UPTEC ES07 001
Examensarbete 20 p Februari 2007
Kartläggning av energianvändning under byggfasen vid nyproduktion av flerbostadshus
Valid Hatami
Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten
Besöksadress:
Ångströmlaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0
Postadress:
Box 536 751 21 Uppsala
Telefon:
018 – 471 30 03
Telefax:
018 – 471 30 00
Hemsida:
http://www.teknat.uu.se/student
Abstract
Kartläggning av energianvändning under byggfasen vid nyproduktion av flerbostadshus
Investigation of the energy consumption during production of apartment buildings
Valid Hatami
The energy consumption in the sectors of residential and public buildings is 40 % of the total energy consumption in Sweden. The main part, 85 %, of the energy use in these sectors is for operation of the buildings. The rest is used in the building process.
When energy-efficiency measures are taken the energy use during the operation time decreases and the fraction of energy consumption during the building time increases.
This project is carried out in cooperation with JM AB and concerns the energy use during the building time of production of blocks of flats at the building site.
The main part of the electricity that is used during the production of apartment buildings goes into the heating of portacabins and illumination of the building during the construction phase. These together use about 70 % of the total energy during the building phase. The rest is used by cranes, containers, fan heaters, tools etc. The dominant part of the energy, 98 %, used only for production (portacabins excluded) is used during the frame construction, fit out and finishing work.
The simulations performed in this study show that the amount of energy needed to heat the cabins can be reduced by 54 % in the short term by insulating the cabins towards the ground and between the cabins. Increasing the insulation in the construction of the cabins combined with better regulating systems for inside temperature would reduce the energy use by 70 %. The most profitable measure is the use of low-energy lamps instead of bulbs which decreases energy consumption for lighting by 82 %. In the long term it is expected that the suggested measures could decrease the use of electicity for construction of buildings by 44 %.
Tryckt av: Ångströmlaboratoriet Sponsor: JM AB, Region väst ISSN: 1650-8300, UPTEC ES07 001 Examinator: Ulla Tengblad
Ämnesgranskare: Arne Roos Handledare: Veronica Yverås
Sammanfattning
I Sverige använder vi mycket energi och användningen av energin kommer att fortsätta öka om vi inte vidtar nödvändiga energibesparande åtgärder. Energin som används måste på något sätt utvinnas från en energikälla, och i alla steg från energikällan till slutanvändaren av energi belastar vi miljön. Ett långsiktigt hållbart samhälle måste också ha ett långsiktigt hållbart energisystem vars förutsättning är att energin används på ett effektivt sätt.
Det är känt att bostadssektorn står för ca 40 % av den totala energianvändningen i Sverige.
Den största andelen av energiförbrukningen, 85 %, av byggnadens hela livscykel, sker under brukarskedet. Det innebär att ca 15 % förbrukas på ett eller annat sätt under produktionen. När man idag pratar om energieffektivisering inom bygg- och fastighetssektorn menar man oftast energieffektivisering under byggnadens drift och sällan under själva byggproduktionen. En konsekvens av minskad energianvändning under brukarskedet blir att andelen energi som går åt för att bygga hus ökar.
Detta examensarbete, som har gjorts i samarbete med JM AB, handlar om kartläggning av energianvändning under byggfasen av flerbostadshus. Kartläggningen av energin är begränsad till vad JM kan göra för att reducera energianvändningen. Därmed har ingen hänsyn tagits till själva produktionen av material som används som ”råvara” vid byggproduktionen.
Den största mängden elenergi som används vid nyproduktion av flerbostadshus går till uppvärmning av byggbodar och byggbelysning. Dessa två poster står för ca 70 % av all elanvändning vid byggproduktionen. Resten, ca 30 % av elen går till kranar, drift av containrar innehållande diverse verktyg och maskiner som används ute i fält, byggfläktar etc.
Nästan all elenergi (98 %) som går till själva produktionen (exkl. byggbodar) används under stombyggnad, stomkomplettering och inredning. Belysning står för hälften av elanvändningen som enbart går till produktionen.
Simuleringar som gjordes i studien visar att goda möjligheter att spara energi finns. Den enklaste åtgärden som ger störst besparing i förhållande till insatsen är att minska byggbodarnas klimatskal genom att ersätta luftspalter mot marken, mellan planen och i skarvarna mellan moduler med isoleringsmaterial. Åtgärden minskar värmebehovet med 54
%. På lång sikt kan tilläggsisolering av bodar och nya reglersystem för behovsanpassad temperaturreglering minska värmebehov med 70 %.
Det som förefaller mest lönsamt är att använda lågenergilampor istället för glödlampor för belysning av hus under byggfasen. Åtgärden innebär en besparing av energi som går till belysningen med 82 %. Eftersom speciella lampor, som kan drivas med en spänning på 48V men inte existerar på marknaden, måste användas bör en satsning göras som främjar framtagandet av produkten.
Den besparing som kan uppnås med de föreslagna effektiviseringsåtgärderna är 44 % av den totala elenergianvändningen för byggproduktionen.
Innehållsförtäckning
1 Inledning... 4
1.1 Bakgrund ... 5
1.2 Syfte ... 5
1.3 Avgränsningar ... 5
2 Metod ... 6
2.1 Energimätning ... 6
2.2 Byggnadssimuleringar... 7
3 Byggprocessen ... 7
3.1 Fas 0: Markarbete... 7
3.2 Fas 1: Grundläggning ... 8
3.3 Fas 2: Stombyggnad ... 8
3.4 Fas 3: Stomkomplettering och inredning ... 8
4 Studerade byggprojekt... 9
4.1 Banvakten... 9
4.1.1 Teknisk beskrivning av Banvakten 3 ... 9
4.1.2 Bodar ... 10
4.1.3 Belysning... 10
4.1.4 Kran ... 10
4.1.5 Containrar... 10
4.1.6 Övriga stödprocesser ... 11
4.2 Boktryckaren ... 11
4.2.1 Teknisk beskrivning av Boktryckaren 1... 12
4.2.2 Bodar ... 12
4.2.3 Belysning... 12
4.2.4 Kran ... 13
4.2.5 Containrar... 13
4.2.6 Övrigt ... 13
5 Energianvändning... 14
5.1 Total elförbrukning ... 14
5.1.1 Bodar ... 15
5.1.2 Belysning... 17
5.1.3 Kran ... 18
5.1.4 Övrigt ... 19
5.2 Elförbrukning per fas ... 19
5.2.1 Fas ett ... 20
5.2.2 Fas två ... 20
5.2.3 Fas tre ... 21
5.2.4 Nyckeltal ... 22
5.3 Elförbrukning under semestern ... 22
5.4 Fjärrvärme ... 23
6 Potential för besparing i byggbodar ... 23
6.1 Modell i VIP+... 23
6.1.1 Klimat och allmän indata ... 23
6.1.2 Byggnad ... 24
6.1.3 Drift, rumstemperatur och tappvarmvatten ... 26
6.1.4 Personenergi ... 26
6.1.5 Processenergi... 26
6.2 Energiförbrukning enligt modellen ... 27
6.3 Simulering av förbättringsåtgärder... 27
6.3.1 Kortsiktiga åtgärder... 27
6.3.2 Långsiktiga åtgärder ... 31
6.3.3 Kombinerade åtgärder ... 32
7 Potential för besparing i belysning... 34
7.1 Marknaden... 35
7.2 Framtiden ... 35
8 Resultat och diskussion ... 36
8.1 Felkällor ... 39
9 Slutsats ... 40
Källförtäckning... 41
Litteratur... 41
Internet ... 41
Muntlig kommunikation... 41
Bilagor ... 42
Bilaga 1: Detaljerad beskrivning av byggbodars material ... 42
Bilaga 2: Inner- och yttermått, areor, nivåer mm (Bodar) ... 43
Bilaga 3: Fjärvärmeförbrukning för Boktryckaren, Grim och Klockstapeln ... 44
Bilaga 4: Person- och processenergi för byggbodar på Banvakten... 45
Bilaga 5: Bodarnas verkliga energiförbrukning och enligt modellen ... 46
Bilaga 6: Resultat av simuleringar ... 47
Bilaga 7: Definition av exergi ... 52
1 Inledning
I Sverige använder vi mycket energi och användningen av energin kommer att fortsätta öka om vi inte vidtar nödvändiga energibesparande åtgärder. Idag köper allt fler apparater som drivs med elektricitet, skaffar allt fler bilar och gärna större med många hästkrafter, värmer en tredjedel av landets hus med högvärdig energi (elvärme). Många stänger aldrig av sina apparater med hänvisning till att ”de drar inte så mycket” etc. Allt detta kräver energi som på något sätt måste utvinnas från en energikälla. I alla steg från energikällan till slutanvändaren (utvinning, förädling, transport, omvandling och distribution) av energi belastar vi miljön.
