Vandenbossche, 2015).

I studien kommer miljöpåverkan beräknas i global warming potential (GWP).

2.4.1 Litteraturstudie och dokumentanalys

Väl när metoden och det teoretiska ramverket var fastställt kunde insamling av empiri börja. Litteraturstudie och dokumentanalys söktes kontinuerligt under arbetets gång. Sökord och nyckelord som användes var ”LCA”, ”thermal insulation”, ”Mineral wool”, ”Glass wool”, ”Rock/stone wool”, ”Cellulose insulation”, ”Insulation thicknesses”, “Insulation recycling” och “waste treatment”. Artiklar och dokument med publiceringsår från 2015 och framåt prioriterades, men vissa äldre referenser förekommer.

2.4.2 Fallstudien

Objektet som är valt till fallstudien ligger placerat i ett kvarter vid namn Frostaliden i Skövde kommun. Detta kvarter är en del av ett nationellt projekt, Trästad 2012. Projektet har som mål att vidareutveckla industriellt och klimatanpassat byggande. Totalt ska kvarteret bestå av 370 lägenheter fördelat på 12 hus med inflyttning under 2020. Gemensamt för alla hus är att de har en bärande stomme av trä. Kvarteret kommer då bli Sveriges största bostadsområde med höga hus med en stomme av trä. Skövde kommun (2019) har som vision att ”området ska ligga i framkant när det gäller klimatsmarta lösningar och därmed bli ett trendsättande projekt mot en miljömässigt hållbar framtid”. Det är totalt fyra byggherrar som bygger kvarteret, Götenehus Jättadalen, Brunnen Bostad och Skövdebostäder. Objektet som fallstudien bygger på är en av Jättadalens byggnadsverk. Uppvärmningen sker genom fjärrvärme med ett ventilationssystem med från- och tillufts-ventilation med värmeväxlare och värmepump. Värmepumpen är beräknad att tillgodose 85% av behovet av tappvarmvatten och 50% av uppvärmningsbehovet.

Studien utfördes från de handlingar som beställaren och konstruktören har tillgång till. Dessa handlingar innefattar bland annat arkitekt och konstruktörsritningar, men även energiberäkningar samt en konstruktionsmodell gjord i Revit. Utifrån denna modell, arbetades en sammansatt modell fram. I modellen modellerades fönster, dörrar och tak in för att uppnå den verkliga byggnadens tak och väggareor (se figur 4).

Ett 45mm lager skikt modellerades på väggar och tak. Det lagret skall fungera som ökad mängd isolering i följande beräkningar.

Figur 4. Sammansatt BIM-modell av huset i fallstudien

Revitmodellen exporterades i IFC format med mängddata. IFC-filen kontrollerades i Solibri, om krockar och dubbletter hade blivit modellerade av misstag. Modellen importerades sedan in i Anavitor. I programvaran knyts objekt från revitmodellen, som innefattar en mängd till ett recept som bestämmer totala klimatpåverkan för objektet. Taken ökades stegvis med lager om 45mm och analyserades vilken skillnad det gjorde på klimatpåverkan. Ökning av väggarna skedde likt taken, dock korrigerat med en faktor, då väggens area ökar när nya lager isolering läggs till.

Energiåtgången för uppvärmning beräknades i Excel med stöd av energiberäkningen som var gjord i projekteringsfasen av byggnaden. Eftersom uppvärmningsbehovet minskar med ökad isolering minskar behovet att köpa energi för uppvärmning. Den beräknade mängden energi som behöver införskaffas omvandlades till klimatpåverkan för energins framställning och distribution. Dessa beräkningar genomfördes för varje lager med de ingående isoleringsmaterial, tak och väggar för sig. Med hjälp av den data kunde jämförelser mellan klimatpåverkan för drift och materialen göras.

2.5 Trovärdighet

För att skapa ett trovärdig vetenskapligt arbete behövs en god validitet samt reliabilitet. Validitet innebär att rätt sak undersöks, reliabilitet innebär att arbetet undersöks på rätt sätt (Blomkvist et al., 2014).

Litteraturstudien genomförs genom noggrant och kritiskt granskande av de vetenskapliga referenserna. Specifika sökord väljs och artiklarna undersöks för att öka utredningens validitet och reliabilitet. De vetenskapliga artiklarna väljs i största möjliga mån av publicerade tidskrifter eftersom deras har blivit granskade innan deras publicering. Ett sätt att öka reliabiliteten är att hämta referenser från oberoende källor för att få en spridning på informationen (Blomkvist et al., 2014).

Energiberäkningarna för uppvärmningsbehovet med ökad isolering jämfördes med energibalansberäkning genomförd av Bengt Dahlgren AB, teknikkonsulter inom samhällsbyggnad. Energiberäkningarna jämfördes även med en energiverifikation efter byggnaden har varit i drift under ett års tid. Energiberäkningen beräknar ett primärenergital som jämfördes mot energibalansberäkningen samt energiverifikation. Det gjordes för att säkerställa att efterföljande energiberäkningar med ökad isolering har god trovärdighet.

För att beräkna livscykelanalys för isoleringsmaterialen används programmet Anavitor. Om insamlingen av data för analysen är gjord på rätt sätt kommer resultatet bli oberoende av vem som utför analysen, det leder till en hög reliabilitet.

3 Teoretiskt ramverk

Det teoretiska ramverket ger en bakgrund till studien och mer ingripande av vad LCA är och vilka program som användes, men även förklaring av isoleringsmaterial, klimatpåverkan, energi och avfallshantering. Teorierna valdes för att skapa en övergripande förståelse kring isolering och miljö.

3.1 Koppling mellan frågeställningar och område/fält/artikel

För att säkerställa en relevant teoretisk grund för att svara på frågeställningarna har frågorna knutits an till de teoretiska kapitlen (se figur 5).

Figur 5. Koppling mellan frågeställningar och teori

3.2 Isoleringsmaterial

Isolering används i byggnader för att begränsa rörelsen av värme, fukt och ljud. I byggnader kan det placeras bland annat i ytter och innerväggar samt tak och grund. Varje material har en värmekonduktivitet, även kallad lambdavärde (λ), mätt i W/mK. Om ett material har en värmekonduktivitet på lägre än 0,07 W/mK, klassas det som värmeisolerande material (Asdrubali, D'Alessandro, & Schiavoni, 2015). Värmegenomgångskoefficient även kallat U-värde mäter hur värme flödar genom en yta på en icke homogen byggnadsdel med en temperaturskillnad på en grad Kelvin. Mäts i enheten W/m2 K (Schiavoni, D׳Alessandro, Bianchi & Asdrubali, 2016).

