Förslag till energieffektivisering
och
energideklarationsunderlag
för
Munkebergsskolan
och
Bredängens äldreboende
i
Luleå
Mattias Westerlund
Civilingenjörsprogrammet Energisystem
Uppsala Universitet Luleå december 2007
Förord
Examensarbetet är en del av Civilingenjörsutbildningen i Energisystem. Examensarbetet har genomförts åt Luleå kommuns Tekniska förvaltning genom Ramböll Sveriges kontor i Luleå.
Ett stort tack till Theresa Palo, fastighetsförvaltare Luleå kommun, Lars Josefsson, enhetschef Ramböll, Leif Lundgren, gruppledare Ramböll, Carl Juhlin, konstruktör Ramböll och Sara Norsten för att de avsatt tid för att kunna hjälpa till med detta arbete.
Mina studiekamrater Hjalmar Nyström, Erik Dahlén och Josef Bly för deras stöd och hjälp under studietiden.
Vill även rikta ett tack till familj och vänner för deras stöd och tro på mig under studieåren.
Luleå, December 2007
Mattias Westerlund
Sammanfattning
Ett ständigt ökande energibehov, en ostabil energimarknad och stigande energipriser medför att drift- och uppvärmningskostnaderna för byggnader stiger allt mer. Ett allt högre energipris medför att energireducerande åtgärder får kortare återbetalningstid och det gör investeringarna mer intressanta att genomföra. Det blir mer och mer lockande för husägare att titta över sin fastighet för att se om det går att spara pengar.
Detta examensarbete har bedrivits genom granskning av undermätningsdata från både Munkebergsskolan och Bredängens äldreboende, studiebesök på de aktuella byggnaderna, litteraturstudier, simuleringar i byggprogrammet VIP+ samt beräkningar och muntliga frågor av personal som jobbar på de två byggnaderna.
Syftet med rapporten är att ur ett energiperspektiv utreda två av Luleå kommuns byggnader som förbrukar mycket energi, samt ta fram ett underlag som underlättar för den certifierade energideklaranten att genomföra energideklarering av dessa byggnader.
Den första oktober 2006 trädde lagen om energideklaration i kraft. Lagen har som syfte att främja ett effektivt energianvändande. I denna rapport framgår det att lagen missar lite av sitt syfte. I de två studerade byggnaderna är det relativt lätt att med enkla åtgärder komma ner under de energikrav som ställs på nya byggnader. Lagen ställer inga krav på verksamhetsel där det ofta finns stor potential att energieffektivisera. Boverkets syn på fastighetsel och verksamhetsel missar stora besparingsmöjligheter. Enligt Boverket ska elen till bilvärmare räknas som verksamhetsel och det medför att den inte ingår i energideklareringen. Lagen lämnar också stora utrymmen för egna tolkningar vilket medför att det kommer att förekomma stor variation mellan olika energideklarationer av samma typ av byggnad.
I denna rapport har en skola och ett äldreboende studerats. Det som har framkommit är att både skolan och äldreboendet har stor energibesparingspotential. I dagens läge är energiförbrukningen för både skolan och äldreboendet ungefär likvärdiga med de riktlinjer som Boverket föreskriver för en nyproducerad byggnad. Om alla studerade åtgärder för både skolan och äldreboendet skulle genomföras blir den årliga energiförbrukningen långt under de riktlinjer som Boverket förskriver för en ny byggnad.
I de två byggnaderna är det framför allt klimatskalet, ventilationsaggregaten och drifttider på ventilationsaggregaten som har studerats. Båda byggnaderna har studerats ur ett energiförbrukningsperspektiv vilket medför att även andra poster som är intressanta ur detta perspektiv har studerats.
Skolan är byggd ungefär 10 år före äldreboende, trotts det finns det en hel del likheter mellan dem ur ett energibesparingsperspektiv. De stora energibesparande åtgärderna är att tilläggsisolera vindsutrymmen samt att byta bilvärmarsystem. Dessa två åtgärder betalar fort igen sig eftersom de minskar energianvändningen markant. De ventilationssystem som finns i de två byggnaderna går att optimera för att minska onödig drifttid. Optimering av ventilationssystem är sådant som kan göras direkt och ger snabbt ett energiminskande resultat.