Belastningen kan vara allt från utsläpp av koldioxid, svaveloxider och kväveoxider till tungmetaller och andra skadliga ämnen som skadar vår miljö på lokal, regional och global nivå.
För att klara energiförsörjningen i framtiden måste vi fokusera mer på att använda energin på ett effektivt sätt. Att importera mer fossil energi, bygga fler kraftverk och öka effekten på de befintliga kraftverken löser inte problemet långsiktigt. Den långsiktiga lösningen måste vara att hushålla med energin och hitta nya sätt att spara energi utan att detta skulle påverka livskvalitén.
Energianvändningen i Sverige uppgick till närmare 650 TWh år 2004 (Energiläget i siffror, 2005). Av detta användes cirka 39 % inom bostadssektorn, se Figur 1. Om hänsyn tas till att materialet för att bygga hus tillverkas inom industrin och transporteras inom transportsektorn blir siffran något högre, drygt 40 %.
Industri 36%
Inrikes transport 17%
Utrikes sjöfart och anv. för icke energiändamål
8%
Bostäder, offentliga byggnader & service
39%
Figur 1: Energianvändning i Sverige, 2004, uppdelat på olika sektorer.
Som framgår av figuren ovan är bostadssektorn den största enskilda posten när det gäller energianvändning i Sverige. Den största andelen energiförbrukningen, 85 %, av byggnadens hela livscykel sker under brukarskedet (Adalberth, 1995). Det innebär att ca 15 % förbrukas på ett eller annat sätt under produktionen.
När man idag pratar om energieffektivisering inom bygg- och fastighetssektorn menar man oftast energieffektivisering under byggnadens drift och sällan under själva byggproduktionen.
En konsekvens av minskad energianvändning under brukarskedet blir att andelen energi som går åt för att bygga hus ökar. Det är därför av stor vikt att fokusera på energianvändningen även under själva produktionen.
JM är en av Nordens ledande producenter av bostäder och bostadsområden och finns i Sverige, Norge, Danmark, Finland och Belgien. JM bygger ca 4500 bostäder per år och energiförbrukningen uppskattas till mellan 20 och 30 GWh el och mellan 10 och 30 GWh fjärrvärme per år. JM vill främja arbete där en långsiktigt hållbar utveckling står i centrum. Ett led i detta arbete är att använda energin vid byggproduktionen på ett effektivt sätt. För att göra en energieffektivisering krävs först en kartläggning av hur energin används. Detta examensarbete utgör ett första steg och syftar till att göra en energikartläggning av byggproduktionen vid nybyggnadsprojekt i Uppsala och utifrån detta sedan analysera och föreslå energibesparande åtgärder.
1.1 Bakgrund
I Sverige baseras elproduktionen huvudsakligen på vattenkraft och kärnkraft. Dessa två kraftslag stod för över 90 % av Sveriges totala elproduktion år 2004 (Energimarknad 2005, Energimyndigheten). Produktionskostnader för dessa är relativt låga vilket för Sveriges del har inneburit ett lågt elpris jämfört med övriga EU-länder. I takt med en expanderad elmarknad och ökat intresse för elhandel länder emellan kommer efterfrågan på billig svensk elkraft att öka och följden förväntas då bli att elpriset ökar. För svenska företag som är beroende av el innebär detta ökade energikostnader. Därför är det viktigt för företagen att se över sin energianvändning för att klara den ekonomiska pressen som en ökning av elpriser kommer att innebära.
1.2 Syfte
Syftet med detta examensarbete är att framställa ett beslutsunderlag till ledningen på JM AB, så att man utifrån studien kan se potentialen för energibesparingen och planera för vilka energibesparingsåtgärder som bör göras. Examensarbetet förväntas också fungera som en förstudie till en mer omfattande energikartläggning av byggproduktionen.
1.3 Avgränsningar
Examensarbetets omfattning är 20 poäng vilket motsvarar ca 20 veckors arbete. På grund av den begränsade tiden har vissa moment som avser byggproduktionen tyvärr valts bort.
Avgränsningar som har gjorts är att kartläggningen av energin begränsas till vad JM kan göra för att reducera energianvändningen, därmed kommer ingen hänsyn att tas till själva produktionen av material som används som ”råvara” vid byggproduktionen. Alltså avser kartläggningen all den energi i form av el och fjärrvärme som går åt från det att halvprefabricerat material kommer in innanför grindarna till dess att huset står färdigt.
Innan arbetet med grundläggningen kan påbörjas måste marken beredas och jord måste kanske schaktas bort eller saneras om marken är förorenad. Det senare gäller för ett av studerade projekten då husen byggs på mark där tidigare en bensinstation med verkstadsdel funnits. Risken för att marken skulle ha varit förorenad var stor och därmed krävdes en stor insats för markerbetet. Eftersom markarbetets omfattning skiljer sig mycket mellan olika byggprojekt och osäkerheten i indata för energianvändningen är stor då dessa arbeten ligger på underentreprenörer tas denna bit inte med i studien.
Förutom el och fjärrvärme används en stor mängd gasol under byggnationen. I många byggprojekt används gasol för uppvärmning av husen under gjutning för att undvika frostskador under kalla dagar. I de projekt som har studerats i examensarbetet används endast fjärrvärme i byggfläktar som är avsedda för betongtorkning. En begränsad användning av gasol förekommer dock vid putsning av fasaden under vintertiden. Då putsning av fasad görs av underentreprenörer saknas tillgång till data för användning av gasol från dessa företag och därmed kommer gasolanvändningen inte att omfattas av studien.
2 Metod
2.1 Energimätning
Information om de två energislagen, el och fjärrvärme, som används under uppförande av byggnaden hämtas på olika sätt. Uppgifterna om projektens fjärrvärmeanvändning hämtas dels från fakturor från leverantören (Vattenfall Värme AB) och dels från egna avläsningar.
Elförbrukningen bestäms genom att hämta timvärden från leverantören (Vattenfall AB), läsa av befintliga mätare i byggskåpen och installera ytterligare mätare för en mer detaljerad elmätning. Elen mäts dels för byggbodar och dels för själva produktionen. Elen som används i produktionen delas in i förbrukning för kran, containrar, byggel (apparater, maskiner mm) och belysning.
För att bestämma elenergiåtgången i olika delar i kedjan har elmätare CeweMeter av typen CM 34 01 24 från CEWE INSTRUMENT använts. Dessa mätare är typgodkända enligt IEC 1036 och kan mäta strömmen antingen direkt eller via transformator ”trafomätare”. Vid transformatormätning transformeras strömmen med en omsättning på 200/5 och vid direktmätning mäts strömmen utan att behöva transformeras. För att få rätt enhet på energin i kWh måste avlästa värden i trafomätaren multipliceras med en konstant 40. I övrigt är mätarna anpassade för trefasspänning, 400V, och är säkrade med 65A. Energimätarna har kopplats med skarvsladdar och kontakt så att mätarna lätt skulle kunna placeras mellan elskåpen och användarenheten.
Vid mätningar av spänning, ström och effekt av mindre apparater som lampor, laddare, datorer, kylskåp mm har enklare energimätare och multimeter av märket BST använts.