Med ett lägre U-värde minskas värmeflödet genom materialet. Förhållandet mellan materialens tjocklek, värmekonduktivitet och U-värde redovisas nedan. De beräknas genom följande ekvationer (1 och 2) (Sandin, 2010).

R=d λ 𝑈 = 1 𝑅 Där R = värmeledningsförmåga [W/m x K] d = materialets tjocklek [m] λ = värmekonduktivitet [W/m2_] U = värmegenomgångskoefficient [m x K/W] 3.2.1 Cellulosa

Isolering med cellulosa användes redan på 1919 talet i Kanada, men det var först på 70-talet som det blev populärt på grund av oljekrisen. Konsumenter letade efter alternativ för att minska sin energianvändning. Figur 6 klargör tillverkningsprocessen för cellulosaisolering. Cellulosaisolering framställs av tidningspapper, vilket kan vara retur eller oanvänt papper. Pappret anländer till fabriken där isoleringen tillverkas. Där sorteras material bort som inte är åtråvärda, som kan vara gem, plast och fuktigt papper. Därefter strimlas tidningarna i mindre delar två gånger, för att sedan utsättas för tryckluft för att bilda ett bomullsliknande material. Eftersom papper är lättantändligt och kan få fuktproblem tillsätts borsyra och borax. Tillsatserna har en viktfördelning på 15 till 20% till cellulosafiber. Denna typ av isolering finns både som lösull och skivor. Värmekonduktivitet för denna typ av isolering ligger kring 0,04 W/m,K (Lopez et al., 2015).

Figur 6. Tillverkningsprocess av Cellulosa (Lopez et al., 2015)

(1)

(

2

)

3.2.2 Glasull

Glasull är ett isolerande material som produceras av smält glas som spinns i tunna trådar. På dessa trådar läggs ett bindemedel som sedan härdas via en ugn. Isoleringen kapas sedan i olika skivor eller packas som lösull (se figur 7). Glasullen tillverkas till största delen av återvunnet glas som blandas med sand och andra mineraler.

Glasull som byggisolering har ett värmekonduktivt värde mellan 0,033–0,040 W/mK (Sandin, 2010).

Figur 7. Tillverkningsprocess av glasull (Eurima.org)

3.2.3 Stenull

Stenull produceras huvudsakligen av diabas och basalt. Dessa smälts i en ugn vid hög temperatur och slungas sedan för att bilda fibrer som formas till skivor (se figur 8). Dessa skivor får sedan tillsatsmedel för att förbättra egenskaperna till isoleringen. Skivorna passerar en härdningsugn på 200 grader innan de kyls ner, skärs och paketeras (Eurima, 2018). Stenull som byggnadsisolering har ett värmekonduktivt värde mellan 0,033–0,040 W/mK (Sandin, 2010). Glasull och stenull har många liknande egenskaper och benämns ibland tillsammans som mineralull. Mineralull är oorganisk isolering som är baserade på mineralfiber.

Figur 8. Tillverkningsprocess av stenull (Eurima.org)

3.3 Livscykelanalys

livscykelanalys har rötter tillbaka till tidigt 70-tal. Då fokuserades det på energieffektivisering, materialåtgång och avfallshantering i viss mån. Det var först på mitten av 1980/tidigt 90-tal som livscykelanalys började bli populärt. 1994 börjar International Organization for Standardization arbeta för framtagande av en standard hur tillvägagångssättet för användandet av livscykelanalys över olika branscher ska formas (Vigovskaya, Aleksandrova & Bulgakov, 2017).

Standarden ISO 14040 beskriver livscykelanalys som en sammanställning och utvärdering av material och produkters miljöpåverkan under dess livscykel, från anskaffning av råmaterial, produktion, användning till slutbehandling (Svenska institutet för standarder, 2006).

Standarden beskriver fyra delar i en LCA:

1. Definition av mål och omfattning - beskriver detaljnivån för analysen samt användningen av studien. Detaljnivån varierar analyser emellan beroende på målsättningen. Baumann och Tillman (2004) menar att i denna del bestäms även den Funktionella enheten (FU). Det är en enhet som är som fundament i analysen och är den enhet som resultatet redovisas i.

2. Inventeringsanalys – identifiering och sammanställning av data för in och utflöden som behövs för att uppnå uppställda mål.

3. Miljöpåverkansbedömning (LCIA) – undersöker ytterligare information som underlättar förståelsen av den analyserade produkten potentiella klimatpåverkan under dess livscykel.

4. Tolkning av resultat – tolkning och utvärdering av LCA-studien. Redovisar begränsningar och slutsatser som grundas på insamlad data från tidigare delar.

En livscykelanalys kan utföras med olika systemgränser som har valts i analysen (Sveriges Byggindustrier, 2016). Figur 9 klargör vilka olika skeden som en byggnad har under en livscykel. Vagga till grav omfattar hela livscykeln A1-C4 och vagga till grind omfattar enbart A1-A5.

Figur 9. Byggnadens livscykelskeden (Sveriges Byggindustrier, 2016)

Den funktionella enheten är mätbar prestanda av ett material/produkt som används som referens i en livscykelanalys. Det finns ingen standard för vilken funktionell enhet som används vid livscykelanalyser för isoleringsmaterial (Schmidt, Jensen, Clausen, Kamstrup & Postlethwaite, 2004).

Den funktionella enheten används för att jämföra olika material. Då olika material har olika isoleringsförmåga och densitet blir materialåtgången olika för att uppnå en viss önskvärd värmeledningsförmåga. Ett vanligt tillvägagångssätt för att bestämma en funktionell enhet för isoleringsmaterial är genom nedanstående ekvation (3) (Schmidt et al., 2004).

𝐹𝑈 = 𝑅 ∗ 𝜆

∗ ρ ∗ A

Val av livslängd vid livscykelanalysen påverkar resultatet väsentligt. Det finns inga tydliga riktlinjer på vilken livslängd som skall användas. Byggnaden kan delas upp i olika kategorier beroende på vilken livslängd de förväntas ha. De delar som inte kan bytas ut måste ha en livslängd som minst är lika stor som byggnadsverket. Det kallas dimensionerande livslängd. En livslängd på 50 år kan betraktas som en de facto standard vid val av referenslivslängd. Den livslängden används ofta för många av byggnadsverkets byggdelar. Det gör att efter 50 år är det relevant att genomföra renoveringar (Erlandsson & Holm, 2015).