I äldreboendet finns ventilationsaggregat utan återvinning. Att installera ett nytt aggregat med återvinning är relativt dyrt men har en kort återbetalningstid genom kraftigt reducerad energianvändning.
Med relativt enkla åtgärder går det att få de två studerade byggnader att komma ner i en energianvändning som motsvarar de krav som ställs på nya byggnader. I dagens läge när energibehovet ökar mer än tillgången av energi ökar, är det viktigt att vi tänker till och hushåller med den energi vi förbrukar.
Innehållsförteckning
1. Inledning ...1
1.1 Bakgrund ...1
1.2 Syfte och mål...2
1.3 Metod ...2
1.3.1 Byggnadssimuleringsprogrammet VIP+ ...2
1.3.2 Övriga metoder ...4
1.4 Avgränsningar...4
2. Munkebergsskolan ...5
2.1 Energiförbrukning ...6
2.2 Klimatskal ...8
2.2.1 Tak ...8
2.2.2 Ytterväggar...9
2.2.3 Fönster...9
2.2.4 Golv...9
2.3 Ventilationssystem...9
2.4 Byggnadsareor ... 10
2.5 Fastighetsel ... 10
2.6 Referensvärden ... 11
2.6.1 Referensbyggnad ... 11
2.6.2 Nybyggnadsreferens... 12
2.7 Studerade åtgärder... 13
2.7.1 Tak ... 13
2.7.2 Golv... 13
2.7.3 Grund ... 15
2.7.4 Ventilation ... 15
2.7.5 Värmesystem ... 16
2.7.6 Datorer ... 16
2.7.7 Bilvärmare och utebelysning ... 17
3. Bredängens äldreboende... 19
3.1 Energiförbrukning ... 20
3.2 klimatskal... 23
3.2.1 Tak ... 23
3.2.2 Ytterväggar... 23
3.2.3 Fönster... 23
3.2.4 Golv... 23
3.3 Ventilationssystem... 23
3.4 Byggnadsareor ... 24
3.5 Fastighetsel ... 24
3.6 Referensvärden ... 24
3.6.1 Referensbyggnad ... 24
3.6.2 Nybyggnadsreferens... 25
3.7 Studerade åtgärder... 27
3.7.1 Tak ... 27
3.7.2 Väggar ... 27
3.7.3 Fönster... 28
3.7.4 Ventilation ... 29
3.7.5 Belysning... 30
3.7.6 Bilvärmare ... 30
4. Slutsats/Analys... 33
4.1 Munkebergsskolan ... 33
4.2 Bredängens Äldreboende ... 36
5. Referenser ... 39
5.1 Tryckta källor... 39
5.2 Elektroniska källor ... 39
5.3 Muntliga källor ... 39
Bilagor Munkebergsskolan ... 41
Bilaga 1 ...43
Bilaga 2 ...47
Bilaga 3 ...51
Bilaga 4 ...53
Bilagor Bredängens äldreboende ... 55
Bilaga 5 ...57
Bilaga 6 ...63
Bilaga 7 ...67
Bilaga 8 ...69
Bilaga 9 ...71
Ordlista och definitioner
Energipris: Det pris som kommunen betalar för energi varierar från kvartal till kvartal. I tabell i nedan följer ett prisexempel från 2006.
Tabell i: Energipriser (Palo)
Fastighetsel: ”Med fastighetsel avses den el som används till:
fläktar (inklusive fläktar som finns i lägenhetsplacerade aggregat), pumpar, hissar, belysning i källare, cykleförråd, tekniska utrymmen, garage och trapphus.” (Adalberth och Whalström).
Kalkylperiod: En uppskattning på en investerings livslängd.
Klimatskal: Klimatskalets huvudsakliga uppgift är att avskärma uteklimatet så att en behaglig och hälsosam inomhusmiljö uppnås. Med klimatskal menas väggar, tak och golv. (Petersson 2004).