För att tydliggöra energianvändningen har byggproduktionen delats in i tre faser:
• Fas 1: grundläggning
• Fas 2: stombyggnad
• Fas 3: stomkomplettering och inredning Dessa förklaras under rubriken Byggprocessen.
Energianvändningen i byggbodar, där personalen på bygget har sina kontor, har studerats närmare då dessa förmodas förbruka mycket mer energi än kontorslokaler i allmänhet. För att utvärdera energiförbrukningen i byggbodar har beräknade värden (se nästa avsnitt) jämförts med den faktiska förbrukningen som kunde läsas av från energimätare vid bodarna.
2.2 Byggnadssimuleringar
Vid simuleringar av energiförbrukningen har programmet VIP+ används. VIP+ är utvecklat av Structural Design Software in Europe AB (StruSoft) och beräknar energiförbrukningen för alla typer av byggnader och verksamheter. Programmet är testat enligt IEA1- BESTEST2 och ASHRAE3-BESTEST.
Vid beräkningar tar VIP+ hänsyn till värmelagring i byggnadsstommen, luftflöde genom ventilationssystem och läckage samt värmeledning genom byggnadens klimatskal. En dynamisk beräkningsmodell ger energiförbrukning för varje timme under ett år.
Beräkningsnoggrannheten ligger på mellan tre och fem procent enligt tillverkaren.
VIP+ använder klimatdata som hämtas från SMHI och tar förutom temperatur även hänsyn till solstråling, vind och fuktighet. Själva byggnadsmodellen byggs upp genom att användaren definierar vad byggnadselementen består av, vilken area de har och vilket vädersträck de vetter mot. Även höjden över markytan definieras för att på så sätt bestämma hur mycket sol som träffar ytorna. I VIP+ kan klimatdata anpassas för lokala förhållanden genom att exempelvis definiera hur mycket horisonten skyms och hur vidskyddat läget är.
Programmet tar även hänsyn till olika driftfall under olika tider på dygnet och veckan.
Processenergi, personenergi och tappvarmvatten ges i förhållande till golvarea och beräknas med avseende på det aktuella driftfallets tidsintervall. Resultaten redovisas för valfri period, normalt ett år, värden kan även läsas av per timme, dag, vecka eller månad. (StruSoft AB)
3 Byggprocessen
Byggprocessen omfattar olika skeden som till en viss del överlappar varandra. Dessa skeden kan förenklat bestå av: planering, projektering, upphandling, schakt- och markarbeten, grundläggning, stomresning, stomkomplettering och inredning. (Björk & Reppen, 2000)
Uppförandet av en byggnad startar efter att arbetet med projektering och upphandling är klart.
Den första fasen i byggproduktionen är grundläggning vilket kräver ett visst markarbete innan den kan påbörjas. Efter att arbetet med grundläggningen är avslutat kan fas två dvs.
stombyggnad börja. Gränsen mellan olika faser kan vara lite flytande bland annat beroende på val av system och metoder. Nedan följer en kort beskrivning av vilka moment som ingår i respektive fas. Beskrivningen är definierad så att de stämmer överens med de studerade projekten och gäller inte som allmängiltig beskrivning.
3.1 Fas 0: Markarbete
Massor ner till grundläggningsnivå schaktas bort, dräneringsledningar och serviceledningar för vatten och avlopp (VA), el och fjärrvärme ansluts. Markarbetet fortsätter sedan efter att byggarbetena är avslutade och övergår då i finplanering som innebär att lekplatser, gångvägar, gräsytor, uteplatser, buskar och träd anläggs.
1 IEA: International Energy Agency
2 BESTEST: Building Energy Simulation Test
3 ASHRAE: the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
3.2 Fas 1: Grundläggning
Byggnadens last och markens beskaffenhet ger förutsättningarna för hur grundläggningen ska ske. De vanligaste markförhållandena är berg, morän, torv och lera. I och kring Uppsala består marken till stora delar av ett tjockt lager lera vilket innebär att grundläggningen för större byggnader som t ex flerbostadshus ofta utförs som en betongplatta vilken har pålats mellan 15 och 30 meter. Prefabricerade kantelement, isolerade med cellplast, sätts som formar för gjutning av grunden. Efter isolering, armering och installationsdragningar gjuts grunden.
3.3 Fas 2: Stombyggnad
Skalväggar, som i detta fall är den bärande konstruktionen och består av armerad betong, monteras och följs av montering av utfackningsväggar. Utfackningsväggar är icke bärande ytterväggar som är placerade på bjälklag och har stomme av träreglar med mellanliggande värmeisolering (17 cm) och färdigmonterade fönster. Efter uppbockning monteras plattbärlag som fungerar som kvarsittande bjälklagsform och följs av monteringen av trapp och balkonger. Därefter dras El och VVS-ledningar och bjälklaget armeras i överkanten varefter bjälklaget gjuts. Processen upprepas plan för plan till sista våningen. Monteringen av skalväggar och utfackningsväggar i sista våningen följs av monteringen av prefabricerad hisstopp och takkassetter.
3.4 Fas 3: Stomkomplettering och inredning
Nu när huset är någorlunda tätt kan påsläppet av den provisoriska värmen tillåtas och byggtorken kan användas. Byggtorken har en fläkt på 800 W och blåser varm luft som har värmeväxlats med fjärrvärme. Byggfläktar placeras i varje trapphus och varannan våning så att uttorkningen sker effektivt och arbetet med installationer och inredning skall kunna genomföras.
Byggnadsställning reses och täcks med plast för att hålla värmen under putsning av fasaden.
Plasten fungerar också som ett väderskydd mot t ex regn. Vid låga temperaturer används gasol för att hålla rätt temperatur så att arbetet med putsning kan genomföras. Fasaden isoleras med ca fem-femton centimeter mineralull och täcks av nät som ska hålla putsen på plats. Putsen består av bruk och är ca två centimeter tjock. Därefter färgas putsen varefter ställningen rivs.
Golvet i trapphusen består av en gjutning som utförts i två skikt. De två skikten hålls separerade med en membranisolering som förhindrar att stomljud från trapphuset tränger in i lägenheterna. Hissen monteras. Utfackningsväggar kompletteras invändigt med isolering, gipsas, drevas och smygar monteras. Innerväggar monteras och gipsas på ena sidan (enkling), efter att nödvändig installation inne i väggen har skett gipsas väggen på andra sidan (dubbling). Väggpartiet där värmeelement skall monteras (bröstning) spacklas och målas.
Därefter monteras och kopplas radiatorerna och ordinarie värmen släpps på. Golven i våtrummen fallspacklas och finjusteras. Inredningsarbetet fortsätter med målning av tak och väggar, tapetsering, montage av köksskåp, kakel & klinkers, rör-, el- och ventilationskompletteringar, golvläggning, montage av inner- och våtrumsdörrar, klinkers/sten samt montage av räcket i trapphusen. Sedan sker en grovstädning som följer av förbesiktning och eventuellt justeringsarbete. Efter slutbesiktning och städning är husen klara för inflyttning.
4 Studerade byggprojekt
Det optimala för en sådan här studie vore att följa ett projekt från start till slut. På grund av att tiden för examensarbetet är begränsad är detta inte möjligt. En lösning som valdes var att studera två projekt som var likvärdiga, hade ungefär samma förhållande och befann sig tidsmässigt i olika faser. Båda projekten, Banvakten och Boktryckaren, använder halvprefabricerat material och ligger i samma geografiska område.
4.1 Banvakten
Banvakten ligger i hörnet Hällbygatan och Börjegatan i stadsdelen Luthagen i Uppsala.
Kvarteret Banvakten kom till 1949 och ingick i Uppsala Norra stations banområde.
Banvakterna var en yrkesgrupp vid järnvägen som höll uppsikt över järnvägslinje och hade till uppgift att underhålla spåret och marken runt omkring. För att hinna besiktiga spåren en gång om dagen bodde de oftast i stugor längs med järnvägen.