3.3.1 Anavitor

Anavitor är en programvara som kan användas till att utföra livscykelanalys. Programvaran är utvecklat av Åkej AB och Svenska miljöinstitutet och utför miljöberäkningar. Programvaran ses som ett komplement till en befintlig applikation, som CAD (Erlandsson, Jönsson & Enström, 2007). Objekt med mängd från BIM-modellen kopplas till förgjorda recept med data för klimatpåverkan från Svenska Miljöinstitutets miljödatabas. Till detta kan information som byggnadslivslängd, uppvärmingskälla och transportsträckor för materialen läggas till i beräkning. Programmet har möjligheten att räkna med generiska eller specifika data beroende på i vilket skede projekteringen är i. Materialens utsläpp beräknas under hela livslängden, från råvara till rivning (Anavitor, 2020).

3.4 Klimatpåverkan

Ett sätt att mäta klimatpåverkan är genom Global Warming Potential (GWP). Det är ett mått på förmågan av en gas att bidra till den globala uppvärmningen. Den mäts i koldioxidekvivalenter (CO2e), som anger mängden av en växthusgas förmåga att bidra

till växthuseffekten genom att jämföra det med växthusgasen koldioxids förmåga. Genom denna teori beräknas klimatpåverkan genom att summera mängden gas och sedan multiplicera den med en GWP-faktor som resulterar i en gas GWP mätt i koldioxidekvivalenter. Där GWP-faktor är ett mått på hur effektiv en gas bidrar till den globala uppvärmningen med koldioxid som referensvärde. Olika gaser har olika GWP-faktor (se tabell 1), som beror på uppehållstiden i atmosfären samt absorptionsförmåga av infraröd strålning. Desto längre uppehållstid i atmosfären och absorptionsförmåga leder till en högre GWP-faktor. Koldioxid, metan och dikväveoxid är tre exempel på växthusgaser (Baumann & Tillman, 2004).

Beräkning av klimatpåverkan sker genom nedanstående ekvation (4) och tabell (1) för GWP-faktor (Erlandsson, 2000).

PIGWP= ∑ m𝑖 𝑖

∗ Ch𝑖

Där,

PIGWP = Potentiella Klimatpåverkan [g CO2 ekvivalenter]

Ch= GWP-faktor för att bedöma bidraget till kategoriindikatorn för ämnet ”i”, i ett specifikt påverkansämne [g CO2e/g ämne]

m= allt flöde av massan för ämnet ”i” från livscykelinventeringen [g].

Tabell 1. GWP-faktorer för olika gaser med en tidshorisont på 100 år (Erlandsson, 2000)

3.5 Energi

Energi omvandlas från lagrad energi i råvaror till värme på ett värmeverk eller till el på ett kraftverk. Via energibärare distribuerats energin till byggnader där kunden nyttjar energin. Energi omvandlas också vid tillverkning av byggnadsmaterial genom lagrad energi i råmaterialet samt tillförsel av energi för dess tillverkning.

3.5.1 Elproduktion

I en rapport från IVL undersöks hur den nordiska, exklusive Island, elproduktionen påverkar klimatet i from av växthusgasutsläpp (Martinsson, Gode, Arnell & Höglund, 2012). De växthusgaser som ingick i studien var koldioxid, metan och lustgas. Tidsspannet för studien var mellan år 2005 och 2009. Slutsatsen blev att den genomsnittliga emissionsfaktorn för nordisk elproduktion och distribution mellan åren 2005–2009 uppgick till 131 gram CO2e per kWh.

3.5.2 Fjärrvärme

Det vanligaste uppvärmningsformen i Sverige är fjärrvärme (Rydegran, 2017). Fjärrvärme distributionernas genom ett nät som kopplar samman värmekällan som kan vara kraftvärmeverk, värmeverk till kunders fastigheter (Frederiksen & Werner, 2014). Det finns olika bränslen till fjärrvärmeproduktionen, både förnyelsebara och icke förnyelsebara. 2018 stod över 90% av bränslet för produktionen av fjärrvärme i Sverige av förnyelsebart bränslen och återvunnen energi (Rydegran, 2020).

Mixen av bränsle skiljer sig väsentligt åt mellan fjärrvärmenät. Därför är det viktigt att undersöka den lokala producenten av fjärrvärme på den bostaden eller lokal som ska

analyseras. En till viktig aspekt är att under kalla år behövs mer fossila bränslen, vilket gör att klimatpåverkan ökar för levererad kWh (Gode, Martinsson, Hagberg, Öman, Höglund & Palm, 2011).

Energiföretagen Sverige är en branschorganisation, som samlar 400 företag som distribuerar, säljer och lagrar energi. På deras hemsida samlas varje år statistik från medlemsföretagen, där miljövärdering ingår. I denna miljövärdering ingår bland annat klimatpåverkan i form av koldioxidekvivalenter i förhållande till levererad energi till kund (Khodayari, 2019). Tabell 2 sammanställer emission av växthusgaser för Skövde Energis Skövde nät. Medelvärdet för emissionerna av växthusgaser för detta nät mellan åren 2014 och 2018 redovisas i tabell 3.

Tabell 2. Emission av växthusgaser för Skövde Energis Skövde nät (Khodayari, 2019)

År Emission av växthusgaser gram CO2e/kWh 2014 60 2015 65 2016 72 2017 60 2018 61

Tabell 3. Beräknat medelvärde av emission av växthusgaser för Skövde Energis Skövde nät, mellan 2014 och 2018

Emission av växthusgaser Gram CO2e/kWh

Medelvärde 63,6

Gode et al. (2011) menar att det nationella snittet klimatpåverkan för levererad fjärrvärme ligger på 88,6 gram CO2e/ kWh. Vilket gör att medelvärdet för Skövde

Energis Skövde näts emission av växthusgaser per levererad kWh fjärrvärme är lägre än det nationella snittet från 2008.

3.5.3 Värme

I en byggnad skall temperaturen vara så jämn som möjligt för att få ett behagligt inomhusklimat. Det innebär att byggnaden måste vara i balans mellan inkommande energi som utgående energi. Den inkommande energin i en byggnad kommer bland annat ifrån uppvärmningen som sker via radiatorer, energi från solen som strålar in genom fönster och energi från elektriska produkter som avger värme.