Köldbrygga: Lokal del av klimatskalet där energiförlusterna är större än i andra delar av klimatskalet.
LCC-kalkyl: Med Life Cycle Cost uppskattas en energiåtgärds hela livscykelkostnad under en bestämd kalkylperiod.
Nybyggnadskrav: De energiprestanda som Boverket kräver för de nybyggen som sker i dagens läge, enligt ekvation (i) (BFS 2007:4BED1).
Pris [öre/kWh]
El exkl. moms 29,9
Elcertifikat 3,1
Energiskatt 20,4
Nätavgift 12,0
Totalt elpris exkl. moms 65,4
Fjärrvärme 36,2
[öre/m3]
Fjärrvärmeflöde 188,0
Vatten 604,1
år]
, [kWh/m q)
klimatzon, kategori,
nybyggnads
( 2
, f
EPrefnyb = (i)
vilket ger:
q E
EPref,nyb = nybygg.kat.,kli.zon⋅
Där q är en tilläggsterm som tillkommer i lokaler som har ett ventilationsflöde större än 0,35 l/sm2. Med q avses det genomsnittliga uteluftflödet under uppvärmningssäsongen [l/sm2]. (BFS 2007:4 BED1).
Pay-off-metoden: Den enklaste ekonomiska återbetalningsmodellen, som utgörs av kvoten mellan den totala investeringen och årlig besparing.
Referensbyggnad: ”Det typiska intervallet bygger på statiska data från en referensbyggnad placerad i Eskilstuna kommun, byggt efter 1975, friliggande, utan kylanvändning och med fjärrvärme som värmekälla. Referensvärden för byggnader under andra betingelser korrigeras med hänsyn till byggnadskategori, ålder, kommun, värmekälla, byggnadstyp och kylanvändning” enligt ekvation (ii). (BFS 2007:4 BED1).
år]
, [kWh/m p)
byggnadsty a,
värmekäll kommun,
ålder,
( 2
f EPref =
vilket ger:
kyla el fastighets värmekälla
vv p byggnadsty kommun
ålder uppv
ref E X X X E X E E
EP =( ⋅ ⋅ ⋅ + ) + + (ii)
U-värde: U-värdet ger en uppfattning om hur god
värmeledningsförmåga ett ämne har. U-värde kan ges för sammansättning av flera ämnen. Har enheten W/m2K.
Uppvärmd area: ”Den golvarea i tempererade utrymmen som är avsedd att värmas till mer än 10°C och som är begränsade av klimatskärmens insida. Atemp skall anges i m2.” (BFS 2007:4 BED1).
1. Inledning
1.1 Bakgrund
Mänskligheten har alltid varit i behov av energi i någon form. Under den senare tiden av mänsklighetens historia har energibehovet ökat i allt större takt. Men även priset på energi har ökat markant och energi är inte längre den produkt som går att slösa med som gjorts tidigare.
Svenskar måste allt oftare köpa kolkraftsproducerad energi för att klara sina energibehov, vilket har blivit mycket uppmärksammat. Att producera energi genom att elda kol har stor negativ effekt på miljön. Ett mer återhållsamt förhållningssätt hos gemene man har vuxit sig allt starkare. Den största insats som en enskild individ kan göra för att hålla energikonsumtionen och miljölasterna nere är att se över sitt egna hem, i form av till exempel avstängda standby apparater, effektivare energiförbrukare och tilläggsisolering av väggar.
Den första oktober 2006 trädde lagen om energideklaration för byggnader i kraft. Syftet med lagen är att främja ett effektivt energianvändande. Det är byggnadsägarens ansvar att energideklarering genomförs. Specialbyggnader (se tabell 1-1) som har en total användbar golvarea större än 1´000 m2 och byggnader eller del av byggnader som det finns nyttjanderätt på, t.ex. flerbostadshus, bostadsrätts- och hyresrättssmåhus ska energideklareras innan utgången av 2008. (Adalberth och Whalström). En energideklaration ska hållas uppdaterad och får inte vara äldre än 10 år. (SFS 2006:985).