Kvarteret banvakten byggs i tre etapper, se Figur 2, och omfattar totalt 135 lägenheter i flerbostadshus med fyra och sex våningar. Den tredje och sista etappen, Banvakten 3, med 51 bostadsrättslägenheter beräknas stå klar sommaren/hösten 2007. Kvarteret är anpassat till alla generationer och har lägenheter i olika storlekar från ett rum och kök på 44 kvm till fem rum och kök på 138 kvm. Boende i området kommer att ha tillgång till garage som ligger längs med tomtgränsen och fungerar som ett bra skydd mot järnvägen. (JM, 2006)
Banvakten 3 har en total BOA4 på 4214 m2 och BTA5 på 5386 m2. 4.1.1 Teknisk beskrivning av Banvakten 3
Grundläggning Isolerad pålad betongplatta.
Stomme Lägenhetsskiljande väggar i betong.
Ytterväggar Puts på isolerade utfackningsväggar.
Innerväggar Ej bärande väggar av reglar o gips. Väggar inom lägenhet mot våtrum, installationer och runt största sovrum ljudisoleras.
Mellanbjälklag Betong
Yttertak Pulpettak av bandfalsad fabriksmålad plåt.
Balkonger Prefab balkongplatta av betong. Täta räcken av aluminium /glas.
Fönster Aluminiumklädda träfönster.
Entrépartier Ek med kodlås och telecode mot gata. Aluminiumpartier med kodlås mot gård.
Hiss Möbelhiss.
Installationer Fjärrvärme, Frånluftssystem.
Källa: Bostadsfakta Banvakten 3, JM
4 BOA: Boarea, bruksarea, uppvärmda ytor inkl klädkammare.
4.1.2 Bodar
I projektet Banvakten finns det 16 bodar varav en är visningsbod som är inredd och är till för visning för kunden innan husen är färdigbyggda. Bodarna hyrs från Cramo som är ett företag som hyr ut byggetableringar, bygg- och anläggningsmaskiner, liftar, truckar mm. Bodarna är som enskilda moduler som är ihopskarvade och tillsammans bildar en enhet. Varje bod har en invändig area på 21,7 m2, en höjd på 2,4 m och ett treglasfönster på 1,2 x 1,4 meter på vardera av kortsidorna. Uppvärmningen sker med direktverkande el-radiatorer och vattnet värms med hjälp av varmvattenberedare från Nibe. Bodarna saknar aktivt kylsystem liksom ventilationssystem och ventilationen sker med fönstervädring. För detaljerad beskrivning av bodar se Bilaga 1 och Bilaga 2.
Plan ett består av nio bodar som har olika funktioner: visning, entré (inkl. toaletter), kök, konferensrum och kontor. Modulerna sitter ihop längs långsidan och har en tunnelliknande gång som gör det möjligt att förflytta sig från bod ett till nio. Plan två, som används av hantverkarna, består av sju moduler som också är ihopkopplade längs långsidan. Tre av dessa bildar ett stort kök/matsal, entréboden innehåller toaletter och torkskåp, en bod består endast av duschar och tvättställ och två resterande fungerar som omklädningsrum med skåp och klädhänge.
4.1.3 Belysning
Med belysning menas de lampor som lyser i husen under byggnationen. Syftet med dessa är förutom att lysa under arbetstiden också att vara en förebyggande säkerhetsåtgärd för att förhindra stölder i husen. Detta innebär att lamporna är på dygnet runt och saknar brytare.
Installationen av lamporna är enkla och får av säkerhetsskäl inte ha den ”vanliga” spänningen på 230V, därför används en transformator som transformerar ner spänningen till 48V. Lampor som används är glödlampor på 60W och har sockel E27.
Vid en inventering på Banvakten 3 har antalet lampor räknats till totalt 400 stycken vilket med en effekt på 60W/lampa ger en total effekt på 24 kW. Antalet lampor per lägenhet var 7,8 stycken/lägenhet.
4.1.4 Kran
Kranen är av typen tornsvängkran 256 HC som är tillverkad av Libherr och hyrs från Binsell, ett företag som hyr ut kranar. Kranen har ett lyftspel på 61 kW, en märkeffekt på 117 kW och är säkrad med 125A trefasström. (Wahlberg, Binsell)
4.1.5 Containrar
Här har hantverkarna sina utrustningar och verkstäder och förbereder arbetet innan de ger sig in i husen samt laddar batterierna till sladdlösa apparater som används ute i fältet. Till skillnad från standardcontainrar har dessa containrar lite bättre värmeisolering på ett par centimeter så att arbetet även kan utföras i sträng kyla.
Antalet containrar vid Banvakten 3 är sju stycken som är placerade inne på gården nära huskroppen. Belysningen i containrar består av en till tre stycken lysrörsarmatur innehållande två lysrör på 58W (70W inkl. driftdon) vilket innebär att varje armatur har en effekt på 140W.
Undantaget är dock en av containrarna som har en ljusslinga bestående av 14 stycken 60W glödlampor vilket har samma effekt som belysningen för tre containrar tillsammans.
Uppvärmningen av containrarna sker på olika sätt alltifrån en radiator på 1000W till två
värmefläktar på 9kW vardera. Antalet laddare som är igång är i genomsnitt tre stycken per container och effekten har mätts till i genomsnitt 120W.
4.1.6 Övriga stödprocesser
De övriga maskiner som används är hissar, byggfläktar, byggdammsugare, borrmaskiner etc.
Hissar är tillverkade av Almik AB i Skellefteå och är av modellen Mobil Lift ML4 och hyrs liksom andra stora maskiner från Cramo. Byggfläktar har en effekt på 800W som går endast till fläkten, luften däremot värmeväxlas med fjärrvärme.
Figur 2: Banvakten Källa: JM
4.2 Boktryckaren
Boktryckaren ligger i området Parkstaden i sydöstra Uppsala. Kvarteret omfattar 110 bostadsrättslägenheter i 10 flerbostadshus med fyra våningar och 28 tvåplanssmåhus med fyra till fem rum och kök. Lägenheterna är på ett till fyra rum och kök och i storlekar från 38 kvm till 99 kvm. Boktryckaren är en blandning av lägenheter, småhus, parker och stora grönområden vilket ger området en småstadskaraktär. Lägenheterna har balkong eller uteplats och boende kommer att ha tillgång till carportar och cykelrum som finns på gården.
Flerbostadshusen byggs i två etapper med 44 lägenheter i etapp ett (hus 14-20) och 66 lägenheter i etapp två (hus 2-12) se Figur 3. Den första etappen med 44 bostadsrättslägenheter blev som beräknat klar hösten/vintern 2006 och Boktryckaren 2 beräknas stå klar hösten 2007. Boktryckaren 1 har en total BOA på 3473 m2 och BTA på 4512 m2. Boktryckaren 2 har en total BOA på 5138 m2och BTA på 6768 m2.
4.2.1 Teknisk beskrivning av Boktryckaren 1
Grundläggning Betongplatta på mark respektive betongplatta på pålar
Stomme Stomme av betongbjälklag med bärande betonginnerväggar och stålpelare i ytterväggar. Lägenhetsskiljande väggar i betong Balkonger Balkongplatta av prefabricerad betong
Balkongfronter Metall
Ytterväggar Prefabricerade utfackningspartier i trä Ytskikt yttervägg Puts
Mellanbjälklag Betong Yttertak Betongpannor
Lägenhetsskiljande väggar Betong, på översta plan gips stålreglar och isolering Lättväggar Gipsskivor på reglar
Fönster Trä
Entrépartier Metall
Uppvärmning Fjärrvärme, radiatorer för vattenburen värme
El, tele, data, tv Lägenheterna förses med kabel TV via bredbandsanslutning och fiberkabel till varje lägenhets klädkammare. Från klädkammare dras ett kabelnät (stjärnnät) till RJ 45- uttag i varje rum och kök.
Innehållet i uttagen kan bestämmas av lägenhetsägaren själv. TV, data eller telefon.