Utgående energi sker via ventilation, vädring och värmeförluster via fönster, dörrar och husets klimatskal. Ett annat sätt som ett hus förlorar värmeenergi är i form av köldbryggor. En köldbrygga är en konstruktionsdetalj där en del som har dålig

3.6 Avfallshantering

Hantering av avfall från bygg och rivningsfasen har en av de störta volymerna av avfall inom EU. 25 till 30 % av allt avfall inom EU kommer från dessa två avfallsflöden (Europeiska Unionen, 2019). År 2020 ska 70% av avfallet från dessa två avfallsflöden vara förberett för att vara återanvänd, återvinningsbart (Väntsi & Kärki, 2014).

Det finns olika sätt för att hantera avfall från byggarbetsplatser. Det metoder som främst används är minimera, återanvända, återvinning, förbränning och sist deponi (Yeheyis, Hewage, Alam, Eskicioglu, & Sadiq, 2013). Figur 10 redovisar avfallstrappan beskriver hur avfall skall prioriteras och hanteras på bästa sätt, (Rydegran, 2018)

Figur 10. Avfallstrappan (Rydegran, 2018)

Minimera är första steget för att hantera avfall. Handlar om att minimera och optimera behovet för material.

Att återanvända menas att ett material som blivit avfall återanvänds till samma ändamål. Genom återvinning samlas material in och separeras för att bli nya produkter. Förbränning är en metod för att utvinna energi ur avfallet. Värme, CO2 och syre blir ett

resultat av förbränning.

Deponi är den sista metoden för att hantera avfall, som kan bli mycket skadligt för miljön. Avfallet placeras på en soptipp där det förblir (Yeheyis et al., 2013). Då hantering av restavfall ingår i en livscykelanalys kommer resultatet från analyserna skiljas beroende på val av avfallshanteringsmetod.

Mineralullen avfallshanteras en stor del som deponi, även om mycket av materialet skulle kunna återvinnas. Vissa studier från Danmark visar att transporter för insamling av stenull för återvinning skulle ge en negativ miljöpåverkan på grund av transporterna (Avfall Sverige, 2015). Mineralull går att återvinna. Det kan ske genom nedsmältning och tillföra det till tillverkningsprocessen eller att mala ner skivor till lösull. Det är möjligt att återvinna 100% av stenullen men det är ovanligt (Bre Group & Eurobond, 2018). Problem finns med återanvändning av mineralull då det behöver hålla jämn kvalitet och hållas rent från andra kontaminerande material. Det är idag en arbetskrävande process att separera en byggnads olika material. Detta gör att företag inte ser det som ekonomiskt försvarbart att demontera byggnader istället för att riva. Dock kommer det ny teknik som kan förenkla detta moment (Väntsi et al., 2014).

Cellulosa går att återanvända och återvinna om den inte är kontaminerad med andra material. Det vanligaste alternativet för att hantera avfall från cellulosaisolering är förbränning (Bau EPD GmbH, 2014). Tillverkare så som Miljöisolering Örebro hävdar att deras produkter kan återanvändas till 100% (Miljöisolering Örebro 2020).

3.7 Sammanfattning av valda teorier

Det teoretiska ramverket ger ett vetenskapligt fundament för den problemformuleringen som arbetet utreder. Teorierna ger läsaren förståelse om de ingående isoleringsmaterialen, hur en livscykelanalys utförs, klimatpåverkan, energi samt avfallshantering.

Inledningsvis beskrivs de isoleringsmaterialen som ingår i arbetet. En bakgrund till hur de framställs och vilka former de finns i.

Därefter klargörs hur en livscykelanalys genomförs och olika perspektiv som resultatet kan spegla. De fyra ingående faserna som en analys innefattar klargörs, målsättning och omfattning, livscykelinventering, miljöpåverkansanalys och tolkning av resultat. Programvaran Anavitor presenteras också.

Vidare redogörs klimatpåverkan, hur den fastställs för olika ämnen och vikten av att veta vilka utsläpp som genereras då olika växthusgaser har olika förmåga att påverka den globala uppvärmningen.

Sedan förklaras begreppet energi där både energi som införskaffas som elektricitet och fjärrvärme men också värme. Det presenteras även hur mycket koldioxidekvivalenter som en kilowattimme elektricitet och fjärrvärme genererar.

Avslutningsvis beskrivs olika avfallshanteringsmetoder generellt men även för de ingående isoleringsmaterialen.

4 Empiri

Kapitlet behandlar den empirin som är nödvändig för att besvara frågeställningarna. Empirin är insamlad genom litteraturstudie, dokumentanalys samt fallstudie.

4.1 Befintlig byggnad

De befintliga ytterväggarna är uppbyggda enligt figur 11. Majoriteten av ytterväggen består av en väggtyp med ett yttre skikt av puts. Vid balkonger och fläktrum har byggnaden istället yttre skikt av trä.

Figur 11. Ordinarie väggtyper

Det finns två olika taktyper på referenshuset (se figur 12). Ena är placerad på den höga delen och den andra är placerat på lägre delen av byggnaden. Tabell 4 redovisar invändiga ytor för referenshuset.

Figur 12. Ordinarie taktyper

Tabell 4. Invändiga ytor och U-värden av olika delar av klimatskalet

Del V101 V102 T101 T102

Grund+ motfylld

vägg Fönster Dörrar Area [m2_{] 766,115 441,6 292 267,5 684,1 714,6 23,7}

Kommentar Beräknat med hjälp av modell i Revit U-värde

[W/m2_{, K] 0,1201 0,1238 0,1211 0,0673 0,32 0,9 0,9}

Kommentar Beräknat Beräknat Beräknat Beräknat

Taget från Bengt Dahlgren AB Taget från Bengt Dahlgren AB Taget från Bengt Dahlgren AB

4.2 Energiberäkningar

Beräkningar av energiåtgången för uppvärmning under 50 år av drift har beräknats i Excel. Indata till beräkningarna är från Sveby Brukarindata (2012) samt antagande gjorde av Bengt Dahlgren i deras energibalansberäkning.

Referenshuset har följande indata för ventilation (se tabell 5).

Tabell 5. Indata av ventilation för energiberäkningar Ventilation

Typ av Ventilation FTX

Temperaturverkningsgrad 0,8 Teknisk standard för huset

Luftflöde Bostäder TL/FL 0,5/0,5 Antagande gjort av Bengt Dahlgren AB Luftflöde Trapphus/förråd TL/FL 0,35/0,35 Antagande gjort av Bengt Dahlgren AB Tabell 6 redovisar invändiga golvaareor för referenshuset.