Tabell 1-1: Specialbyggnader, (1979:1152)
Vissa byggnader är undantagna att behöva energideklareras och de är enligt tabell 1-2.
Tabell 1-2: Undantag, SFS 2006:1592 Kommunikationsbyggnad
Distributionsbyggnad Värmecentral Reningsanläggning
Vårdcentral
Bad- sport- idrottsanläggning Skolbyggnad
Kulturbyggnad Ecklesiasbyggnad
Allmänbyggnad
Fristående byggnader med area under 50 m2 Tillfälliga byggnader som avses att använda högst 2 år
Fritidsboenden
Jordbrukets ekonomibyggnader
Byggnader för industriell eller liknande verksamhet Kyrkor, och andra byggnader för religiösa ändamål Byggnadsminnen, kulturhistoriska byggnader och likn.
Fritidshus med högst två bostäder
Totalförsvarets byggnader med verksamhet av hemlig natur Byggnader som går i arv eller gåva
Om energideklarationen ska innehålla förslag om energieffektiva åtgärder för att förbättra byggnadens energiprestanda, ska det göras en besiktning av bygganden innan en energideklaration upprättas (SFS 2006:1592).
Idag (hösten 2007) finns bara ett fåtal ackrediterade personer och företag som får uträtta energideklarationer. Luleå kommun äger ett 1´000-tal specialbyggnader som ska energideklareras innan utgången av 2008. För att underlätta för energideklaranten ska underlag till energideklarationerna tas fram.
För ett par år sedan började Luleå kommun successivt göra undermätningar på sina byggnader. Med undermätning kan månadsvis energianvändning presenteras i form av värme- el-, fjärrvärme- och totalanvändning. För att kunna jämföra olika byggnader fördelas den årliga totala energianvändningen ut på byggnadens uppvärmda area (kWh/m2, år). Det gör att byggnader går att jämföra mot varandra. Utifrån det har Luleå kommun gjort en prioteringslista där de samlat de byggnader som förbrukar mest energi per m2 och år. Dessa byggnader ska i första hand utredas och förslag skall ges på kostnadseffektiva åtgärder för att minska energianvändningen. Ideologin är att kommunens alla byggnader ska energiutredas i rapportform för att kommunen kontinuerligt ska kunna förbättra energianvändningen i dessa byggnader.
1.2 Syfte och mål
Syftet med detta examensarbete är att ur ett energiperspektiv utreda två av Luleå kommuns byggnader som förbrukar mycket energi per ytenhet och år, samt att ta fram underlag för energideklarationen.
Målet med examensarbetet är att presentera kostnadseffektiva energiminskande åtgärder, samt att framställa ett underlag som underlättar för den certifierade energideklaranten att genomföra energideklaration av de två byggnaderna.
1.3 Metod
De metoder som har används för detta examensarbete är litteraturstudier, simuleringar i byggnadsprogrammet VIP+, beräkningar, undermätningsdata och muntliga frågor.
1.3.1 Byggnadssimuleringsprogrammet VIP+
VIP+ är ett simuleringsprogram som har funnits sedan 20 år tillbaka. Eftersom VIP+ funnits så länge har det funnits tid att kontrollera hur bra VIP+ överensstämmer med verkligheten.
Det har i flera rapporter fastställts att VIP+ överrensstämmer bra med verkligheten. VIP+ är inriktat mot att beräkna energibehovet i alla typer av byggnader och verksamheter (Figur 1-1).
(VIP+ 2008).
Figur 1-1: Exempel på Inmatningsmöjligheter i VIP+
Som inmatningsparametrar används bara kända och mätbara delenergiflöden. Det medför att inga uppskattningar behövs göras. VIP+ använder klimatfiler som kan erhållas från SMHI, styr och reglersystem, syntetiska klimatfiler, samt meterologiska statiska program. Detta gör att VIP+ kan beräkna fastigheter på en godtycklig plats på jorden. (VIP+ 2008).