Ventilation Mekanisk frånluft och tilluft via väggdon bakom radiatorerna Källa: Bostadsfakta Boktryckaren 1, JM
4.2.2 Bodar
I projektet Boktryckaren finns det 20 stycken bodar som hyrs från Cramo. Bodarna bildar två separata kroppar på två plan vardera. I ena delen finns det tre bodar per plan dvs. sex stycken totalt och den andra delen består av 14 bodar varav åtta på plan ett och sex på plan två. Varje bod har en golvarea på 21,7 m2 och en höjd på 2,4 m. Fönstren är av blandad kvalité både tre- och tvåglasfönster. All energi som går till uppvärmning och varmvatten består av el. Bodarna saknar klimatanläggningar och ventilationssystem.
Plan ett består av elva bodar som används av hantverkarna och innehåller matsal/kök, toaletter, duschar, tvättställ och omklädningsrum. På plan två finns det kontor, kök och konferensrum.
4.2.3 Belysning
Den belysning som används i husen under byggnationen har två funktioner: dels att lysa rummen under arbetstid så att arbetarna kan utföra sitt jobb och dels att försvåra för inkräktare att ta sig in i husen utan att synas. Lamporna saknar brytare och lyser dygnet runt under hela produktionen fram till dess att den normala spänningen på 230V har kopplats. Lamporna återanvänds sällan då under målningen av tak kan dessa bli smutsiga så att de inte fyller sin funktion lägre och därför slängs efter avslutat projekt. En betydande del av lamporna kan gå sönder under arbetet. Vid en inventering på Boktryckaren 1 uppgick antalet skadade lampor till mellan 40 och 50 %. Totalt fanns det 320 lampor med en effekt på 60W/styck vilket ger en total effekt på 19,2 kW. Antalet lampor per lägenhet var 7,3 stycken/lägenhet.
4.2.4 Kran
Kranen som används på Boktryckaren är en spårgående tornsvängkran vilket betyder att den kan förflyttas på järnvägsspår, den har tillverkats av Libherr och hyrs från Skanska. Kranen har ett lyftmaskineri på 37 kW, sväng på 7,5 kW, trallåk på 7,5 kW och är säkrad med 125A trefasström. (Bergström, Skanska)
4.2.5 Containrar
Allmän beskrivning av containrar kan läsas under 4.1.5 Containrar. Antalet containrar vid Boktryckaren är åtta stycken som är placerade inne på gården nära huskroppen. Belysningen i containrar består av en till två stycken lysrörsarmatur innehållande två lysrör på 58W (70W inkl. driftdon) vilket innebär att varje armatur har en effekt på 140W. Undantaget är dock en av containrarna som har an ljusslinga bestående av sju stycken 60W glödlampor.
Uppvärmningen av containrarna sker antingen med en radiator på 1000W (tre containrar) eller med en värmefläkt på 2 kW (fem containrar). Antalet laddare som är igång är i genomsnitt tre stycken per container och effekten har mätts till i genomsnitt 120W.
4.2.6 Övrigt
De övriga maskiner som används är hissar, byggfläktar, byggdammsugare, borrmaskiner etc.
Hissar är tillverkade av Almik AB i Skellefteå och är av modellen Mobil Lift ML4 och hyrs liksom andra stora maskiner av Cramo. Byggfläktar har en effekt på 800W som går endast till fläkten, luften däremot värmeväxlas med fjärrvärme.
Figur 3: Boktryckaren källa: JM
5 Energianvändning
Det är många parametrar som påverkar den slutliga energianvändningen. Eftersom olika byggprojekt har olika förutsättningar är det oundvikligt att skillnaden även märks på energiåtgången.
5.1 Total elförbrukning
Den totala energianvändningen i ett av de studerade projekten, Boktryckaren 1, har jämförts med två referensprojekt för att verifiera resultatet. Projektet Banvakten 2 är ännu inte avslutat och saknar data på total energiförbrukning. Som referensprojekt har Seniorgården Grim och Klockstapeln valts. Grim ligger på Luthagsesplanaden 13 B i Uppsala och har 42 lägenheter, 3 495 m2 BOA och 4 659 m2 BTA. Klockstapeln ligger på Stigbergsplan 1 i Uppsala och har 30 lägenheter, 2 661 m2 BOA och 4 432 m2 BTA. Resultatet visas i Tabell 1 nedan.
Tabell 1: Jämförelse i elanvändning mellan Boktryckare 1, Grim och Klockstapeln.
Projekt Antal lägenheter
BOA [m2]
BTA [m2]
Elförbrukning totalt [kWh]
Elförbrukning [kWh/lgh]
Elförbrukning [kWh/BOA]
Elförbrukning [kWh/BTA]
Boktryckaren 1 44 3 473 4 512 185 640 4 219 53,5 41,1 Grim 42 3 495 4 659 196 135 4 670 56,1 42,1 Klockstapeln 30 2 661 4 432 204 059 6 802 76,7 46,0
Skillnader i elförbrukning mellan projekten Boktryckaren 1 och Grim anses försumbara. Det måste dock nämnas att under byggandet av Grim hade personalen tillgång till ett hus där de kunde vistas och inte behövde använda sig av bodar. Detta borde ha bidragit till en minskad energianvändning vilket det inte gjorde.
Byggprojektet Klockstapeln hade en betydligt högre energianvändning än både Boktryckaren och Grim vilket kan delvis förklaras av att Klockstapeln hade mindre antal lägenheter än de andra projekten och därmed en högre energiförbrukning per lägenhet. En annan förklaring kan vara att Klockstapeln hade en BTA i samma storleksordning som de övriga projekten och att elanvändningen per BTA inte skiljer särskilt från de andra projekten.
Vidare kan kvalitén på data för elförbrukningen av Grim och Klockstapeln diskuteras då dessa har hämtats genom beräkning från gamla fakturor. Fakturorna var baserade på beräknad elförbrukning för projekten och kan ha korrigerats senare. Eftersom fokus har legat på en detaljerad studie av Boktryckaren och Banvakten har detaljerna till avvikelsen inte kunnat hittas.
Av jämförelsen ovan kan det konstateras att skillnaden i specifika energiåtgången för produktionen skiljer sig mellan olika byggprojekt och att resultat från ett enskilt projekt inte är representativ för hela verksamheten. Dock ger resultaten en ungefärlig bild av hur mycket energi det kan gå åt under givna förutsättningar.
Boktryckaren 1 har nyligen byggts färdigt och inflyttningen har startat. Den totala energin som gick åt för hela projektet uppgick till 284 000 kWh varav 186 000 kWh el och resten 98 000 kWh fjärrvärme. Av de 186 000 kWh el som användes gick 28 % till belysning, 41 % till bodar, 4 % till kran och 27 % till övriga poster som t ex drift av byggfläktar, containrar och diverse verktyg som användes av hantverkarna, se Figur 4.
Total elförbrukning, uppdelning per förbrukare
28%
41%
4%
27%
Belysning Bodar Kran Övrigt
Figur 4: Total elförbrukning för Boktryckaren 1.
5.1.1 Bodar
Av figuren ovan framgår att den största andelen el, 41 %, går till bodar vilket betyder att just bodar har den största potentialen för energibesparing. En närmare titt på Banvaktens byggbodar visar hur energin används under olika månader på ett år.
Energianvändning i bodar
0 200 400 600 800 1000 1200
januari febru
ari ma
rs april
maj jun
i juli augusti
septem ber
oktober november
december
Energi/Bod [kWh]
Figur 5: Energianvändning per byggbod under ett år.
Diagrammet är baserad på riktiga mätvärden och visar att under de kalla månader på året är energiförbrukningen som väntat störst. Energiförbrukningen i april avviker från månaden innan och efter vilket anses som en störning och saknar samband med utetemperaturen.
Energiförbrukningen är minst i juli vilket kan förklaras av infallandet av semestermånaden.
Bortser man ifrån störningen i april och antar att energiförbrukningen under denna månad är mindre än mars och större än maj, ser diagrammet mycket jämnare ut, vilket anses rimligt.