Tabell 6. Indata av golvarea för energiberäkningar A [m2_]

Lägenheter 3061 Beräknat genom Revit Förråd/trapphus 619 Beräknat genom Revit Summa 3680 Beräknat genom Revit

Nedanstående tabell 7 beräknar antal boende i referenshuset med hjälp av Sveby brukarindata (2012).

Tabell 7. Indata av antalet boende för energiberäkningar Antal boende

antal lägenheter boende/lägenhet antal boende

2 ROK 26 1,63 42,38 (Sveby, 2012)

3 ROK 44 2,18 95,92 (Sveby, 2012)

4 ROK 10 2,79 27,9 (Sveby, 2012)

För energiberäkningarna har följande indata använts (se tabell 8). Tabell 8. Indata av energi för energiberäkningar

Energi

Hushållsel [W/m2_{] 3,4 10,4074 [kW] (Sveby, 2012)}

Belysning trapphus [W/m2_]

(3,29h/dag) 5 10,18255 [kW/dag]

Antagande gjort av Bengt Dahlgren AB

% Av elen blir värme 0,7 (Sveby, 2012)

Effektavgivning/ person

[W/person] (14h/dag) 80 186,144 [kW/dag] (Sveby, 2012) Tappvarmvatten [kWh/m2_{] 25 76525 [kWh/år] (Sveby, 2012)}

% av varmvatten blir värme 20 15305 [kWh/år] (Sveby, 2012)

Fastighetsel 40600 [kWh/år]

Antagande gjort av Bengt Dahlgren AB

Temperatur 21 [°C] (Sveby, 2012)

SCOP Värmepump 4,9 [ ] Produktblad Nibe 1345–30

El till värmepump 2633 [kWh/år]

Antagande gjort av Bengt Dahlgren AB

4.2.1 Ökande isolering i väggar

Vid ökad väggtjocklek kommer enbart väggen att isoleras mer. Taket förblir som det ursprungliga dock med samma isoleringsmaterial som i väggarna. Alla väggar har den yttersta isoleringen av stenull, detta för att cellulosa inte kan bära puts och för att göra studien rättvis. Det yttersta lagret stenull är en Paroc WAS 35tt med en värmekonduktivitet på 0,033 W/mK (Paroc Group, 2019a). Väggarna utökas med lager om 45 mm. Lagret kommer att innehålla specifik isolering mellan reglar med centrumavstånd på 450mm. Skiktet ökas därmed med 45, 90, 135mm etc. som ökad isoleringsmängd. Med detta blir den procentuella fördelningen av träreglar och isolering densamma när konstruktionerna ökar sin tjocklek.

4.2.1.1 Cellulosa

Väggarna med cellulosaisolering (se figur 13) isoleras med isolering med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,037 W/mK (Isocell, 2020). Den skillnad som varje lager cellulosaisolering har gett referenshuset redovisas i tabell 9.

Tabell 9. Påverkan av tilläggsisolerade väggar med cellulosa Tillagd isolerin g [mm] Summa Isolerin g [mm] Värmebeho v 50 år drift [GWh] Skillnad värmebeho v [MWh] Klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] Skillnad klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] 0 225 2,963 222,46 45 265 2,896 67 217,41 5,05 90 310 2,844 119 213,5 8,96 135 355 2,802 161 210,37 12,09 180 400 2,767 196 207,79 14,67 225 445 2,739 224 205,63 16,83 270 490 2,714 249 203,79 18,67 315 535 2,693 270 202,20 20,26 360 580 2,675 288 200,82 21,64 405 625 2,658 305 199,6 22,86 450 670 2,644 319 198,52 23,94 495 715 2,631 332 197,55 24,91

4.2.1.3 Stenull

Isoleringen i dessa väggar (se figur 14) kommer att bestå av Paroc eXtra, med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,036 W/mK (Paroc Group, 2019b). Den skillnad som varje lager stenullsisolering har gett referenshuset redovisas i tabell 10.

Figur 14. Alternativa väggtyper med isolering av stenull

Tabell 10. Påverkan av tilläggsisolerade väggar med stenull Tillagd isolerin g [mm] Summa Isolerin g [mm] Värmebehov 50 år drift [GWh] Skillnad värmebehov [MWh] Klimatpåverkan 50 år drift [Ton CO2e] Skillnad klimatpåverk an 50 år drift [Ton CO2e] 0 225 2,950 221,42 45 265 2,882 68 216,42 5 90 310 2,831 119 212,56 8,86 135 355 2,790 160 209,47 11,95 180 400 2,756 194 206,93 14,49 225 445 2,728 222 204,81 16,61 270 490 2,704 246 203,00 18,42 315 535 2,683 267 201,44 19,98 360 580 2,665 285 200,08 21,34 405 625 2,649 301 198,89 22,53 450 670 2,635 315 197,83 23,59

4.2.1.4 Glasull

Isolering i dessa väggar (se figur 15) kommer isoleras med Isover UNI-skiva 35 med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,035 W/mK (Isover, 2013). Den skillnad som varje lager glasullsisolering har gett referenshuset redovisas i tabell 11.

Figur 15. Alternativa väggtyper med isolering av glasull Tabell 11. Påverkan av tilläggsisolering på väggar med glasull Tillagd isolerin g [mm] Summa Isolerin g [mm] Värmebeho v 50 år drift [GWh] Skillnad värmebeho v [MWh] Klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] Skillnad klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] 0 225 2,942 220,90 45 265 2,876 66 215,95 4,95 90 310 2,825 117 212,14 8,76 135 355 2,785 157 209,10 11,8 180 400 2,752 190 206,60 14,3 225 445 2,724 218 204,51 16,39 270 490 2,700 242 202,74 18,16 315 535 2,680 262 201,21 19,69 360 580 2,662 280 199,87 21,03 405 625 2,646 296 198,70 22,2 450 670 2,633 309 197,66 23,24 495 715 2,620 322 196,73 24,17

4.2.2 Ökande isolering i tak

Det finns två olika tak på referenshuset. De två taktyperna kommer isoleringen helt att bytas ut mellan de tre alternativa isoleringsmaterialen. Vid energiberäkningarna kommer samma isoleringsmaterial i taken att befinnas även i väggarna. Taken utökas stegvis med lager om 45 mm. Skiktet ökas med 45, 90, 135mm etc. Lagret kommer att innehålla specifik isolering mellan träreglar med centrumavstånd på 450mm. Med detta blir den procentuella fördelningen av träreglar och isolering densamma när konstruktionerna ökar sin tjocklek. Det är enbart taket som kommer att få en ökad isoleringsmängd.