Figur 1-2: Exempel på presentationsmöjlighet
VIP+ består i huvudsak av två beräkningsmodeller. En för värmelagring i byggnadsstommen samt en modell för beräkning luftflöden genom ventilation och läckage. Dessa beräkningsmodeller ger beräkningsresultat timme för timme. Beräkningsresultaten presenteras i form av tabeller eller grafiska diagram (Figur 1-2). Beräkningsresultaten går att automatiskt få presenterade i form av timvärden eller summerade per dygn, vecka, månad eller år. VIP+
beräknar även fram de krav som BBR ställer på en likvärdig byggnad (Figur 1-3). Data från en beräkning går även att exportera till Excel. (VIP+. 2008).
Figur 1-3: Exempel på beräkningsresultat
1.3.2 Övriga metoder
För att veta de aktuella byggnadernas energiförbrukning har det utförts undermätning av de ingående förbrukningsvärdena i respektive byggnad. Undermätning av dessa byggnader påbörjades innan examensjobbet påbörjades. Det medför att det finns data där det går att se förbrukningen av de olika energislagen så som el, fjärrvärme, fjärrvärmeflöde och vatten m.fl., årligt och månadsvis. Studiebesök på de aktuella byggnaderna har gjorts ett flertal gånger för att erhålla nödvändiga data för simuleringar och beräkningar av åtgärdsförslag. För att presentera relevanta uppgifter och data för energideklaranten har litteraturstudier gjorts i lagar och tryckta handböcker om energideklarering och byggnadsteknik.
1.4 Avgränsningar
Inom ramen för detta examensarbete ska två byggnader skall utredas och studeras ur ett energiförbrukningsperspektiv, utan att äventyra det rådande inneklimatet. Examensarbetet ska omfatta 20p (30hp).
2. Munkebergsskolan
Munkebergsskolan (figur 2-1), hädanefter kallad skolan, är belägen i bostadsområdet Mjölkudden, ca 2 km från Luleå centrum. Från hösten -07 finns på skolan en förskola och årskurs 1 – 3 samt ett fritidshem, totalt på skolan går ca 110 elever. Skolans profilering är hälsa, kultur och media. Skolan är belägen nära naturen och vatten. Bostadsområdet Mjölkudden har blandad bebyggelse, mestadels från 60 och 70-talet. I Mjölkuddens centrum finns vårdcentral, apotek, mataffär, kiosk m.m. (Munkebergsskolan 2007).
Figur 2-1: Munkebergsskolan
Skolan ägs av Luleå kommun. Del 1 av skolan byggdes år 1963 och del 2 år 1965. Skolan har två våningar, en bottenvåning och en källarvåning. På bottenvåningen finns alla klassrum, på källarvåningen finns skyddsrum (rum 1016 – 1019) och allmänna förvaringsutrymmen (rum 1001 – 1011, 1012 – 1014, 1020 – 1022), resterande del av källarvåningen utgörs av torpargrund. För ritningar och rums- och delnummer se bilaga 1.
De första barnen kommer till skolan vid sjutiden på morgonen. Del 2 av skolan är då öppen.
Vid 8:30 öppnar del 1 och de barn som ska vara där går över dit. Vid 16:30 stänger del 1 och de barn som då är kvar går över till del 2, som stänger vid sextiden på kvällen.
2.1 Energiförbrukning
För framtagning av data för energiåtgången gjordes undermätningar av skolan. Värden i tabell 2-1 grundar sig på 2006 års förbrukning. I figur 2-2 presenteras den totala energiförbrukningen. I figur 2-3 presenteras den månadsvisa elförbrukningen. I tabell 2-4 presenteras fjärrvärmeflöden och i tabell 2-2 presenteras fjärrvärmeförbrukningen.
Variationen i dessa figurer och tabeller är enbart kopplade till variationer i klimat och den mänskliga faktorn. Inga förändringar är gjorda i byggnaden som ska kunna inverka på mätdatan under mätperioden.