Detta betyder att januari är den månad som har störst energiförbrukning följd av december och februari. Alltså är det, ur energisynpunkt, optimalt att planera byggstarten så att så lite energi som möjligt används i byggbodar.
Det dagliga elförbrukningsmönstret för byggbodar skiljer sig beroende på årstiden. Under sommaren/hösten då utetemperaturen inte är så låg märks skillnaden på elförbrukningen mellan olika veckodagar mycket tydligare än under vintern. Jämför Figur 6 och Figur 7. Detta beror på att under vintern då uppvärmning av bodarna är i full gång finns det ett konstant energibehov på ca 300 - 350 kWh/dygn oberoende av veckodag vilket gör att energiförbrukningen under veckans dagar är jämnare än under sommar-/höstfallet.
Daglig elförbrukning för Banvakten, augusti
0 20 40 60 80 100 120 140
söndag söndag söndag söndag söndag
veckodagar
el [kWh
Figur 6: Elförbrukning för Banvakten under augusti-september fördelad på veckodagar.
Daglig elförbrukning för Banvakten, februari
0 100 200 300 400 500 600
söndag söndag söndag söndag
veckodagar
elförbrukning/dag [kWh]
Figur 7: Elförbrukning för Banvakten under februari fördelad på veckodagar.
Energianvändningen under olika timmar på dygnet har samma mönster som arbetsplatsen i övrigt. Elanvändningen ökar när personalen anländer på arbetsplatsen vid sju tiden på morgonen och avtar sedan när personalen lämnat arbetsplatsen. Den timvisa elförbrukningen är väldigt fluktuerande beroende på vilken aktivitet som finns i bodar som t ex raster, lunch eller dusch vid hemgång. Det framgår också i Figur 8 att energiförbrukningen under helger är ganska konstant (5-nov & 7-maj) förutom någon enstaka topp då möjligtvis någon termostat har slagits på.
Elförbrukning i bodar under dygnens alla timmar
0 5 10 15 20 25
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
tid elförbrukning/timme [kWh/h] nnn
08-maj 07-maj 05-nov 01-nov
Figur 8: Elförbrukning i bodar under olika timmar på dygnet.
Totalt förbrukar en bod ca 6 200 kWh under ett år vilket motsvarar 284 kWh/m2*år varav ca 75 % går till värme och varmvatten och resten till processen (olika apparater, vitvaror, belysning mm). Det specifika nettovärmebehovet för bodar är alltså 209 kWh/m2*år vilket kan jämföras med motsvarande värmebehov för lokalbyggnader byggda på 90-talet i Sverige som är 130 kWh/m2*år (Abel & Elmroth, 2006). Den totala energiförbrukningen för Banvakten med 16 bodar var 99 000 kWh år 2006, se Tabell 2.
Tabell 2: Energianvändning för bodar.
Elförbrukning [kWh/år]
Elförbrukning [kWh/bod, år]
Elförbrukning [kWh/m2, år]
Processenergi 26 035 1627 75
Värme+ varmvatten 72 738 4546 209
Totalt 98 773 6173 284
5.1.2 Belysning
Belysningen står för hela 28 % av den totala elanvändningen. Av den el som används till själva byggproduktionen (exkl. bodar) står belysningen för nästan 50 %, en förvånansvärt hög siffra.
Som tidigare har nämnts används glödlampor för byggbelysning. De har en effekt på 60W och drivs med en spänning på 48V pga. den enkla installationen. Antalet lampor per lägenhet för de studerade projekten var 7,3 respektive 7,8 stycken/lägenhet vilket ger ett medelvärde på 7,6 lampa/lägenhet. Vidare antas att endast 50 % av lamporna används och att resterande 50
% består av lampor som på olika sätt har skadats eller pga. fördröjning i installationen och arbetet med grundläggningen har tagits i drift senare. Antalet lampor reduceras nu till 3,8 lampa/lägenhet vilket motsvarar 227 W/lägenhet. Produktionstiden för byggandet av hus antas i genomsnitt mellan åtta och nio månader eller 6 000 timmar. Detta innebär att energiförbrukningen för belysningen i husen är 1 360 kWh/lägenhet. Se Tabell 3 där även nyckeltal för specifik energianvändning per BOA och BTA kan läsas av.
Tabell 3: Byggbelysningens specifika energiförbrukning.
lampa/lgh lampa/lgh
korrigerat
Elförbrukning [kWh/lgh, år]
Elförbrukning [kWh/BOA, år]
Elförbrukning [kWh/BTA, år]
Banvakten 3 7,8 3,9 1 412 17,1 13,4
Boktryckaren 1 7,3 3,6 1 309 16,6 12,8
Genomsnitt 7,6 3,8 1 360 16,8 13,1
5.1.3 Kran
Att kranen skulle stå för en stor del av energiförbrukningen, vilket många faktiskt tror, är en myt. Mätningar visar att kranen står för endast 4 % av den totala elanvändningen. Dessutom används inte kranen under hela byggnationen utan bara under fas två dvs. under stomresning.
Vid grundläggningen behövs inga tunga lyft och inte heller under stomkompletteringen och inredningen. Pga. sin storlek uppfattas kranen ofta som den största elförbrukare och i kombination med att den hyrs till höga avgifter så monteras den ner så fort som möjligt. Av den el som förbrukas under fas två (exkl. bodar) står kranen för 14 %.
Anledningen till att kranen inte förbrukar så mycket energi, räknat i kWh, är att den använder en högvärdig energi, nämligen el. El har den bästa energikvalitén och därmed den största exergin, för definitionen av exergi se Bilaga 7. Vidare har stora elmaskiner ofta en mycket bra verkningsgrad i storleksordning 90 %, vilket kan jämföras med tryckluftsdrivna maskiner som har en verkningsgrad på 12-15 % (Energimyndigheten) och bensinmotorer som har verkningsgrad på ca 30 %.
För att tydliggöra energiförbrukningen för att lyfta saker kan följande enkla exempel ges:
En bil som väger 1 200 kg lyfts till Eiffeltornets topp som har höjden 300 meter. Hur mycket energi kan det gå åt för att utföra arbetet?
Svar: Lägesenergi = massan x tyngdaccelerationen x höjden.
E=mgh m = 1 200 kg g = 9,82 m/s2 h = 300 m
kWh E=1200⋅9,82⋅300=3535200 Ws=982 Wh ≈1
Figur 9: Lyft av en bil till Eiffeltornet.
Källa: Uppsala kommuns energirådgivare.
5.1.4 Övrigt
De övriga poster som inte omfattas av ovannämnda rubriker står för drygt en fjärdedel av den totala elförbrukningen. Till det räknas driften av containrar, byggfläktar och andra stora och små elektriska maskiner. Av den el som går till ”övriga” används hälften av containrar och resten av andra maskiner som t ex byggfläktar, dammsugare, extra strålkastare, blandare, hissar mm. All utrustning som används i projekten drivs med elektricitet och därmed anses förbruka rimlig mängd energi. Dock kan det finnas enstaka maskiner och apparater som är föråldrade eller överdimensionerade och förbrukar mer energi än nödvändigt.
De mobila hissar som används mest för persontransport har en lastkapacitet på 800 kg och är av märket Almik. Dessa pekades också ut som stora energislukare på grund av sin storlek. En mätning visade att under en fem dagars period förbrukade en hiss 2,56 kWh. Två av dessa dagar var helgdagar och kan räknas bort vilket för hissens del innebär att den förbrukar 0,85 kWh per arbetsdag vilket kan anses försumbart jämfört med all annan förbrukning.
En post som inte är helt försumbar är byggfläktar. Fläktens effekt har mätts till 800W och antalet är två stycken per trapphus. Banvakten 3 har fem trapphus och därmed tio fläktar som tillsammans förbrukar 190 kWh/dygn. Detta trots att luften värmeväxlas med fjärrvärme och inte med el. Men, eftersom byggtorken används under en begränsad tid i början av fas tre dvs.
stomkomplettering blir belastningen på den totala elförbrukningen inte stor.