4.2.2.1 Cellulosa

Taket kommer isoleras med cellulosa i form av skivor och lösull (se figur 16) med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,037 W/mK (Isocell, 2020). Den skillnad som varje lager cellulosaisolering har gett referenshuset redovisas i tabell 12.

Tabell 12. Påverkan av tilläggsisolering på tak med cellulosa Tillagd isolerin g [mm] Summa Isolerin g [mm] Värmebeho v 50 år drift [GWh] Skillnad värmebeho v [MWh] Klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] Skillnad klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] 0 225 2,963 222,46 45 265 2,942 21 220,86 1,6 90 310 2,925 38 219,63 2,83 135 355 2,912 51 218,64 3,82 180 400 2,901 62 217,81 4,65 225 445 2,892 71 217,12 5,34 270 490 2,884 79 216,51 5,95 315 535 2,877 86 215,99 6,47 360 580 2,870 93 215,52 6,94 405 625 2,864 99 215,11 7,35 450 670 2,860 103 214,74 7,72 495 715 2,856 107 214,40 8,06

4.2.2.2 Stenull

Taken kommer isoleras med lösull och skivor gjorda av stenull (se figur 17). Lösullen kommer vara PAROC XIL 001 med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,036 W/mK (Paroc, 2018). Skivorna kommer att vara Paroc eXtra med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,036 W/mK (Paroc Group, 2019b). Den skillnad som varje lager stenullsisolering har gett referenshuset redovisas i tabell 13.

Tabell 13. Påverkan av tilläggsisolering på tak med stenull Tillagd isolerin g [mm] Summa Isolerin g [mm] Värmebeho v 50 år drift [GWh] Skillnad värmebeho v [MWh] Klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] Skillnad klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] 0 225 2,949 221,42 45 265 2,928 21 219,84 1,58 90 310 2,912 37 218,63 2,79 135 355 2,899 50 217,66 3,76 180 400 2,888 61 216,85 4,57 225 445 2,879 70 216,17 5,25 270 490 2,871 78 215,58 5,84 315 535 2,864 85 215,07 6,35 360 580 2,858 91 214,61 6,81 405 625 2,853 96 214,21 7,21 450 670 2,848 101 213,85 7,57 495 715 2,844 105 213,52 7,9

4.2.2.3 Glasull

Taken kommer isoleras med lösull och skivor gjorda av glasull (se figur 18). Lösullen kommer vara av typen Isover insulsafe med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,037 W/mK (Isover, 2019). Skivorna kommer att vara av typen Isover UNI-skiva 35 med en deklarerad värmekonduktivitet på 0,035 W/mK (Isover, 2013). Den skillnad som varje lager glasullsisolering har gett referenshuset redovisas i tabell 14.

Tabell 14. Påverkan av tilläggsisolering på tak med glasull Tillagd isolerin g [mm] Summa Isolerin g [mm] Värmebeho v 50 år drift [GWh] Skillnad värmebeho v [MWh] Klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] Skillnad klimatpåverka n 50 år drift [Ton CO2e] 0 225 2,942 220,90 45 265 2,920 22 219,25 1,65 90 310 2,903 39 218,00 2,9 135 355 2,890 52 217,00 3,9 180 400 2,879 63 216,17 4,73 225 445 2,870 72 215,47 5,43 270 490 2,862 80 214,86 6,04 315 535 2,855 87 214,43 6,47 360 580 2,849 93 213,88 7,02 405 625 2,843 99 213,46 7,44 450 670 2,838 104 213,10 7,8 495 715 2,834 108 212,76 8,14

4.3 Miljöpåverkanberäkning

Från analyseringar i Anavitor av befintlig byggnad och med ökande isoleringstjocklek har följande data kring miljöpåverkan tagits fram.

4.3.1 Ökad isolering i väggar

Ökade utsläpp av CO2e för varje isoleringsmaterial när isoleringen ökas i väggarna

redovisas tabellerna 15, 16 och 17.

Värdena för miljöpåverkan av cellulosaväggen är linjärt med en ökning med 1,62 ton CO2e per 45mm isolering (se tabell 15).

Tabell 15. Ökad cellulosavägg Ökad isolering (mm) Ökade utsläpp (Ton CO2e)

45 1,62 90 3,23 135 4,85 180 6,47 225 8,08 270 9,70

Värdena för miljöpåverkan av stenullsväggen är linjärt med en ökning med 3,85 ton CO2e per 45mm isolering (se tabell 16).

Tabell 16. Ökad stenullsvägg Ökad isolering (mm) Ökade utsläpp (Ton CO2e)

45 3,85 90 7,70 135 11,55 180 15,41 225 19,26 270 23,12

Värdena för miljöpåverkan av glasullväggen är linjärt med en ökning med 3,14 ton CO2e per 45mm isolering (se tabell 17).

Tabell 17. Ökad glasullvägg Ökad isolering (mm) Ökade utsläpp (Ton CO2e)

45 3,14 90 6,28 135 9,42 180 12,56 225 15,70 270 18,84

4.3.2 Ökad isolering i tak

Hur den ökade utsläppen av CO2e för varje isoleringsmaterial när isoleringen ökas i

taken klargörs tabellerna 18, 19 och 20.

Värdena för miljöpåverkan av cellulosataket är linjärt med en ökning med 0,47 ton CO2e

per 45mm isolering (se tabell 18).

Tabell 18. Ökad cellulosatak Ökad isolering (mm) Ökade utsläpp (Ton CO2e)

45 0,47 90 0,94 135 1,42 180 1,89 225 2,36 270 2,83

Värdena för miljöpåverkan är linjärt med en ökning med 1,13 ton CO2. per 45mm

isolering (se tabell 19).

Tabell 19. Ökad stenullstak

Ökad isolering (mm) Ökade utsläpp (Ton CO2e)

45 1,13 90 2,25 135 3,37 180 4,50 225 5,62 270 6,75

Värdena för miljöpåverkan av glasulltak är linjärt med en ökning med 0,92 ton CO2e

per 45mm isolering (se figur 20).

Tabell 20. Ökad glasulltak

Ökad isolering (mm) Ökade utsläpp (Ton CO2e)

45 0,92 90 1,83 135 2,75 180 3,67 225 4,58 270 5,50

4.4 Litteraturstudie/ dokumentanalys

Litteraturstudien samt dokumentanalysen användes för att samla vetenskapliga artiklar och dokument för att besvara frågeställningarna.