5.2 Elförbrukning per fas
För att få en bild av hur energiförbrukningen ser ut under olika faser i byggproduktionen delas produktionen i tre faser:
• Fas 1: grundläggning
• Fas 2: stombyggnad
• Fas 3: stomkomplettering och inredning
Elförbrukningen redovisas för var och en av dessa faser. Det måste understrykas att elförbrukningen avser endast produktionen och därmed inte inkluderar elförbrukningen för byggbodar då elförbrukningen för dessa har redovisats under rubrik 5.1.1 Bodar.
Enligt Figur 10 är fördelningen mellan olika fasers energianvändning sådan att nästan all energi förbrukas under fas två och tre och en förhållandevis liten och nästan försumbar del används under fas ett. Detta kommenteras i vart och ett av fallen nedan.
Elanvändning fördelad på olika faser, exkl bodar
2%
46%
52%
Fas 1 Fas 2 Fas 3
Figur 10: Elanvändningen i olika faser av byggproduktion.
5.2.1 Fas ett
Under grundläggningen förbrukas ungefär två procent av den mängd el som går åt för produktionen. Beräkningen är baserad på studie av Banvakten 3 och Boktryckaren 1. Den låga elförbrukningen kan förklaras av att det mesta av arbetet omfattas av markarbetet och utförs av underentreprenörer vilket inte ingår i studien. En annan orsak kan vara att tidsperioden är ganska kort och ingen byggbelysning används under denna fas. Nästan all elanvändning under denna fas antas gå till drift av containrar.
Både Boktryckaren ett och två förbrukar ungefär lika mycket el per lägenhet under grundläggningen. I Tabell 4 kan både total och specifik energianvändning per lägenhet, BOA och BTA läsas.
Tabell 4: Energiförbrukning under fas ett.
Fas 1 Elförbrukning [kWh]
Elförbrukning [kWh/lgh]
Elförbrukning [kWh/BOA]
Elförbrukning [kWh/BTA]
Boktryckaren 1 1 860 42,3 0,5 0,4 Boktryckaren 2 2 730 41,4 0,5 0,4
Genomsnitt 41,8 0,5 0,4
5.2.2 Fas två
Fas två står för 46 % av elförbrukningen för byggproduktionen. Energiförbrukningen under fas två har studerats för två olika projekt, Boktryckaren 1 och Banvakten 3, och mätningar visar ganska liknande resultat, se Tabell 5.
Tabell 5: Energiförbrukning under fas två.
Fas 2 Elförbrukning [kWh]
Elförbrukning [kWh/lgh]
Elförbrukning [kWh/BOA]
Elförbrukning [kWh/BTA]
Boktryckaren 1 50 836 1 155 14,6 11,3 Banvakten 3 67 718 1 328 16,1 12,6
Genomsnitt 1 242 15,4 11,9
Stombyggandet på Banvakten 3 löpte mellan sjunde augusti 2006 och tionde november samma år vilket gav tillfälle för detaljstudie av elförbrukningen för projektet.
Strömförsörjningen skedde från två elskåp som var på 65 respektive 160A. Mätningar gjordes på så sätt att strömmen delades i tre delar, en transformatormätare kopplades på kranen och två direktmätare kopplades på de sju containrar som fanns på gården. Mätarna lästes av en till två gånger i veckan och data kunde på så sätt samlas in för analys.
Kranen förbrukade mellan 90 och 150 kWh per dag, containrarna hade en förbrukning på mellan 200 och 400 kWh per dag och den totala förbrukningen för projektet varierade mellan 500 (i början av fasen) och 1 500 (i slutet av fasen) kWh per dag. Även elförbrukning för mobilhissar har mätts och gav ett värde på 0,85 kWh per arbetsdag. Förbrukningen för byggbelysningen är beräknad och är baserad på antalet lampor och effekten per lampa.
Belysningens elförbrukning har beräknats till 580 kWh per dygn och andelen belysning per total elförbrukning under fasen har räknats efter att elförbrukningen har stabiliserats till 1 100 – 1 500 kWh/dygn. Den mängd el som inte omfattas av ovan går till diverse maskiner och redovisas som övrigt, se Figur 11.
Elförbrukning under fas 2 fördelad på olika laster, exkl bodar
14%
23%
45%
18%
kran containrar belysning övrigt
Figur 11: Fördelning av energiförbrukning under stombyggnad.
5.2.3 Fas tre
Fas tre står för 52 % av byggproduktionens elförbrukning. Stomkomplettering och inredning är den del av byggandet som tar längst tid, därför är elförbrukningen störst under denna period. Den dagliga energiförbrukningen under fas tre är ganska låg, i genomsnitt 360 kWh/dygn, varav hälften antas gå till belysningen. Fas tre har studerats endast på Boktryckaren 1 och resultatet redovisas här nedan.
Tabell 6: Energiförbrukning under fas tre.
Fas 3 Elförbrukning [kWh]
Elförbrukning [kWh/lgh]
Elförbrukning [kWh/BOA]
Elförbrukning [kWh/BTA]
Boktryckaren 1 56 917 1 294 16,4 12,6
5.2.4 Nyckeltal
Elförbrukningen under byggproduktionens alla faser sammanfattas i Tabell 7 och kan användas som nyckeltal för bedömning av elförbrukningen under byggandets olika skeden.
Tabell 7: Specifik energianvändning under byggandets alla faser.
Elförbrukning [kWh/lgh]
Elförbrukning [kWh/BOA]
Elförbrukning [kWh/BTA]
Fas 1 42 0,5 0,4
Fas 2 1 242 15,4 11,9 Fas 3 1 294 16,4 12,6
Totalt 2 577 32 25
5.3 Elförbrukning under semestern
Den gissning som gjordes av många innan mätningen av elförbrukningen hade börjat var att kanske någon larmanordning på några få Watt eller något kylskåp skulle vara på. Avläsningen som gjordes både före semestern och efter semestern visade att projektet Boktryckaren inkl bodar har förbrukat 14 700 kWh och Banvakten förbrukat 8 000 kWh. Enligt SCB förbrukar en eluppvärmd villa 134 kWh/m2, år vilket betyder att elförbrukningen under tomgång för studerade projekten motsvarar uppvärmning av en 170 m2 eluppvärmd villa under ett helt år.
Banvaktens byggbodar hade en ganska konstant elförbrukning på 40 kWh/dygn och 1 200 kWh under semestertiden (8 juli – 7 augusti) vilket motsvarar en konstant effekt på ca 1,5–2,0 kW, se Figur 12. Förklaringen till den konstanta effektuttaget kan vara att varmvattenberedaren som drivs med el tros vara påslagen och hålla den inställda temperaturen på tappvarmvatten. Det jämna effektuttaget som saknar veckovariationen tyder på att ingen aktivitet har förekommit i bodarna under semestertiden.
El under sommaren, Banvakten
0 20 40 60 80 100 120 140
2006-07-01 2006-07-08 2006-07-15 2006-07-22 2006-07-29 2006-08-05 2006-08-12 2006-08-19 2006-08-26
datum
Elförbrukning [kWh/dag]
Figur 12: Banvaktens elförbrukning uder sommaren 2006.
5.4 Fjärrvärme
Den totala fjärrvärmeförbrukningen har studerats för Boktryckaren 1 och jämförts med Grim och Klockstapeln. Resultatet redovisas som total fjärrvärmeförbrukning och kommer inte att indelas per fas ty data hämtades från gamla fakturor och timvärden för förbrukningen kunde inte hämtas. Fjärrvärmeförbrukningen visas i Tabell 8 som total, per lägenhet, BOA och BTA.
Tabell 8: Jämförelse i fjärrvärmeanvändning mellan Boktryckare 1, Grim och Klockstapeln.