4.4.1 Första frågeställningen

En artikel från 2008 undersöker och jämför isolering från ett LCA-perspektiv (Ardente, Beccali, Cellura & Mistretta, 2008). Författarna konstaterar att mineralull står för 60% europeiska marknaden, 30% av marknaden står plastbaserade isoleringsmaterial för. Resterande 10% står övriga isoleringsmaterial för. Författarna menar att mineralullen kommer ha en betydande roll för 2010-talet, med en produktionstillväxt på 5%. Sohn, Kalbar, Banta, & Birkved (2017) skriver i deras artikel om livscykelanalys och mineralull. Författarna menar att mineralull (sten och glasull) står för 57% av marknaden av isolering och 40 % står plastbaserad isoleringsmaterial i Europa. Det är först på senare år som förnyelsebara isoleringsmaterial har blivit allt mer eftertraktade. Cellulosa tillhör denna grupp av förnyelsebara isoleringsmaterial. Den grupp dessa står för 3% av marknaden. I norra Europa tenderar mineralullen att dominera marknaden. Bozsaky (2019) skriver i sin artikel om organiska isoleringsmaterial. I hans artikel undersöker han bland annat marknadsandelar för olika isoleringsmaterial i Tyskland. Artikeln menar att 2015 stod mineralull för 50% av marknaden, 38 % isoleringsmaterial av plast och organiska isoleringsmaterial 11% och 1% övriga material. 32% av de organiska isoleringsmaterialen stod cellulosaisolering för. Författaren poängterar att från år 2001 till 2014 har marknadsandelarna för organisk isoleringsmaterialen ökat

från 1 till 11 %. Den ökningen har orsakats av den ökade klimatmedvetenheten bland konsumenter menar författaren.

IAL (2019) är ett företag som bland annat genomför marknadsundersökningar och analyser. De har genomfört en marknadsundersökning av isoleringsmaterial i den europeiska marknaden. Undersökningen menar att glasull och stenull innehar 33 respektive 23 % av den europeiska marknaden. Gruppen förnyelsebara isoleringsmaterial står för 1,4% av marknaden. Denna grupp har blivit allt mer framträdande senare år, som en följd av ökad efterfrågan på miljövänliga produkter. Cellulosa är den mest populära av denna grupp av isoleringsmaterial.

4.4.2 Tredje frågeställningen

Olivia Krakau & Viktor Torre Rapp (2018) genomförde bland annat livscykelbedömning på ett antal isoleringsmaterial i deras examensarbete från Kungliga Tekniska Högskolan. En fallstudie på ett hus i Stockholm genomfördes, där två av isoleringsmaterialen som undersöktes var glasull och cellulosa. I examensarbetet intervjuas Albinsson, Technical Service Manager. Han menar att glasull ofta deponeras och att cellulosa förbränns med energiåtervinning. FU valdes till 8,26 och 17,9 kg för glasull respektive cellulosa (se tabell 21). De använde två olika avfallscenarion. Det ena scenariot utgick från hur materialen hanteras i dagsläget. Det gjorde att deponi för glasull och förbränning med energiåtervinning valdes för respektive material. Det andra scenariot var med en materialåtervinning på 70% enligt EU:s direktiv. De resterande 30% blev deponi för glasull och energiåtervinning för cellulosa

Tabell 21. Sammanställning av klimatpåverkan för glasull och cellulosa från Krakau och Rapp (2018)

Isoleringsmaterial Avfallscenarion dagsläget [kg CO2e/FU]

Avfallscenarion EU direktiv [kg CO2e/FU]

Glasull 9,97 6,31

Cellulosa 2,85 1,7

Tabell 22 omvandlar klimatpåverkan från tabell 21 genom att dividera klimatpåverkan för varje isolering med dess FU, samt beräkning av den procentuella skillnaden.

Tabell 22. Klimatpåverkan per kilogram isoleringsmaterial Isoleringsmaterial Avfallscenarion dagsläget [kg CO2e/kg, material] Avfallscenarion EU direktiv [kg CO2e/kg, material] Procentuell minskning Glasull 1,21 0,76 37% Cellulosa 0,16 0,09 40%

Studie av Schmidt, Jensen, Clausen, Kamstrup & Postlethwaite (2004), undersöker klimatpåverkan för bland annat stenull och cellulosaisolering med olika avfallshanteringar (se tabell 23). 100% av stenullen antogs bli återvunnen till nya produkter. Cellulosan skapades tre scenarion. Scenario 1. 100% återvinning. Scenario 2, 20% förbränning med energiåtervinning, 80% återvinning. Scenario 3, 20% deponi och 80% återvinning. Författarna antog att produktionen för cellulosa är koldioxidneutral, cellulosa har bundit lika mycket koldioxid som det går åt att producera isoleringen. Den bundna koldioxiden avges när cellulosan förbränns, och om materialet placeras på deponi kommer metan produceras. FU för stenullen valdes till 1,184 kg och för cellulosa 1,280 kg.

Tabell 23. Sammanställning av klimatpåverkan (Schmidt et al., 2004) Isolerings-material Stenull, 100% återvinning Cellulosa, 100% återvinning Cellulosa, 20% förbränning med energiåtervinning 80% återvinning Cellulosa 20% deponi, 80% återvinning Klimat-påverkan [kg CO2e/FU] 1,449 0,819 0,645 2,221

Omvandling av klimatpåverkan från tabell 23 isoleringsmaterial, genom att dividera klimatpåverkan för varje isolering med dess FU, redovisas i tabell 24.

Tabell 24. Klimatpåverkan per kilogram isoleringsmaterial Isolerings-material Stenull, 100% återvinning Cellulosa, 100% återvinning Cellulosa, 20% förbränning med energiåtervinning 80% återvinning Cellulosa 20% deponi, 80% återvinning Klimat-påverkan [kg CO2e/kg material] 1,224 0,639 0,503 1,735 4.4.2.1 EPD Cellulosa

Isocell är en tillverkare av cellulosaisolering som har låtit Bau EPD Gmbh göra en EPD på deras lösull (2014). De väljer att förbränna allt isoleringsmaterial med energiåtervinning som metod för avfallshantering. Deklarationen är uppdelad i två delar. Ena delen innehåller alla processer som ger en klimatpåverkan som uppkommer under en livscykel för materialet. Den andra delen innehåller hur mycket CO2e som

ligger lagrat i materialet. FU för deklarationen är 1 kubikmeter isolering, densiteten för materialet är 65 kg/m3. Resultatet från den EPD redovisas i tabell 25.