Projekt Antal lägenheter
BOA [m2] BTA [m2] Fjvförbrukning totalt [kWh]
Fjvförbrukning [kWh/lgh]
Fjvförbrukning [kWh/BOA]
Fjvförbrukning [kWh/BTA]
Boktryckaren 1 44 3 473 4 512 98 479 2 238 28,4 21,8
Grim 42 3 495 4 659 151 650 3 611 43,4 32,5
Klockstapeln 30 2 661 4 432 255 513 8 517 96,0 57,7
Av tabellen ovan framgår att variationen i den specifika fjärrvärmeförbrukningen är orimligt stor mellan projekten. Den stora förbrukningen på Grim kan förklaras av att i detta projekt användes inga byggbodar och uppvärmningen av lokalen som personalen använde skedde med fjärrvärme.
Klockstapeln använde nära fyra gånger så mycket fjärrvärme som Boktryckaren 1 och mer än dubbelt så mycket fjärrvärme som Grim. Orsaken kunde inte hittas eftersom projektet är avslutat för mer än fyra år sedan och ingen förklaring lämnades av Platschefen för projektet.
Den största andelen elförbrukning står bodar och belysning för, se Figur 4. Därför är det också lönsammast att rikta besparingsåtgärderna just åt dessa områden.
6 Potential för besparing i byggbodar
För att bestämma energibesparingen vid varje effektiviseringsåtgärd användes programmet VIP+ som är ett energiberäkningsprogram som är anpassad för alla typer av byggnader och anses passa även byggbodar. För beskrivning av programmet se Byggnadssimuleringar.
6.1 Modell i VIP+
Innan simuleringen av energibesparingsåtgärder kan påbörjas måste en modell över byggnaden bildas. Modellen måste vara konstruerad så att den av programmet beräknade energiförbrukningen stämmer överens med den verkliga förbrukningen. Vid byggandet av modellen användes indata enligt följande.
6.1.1 Klimat och allmän indata
Programmet har klimatdata för större orter från Kiruna i norr till Malmö i söder. Eftersom klimatdata saknades för just Uppsala valdes Stockholm som klimatort. Vinkeln mellan horisontalplanet och horisonten, kallas för horisontvinkel och påverkar beräkning av direkt solstrålning mot fasader och fönster. Denna vinkel approximerades till 30°. Både Uppsala och Stockholm tillhör enligt BBR6 klimatzon Söder och så valdes klimatzonen också.
6.1.2 Byggnad
Hela komplexet som består av 16 bodar behandlas som en enda byggnad och areor av respektive byggnadsdel summeras varefter nivåer dvs. höjd från marken matas in i programmet. För varje byggnadsdel måste samtliga lager av material anges och hämtas från produktkatalogen som finns i VIP+. Programmet räknar sedan ut ett U-värde för varje byggnadsdel. De material som bodarna består av och som använts vid byggandet av modellen kan läsas under Bilaga 1.
En tredimensionell modell av byggnaden har ritats i datorprogrammet Google SketchUp för att illustrera byggbodars utseende samt framtida tänkta åtgärder. Notera att ritningen av modellen inte har något samband med programmet VIP+ och är endast gjord för att visa hur objekten ser ut.
Figur 13: Nuläge av byggbodar på Banvakten.
Under arbetstiden när personalen på byggarbetsplatsen går in och ut genom entrédörrar, och ofta har upptagna händer, sker mycket luftläckage genom dörrar. För att kompensera för detta har antagandet gjorts att dörrarna är öppna under tio minuter per timme under arbetstid. Detta motsvarar att en dörr står 10 cm öppen dygnet runt och definierats i VIP+ som ett hål på 2m*10cm = 0,2 m2.
Det totala klimatskalet består av ytterväggar, golv, tak, fönster och dörrar. Till ytterväggar räknas också bodarnas ytterväggar som är riktade mot varandra då dessa inte är täta och fritt strömmande luft kyler utsidan av väggen på samma sätt som andra ytterväggar. Hänsyn har tagits till att en del av skarvväggarna bildar gången mellan bodar och därmed har subtraherats från väggarnas area. Vid observation på byggarbetsplatsen kunde konstateras att bodarna är skarvade så att modulerna ligger ifrån varandra med ett avstånd på ca 2 cm, se Figur 14.
Figur 14: Skarvar mellan bodar.
Bodarnas golv ligger ca 50 cm ifrån marken, se Figur 15, vilket betyder att luften kan strömma under bodar helt obehindrat och därmed kyla golvet underifrån. När en byggnadsdel definieras som golv i VIP+ räknar programmet även med markens värmemotstånd och räknar ut ett gemensamt U-värde. Därför kunde inte golvet definieras som golv utan istället definierades den som en yttervägg. Samma situation gäller för golvet på plan två då det hade ett luftgap på ca 20 cm, se Figur 14.
Figur 15: Avstånd mellan golvet och marken.
Fönstren är av typen treglas ”normal” dvs. saknar ett lågemissionssikt och har ett U-värde på 1,8 W/m2,K. Dörrarna är 60 mm tjocka och har ett U-värde på 1,0 W/m2,K.
6.1.3 Drift, rumstemperatur och tappvarmvatten
Två olika driftfall har definierats för byggbodar: Dag (vardagar 08:00–16:00) och Natt (vardagar 16:00–08:00, helger 00:00–24:00 samt semestertiden 00:00–24:00). För både driftfallen antas den minimala tillåtna innertemperaturen till 20°. Då bodarna saknar aktiv kylning sätts den maximala tillåtna innertemperaturen till 40° för att undvika att programmet även räknar med energibehovet för kylning.
Tappvarmvattenbehovet har satts enligt schablonvärden som finns i programmet VIP+.
Antaganden som har gjorts är att under driftfallet Dag är bodars tappvarmvattenförbrukning lika mycket som i bostadslägenheter (2,0 W/m2) och under driftfallet Natt förbrukar bodarna en fjärde del så mycket tappvarmvatten som på dagen. Anledningen till att varmvattenförbrukningen inte antas lika med noll är att varmvattenberedare som används i bodar stängs inte av under natten och måste hela tiden hålla hög temperatur.
6.1.4 Personenergi
Den energi som alstras av människor som vistas i en byggnad är ett tillskott i energibalansen vilket dessutom är gratis. Värmeavgivningen för en sittande människa är enligt schablonvärden 70W. Med hänsyn tagen till det genomsnittliga antalet personer som jobbar per dag och antalet timmar de är inne och bidrar med sitt värme kan det specifika värdet på personenergin beräknas till 1,80 W/m2, se Bilaga 4.
Personenergin beräknas endast för driftfallet Dag då det normalt inte vistas några människor på arbetsplatsen under natten. Personenergin sätts till noll för driftfallet Natt.
6.1.5 Processenergi
Med processenergi i byggbodar menas den elenergi som går till att driva datorer, kopieringsmaskiner, belysningen, kylskåp mm. Energin som går till varmvattenberedare och radiatorer räknas som värmebehov och är alltså inte med under processenergin.
Vid byggandet av modellen i VIP+ måste processenergin anges per kvadratmeter varefter programmet räknar tillskottet från denna post. I programmet räknas tillskottet från processenergin som gratis spillvärme men i bodarnas fall köps även denna energi. För att bestämma hur stor andel energi som går till process och till uppvärmning räknas den specifika processenergin per kvadratmeter för respektive driftfall, multipliceras med totala arean och antal timmar per år då ett visst driftfall gäller och summeras, se Bilaga 4. Den totala energiförbrukningen för process i byggbodar beräknas till 26 000 kWh under ett år.
Den specifika processenergin för driftfallet Dag har beräknats till 18,0 W/m2 och för Natt till 4,5 W/m2. Antaganden som har gjorts vid beräkningen av processenergin är att:
Under dagen är de tolv datorerna påslagna åtta timmar, belysningen är påslagen fyra timmar (närvarostyrd), kopiatorn är igång fyra timmar, mikrovågsugnarna och kaffebryggarna används 20 min/dag, diskmaskin och torkskåp används en timme om dagen och kylskåp och frys är på hela tiden. Under natten antas datorerna och kopiatorn i standbyläge, lamporna är på i tre av sju bodar på plan två (ej närvarostyrd), kyl och frys är på hela tiden och övriga apparater är avstängda.