Tabell 25. Sammanställning av klimatpåverkan för cellulosaisolering med 100% förbränning Material Densitet [kg/m3] Klimatpåverkan [kg CO2/FU] Klimatpåverkan [kg CO2/kg material] Klimatpåverkan processer 65 85,2 1,311 Klimatpåverkan Lagrad CO2 65 -89,6 -1,378 Sammanställd klimatpåverkan 65 -4,4 -0,068 4.4.2.2 EPD Stenull

Paroc group (2019c) har gjort en EPD för en livscykel av en skiva stenull av typen ”Paroc eXtra”. Avfallshanteringsmetoden var 100% deponi. Den funktionell enheten var 1 m2 av isoleringskivan, med en vikt på 1,062 kg. Resultatet från den EPD redovisas i tabell 26.

Tabell 26. Sammanställning klimatpåverkan stenullsisolering med 100% deponi

Material Vikt [kg/m2] Klimatpåverkan [kg CO2/FU] Klimatpåverkan [kg CO2/kg material] PAROC eXtra 1,062 1,58 1,49 4.4.2.3 EPD Glasull

Isover (2020) har gjort en EPD för livscykel av en skiva glasull av typen ”Isover träregelskiva 37”. Avfallshanteringsmetoden var 100% deponi. Den funktionella enheten var 1 m2 skiva, med en vikt på 0,57 kg. Resultatet från den EPD redovisas i tabell 27.

Tabell 27. Sammanställning klimatpåverkan glasullsisolering med 100% deponi

Material Vikt [kg/m2] Klimatpåverkan [kg CO2/FU] Klimatpåverkan [kg CO2/kg material] ISOVER Träregelskiva 37 0,57 0,71 1,25

4.5 Sammanfattning av insamlad empiri

Fallstudien undersökte hur uppvärmningsbehovet för ett befintligt hus påverkas med att isolera med de olika ingående isoleringsmaterialen. Det undersöktes också hur uppvärmningsbehovet förändras med ökad isoleringsmängd. Uppvärmningsbehovet multiplicerades med klimatpåverkan för en levererad energi, el och fjärrvärme. Empirin tyder på en större klimatbesparing vid de första lagerna som sedan blir allt mindre betydande för varje utökat lager. Klimatpåverkan för den ökade isoleringsmängden togs från Anavitor. Isoleringsmaterialens klimatpåverkan visade en tydlig linjär funktion av isoleringsmaterialets klimatpåverkan och mängden isolering.

Den insamlade empirin från litteraturstudien och dokumentanalysen visar att mineralull står för den största andelen av isoleringsmarknaden. Gruppen med de förnyelsebara isoleringsmaterialen står för en liten andel. De olika studierna skiljer lite mellan hur stor marknadsandel de har. De flesta av studierna med gruppen förnyelsebara isoleringsmaterialen redovisar inte hur stor specifik andel som cellulosa står för. Empiri för avfallsmetoder för isoleringsmaterialen samlades in från litteraturstudier samt dokumentanalys. Empirin redovisar att stenull och glasull har större klimatpåverkan än cellulosaisolering i de flesta av fallen. De olika studierna med de ingående isoleringsmaterialen visar att val av avfallshanteringsmetod har inverkan på den totala klimatpåverkan.

5 Analys och resultat

I detta kapitel kommer studien analyseras utifrån det teoretiska ramverket och den empiriska data. Det ligger till grund för resultatet. Samtliga frågeställningar besvaras och en återkoppling till studiens mål redovisas.

5.1 Analys

Analysen är uppdelad i de frågeställningarna som är satta för studien. Nedan ges en översiktlig bild över den insamlade empirin och knyter an till frågorna.

5.1.1 Första frågan

Litteraturstudien och dokumentanalysen besvarar första frågeställningen, att undersöka marknadsandelarna för de olika studerade materialen. Ardente et al. (2008) redovisar siffror på vilka marknadsandelar olika isoleringsmaterial i Europa. De senare studierna visar liknande bild av användningen. Studien genomförd av Bozsaky (2019) redovisar hur isoleringsmaterialen används i Tyskland. Rapporten från IAL Consultants redovisar de senaste siffrorna. Det är den mest detaljerade undersökningen med flest isoleringsmaterial. Studierna och rapporten står som underlag för att besvara den första frågeställningen.

5.1.2 Andra frågan

Analys gjord av data från energiberäkningar och miljöbelastningsberäkningar av isoleringsmaterialen. När denna data läggs in i diagram kan skärningspunkterna utläsas och ge en tjocklek på väggar och tak. Denna analys ligger även till grund för tredje frågan där diagrammen justeras med hänsyn till avfallshanteringen.

5.1.3 Tredje frågan

Litteraturstudien samt dokumentanalysen gav underlag för hur olika avfallshanteringsmetoder påverkar livscykelanalysen för de olika isoleringsmaterialen. Krakau och Rapp klargör hur olika avfallsmetoder påverkar klimatpåverkan för glasull och stenull under deras livscykel. I Schmidt et.al undersökning undersöktes bland annat stenull och cellulosaisolering, där cellulosa fick olika avfallshanteringsmetoder. Tre EPD studerades för de olika isoleringsmaterialen, detta för att styrka trovärdigheten.

5.2 Frågeställning 1

”I vilken utsträckning används de tre isoleringsmaterialen i dagsläget?”

Figur 19 sammanställer litteraturstudien och dokumentanalysen med de ingående referenserna. Gemensamt för alla studier är att mineralull står för 50% eller mer av marknaden. Där studien gjord av Ardente et al. (2008) menar att den gruppen av isolering står för hela 60%. Den näst största gruppen av isolering är de som är gjord av plast. De står från 30 till 42% av marknaden. De förnyelsebara isoleringsmaterialen har kring 2% av marknaden, där cellulosa har en dominerande ställning. Studien genomförd av Bozsaky (2019) sticker ut när han påstår att de förnyelsebara isoleringsmaterialen står för hela 11% av marknaden. I hans artikel menar han att cellulosa står för 32% av de förnyelsebara isoleringsmaterialen.

Figur 19. Sammanställning av litteraturstudie för marknadsandelar isoleringsmaterial 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Ardente, et. Al (2008) Sohn, et.al (2017) Bozsaky (2019) IAL Consultans

(2019) 10,00% 1,00% 0,60% 3,00% 11,00% 1,40% 30,00% 40,00% _38,00% 42,00% 60,00% 57,00% 50,00% 56,00%

Sammanställning av litteraturstudie och

dokumentanalys av marknadsandelar

isoleringsmaterial

Övriga isoleringsmaterial Förnyelsebara isoleringsmaterial