Tabell 2-1: Energiförbrukning från undermätningsdata
Figur 2-2: Undermätningsdata total energi Elenergiförbrukning: 149,9 MWh Fjärrvärmeförbrukning: 306,3 MWh Fjärrvärmeflöde: 6681,4 m3 Vattenförbrukning: 944,3 m3
Figur 2-3: Undermätningsdata el
Figur 2-4: Undermätningsdata fjärrvärme
Tabell 2-2: Undermätningsdata sammanställnning
2.2 Klimatskal
2.2.1 Tak
Taket på skolan är en blandning av plana och lätt brutna tak, med plåtluckor som gör utrymmet mellan tätskikt och takbjälklaget åtkomligt. Isoleringen i takbjälklaget når inte upp över takstolarna vilket medför att takstolarna utgör en kraftig köldbrygga. Taket har ett U- värde på 0,336. Parametrar för U-värdesberäkningar framgår ur tabell 2-3 och bilaga 2. Vid nybyggnad rekommenderas att tak ska ha ett U-värde på 0,1 (Energimyndigheten, 2007).
Tabell 2-3: Parametrar för VIP+ simulering
Menyval Parameter val Tjocklek U-värde
(m) (W/m2K)
Klimat och allmänna data Klimatort Luleå
Byggnad Markegenskaper Lera, dränerad sand, dränerat gurs vlt 1,4
Byggdelsbenämning Tak 1 0,338
Tak 2 0,136
Byggdelskatalog - väggar/bjälklag Tak1 Reglar600 0,100
Spånskiva 0,024
Tak 2 Lösull 0,200
Reglar600 0,100
Spånskiva 0,024
Startdag Slutdag Starttid Sluttid
Drift- Rumstemp TVV Processenergi Måndag - fredag SKOLA NATT SÄNK 1 365 16 24
SKOLA NATT SÄNK 1 365 0 8
SKOLA 21 DAG 1 365 8 16
Lördag Skola Natt Sänk 1 365 0 24
Söndag Skola Natt Sänk 1 365 0 24
SKOLA NATT SÄNK Samma som "SKOLA 21 NATT"
utan lägsta °C = 17,0
2.2.2 Ytterväggar
Skolan är i huvudsak uppbyggd av flera typer av ytterväggar. På bottenvåningen finns det tre typer, en med tegel på in och utsida, en annan med träskiva på in och utsida samt en hybrid med tegel på utsidan och träskiva på insidan.
I den inredda delen av källarvåningen består ytterväggarna av betonghålblock. I torpargrunden består ytterväggarna av betong. U-värden för ovanstående väggar framgår av tabell 2-4. Vid nybyggnad rekommenderas att ytterväggar ska ha ett U-värde på 0,16 (Energimyndigheten 2007).
Tabell 2-4: U-värden för väggtyper
2.2.3 Fönster
Alla fönster på skolan byttes på mitten av 90-talet till treglasfönster. Ett likvärdigt treglasfönster med aluminiumkarm och utan lågemissionsglas har ett värde på ungefär 1,9, för montering adderas 0,2 och fönstren är några år gamla. Därför antas ett U-värde på 2,2.
2.2.4 Golv
I skolan finns olika typer av golv, på bottenvåningen finns golv som har mellan 80 och 40 mm isolering. På källarvåningen finns i torpargrunden grus- och jordgolv, i skyddsrum och övriga utrymmen utgörs golvet av betong direkt på mark utan isolering. U-värden för ovanstående golv framgår av tabell 2-5. Vid nybyggnad rekommenderas det att golv mot mark ska ha ett U-värde på 0,19 (Energimyndigheten, 2007).
Tabell 2-5: U-värden för golvtyper
2.3 Ventilationssystem
Skolan har tre ventilationsaggregat. TA1 förser del 1, utom kök, idrottshall och omklädningsrum (rum 2069 – 2076, 2078 – 2085), med luft. TA2 förser del 2 med luft.
Aggregatet i rum 1009 förser kök, idrottshall och omklädningsrum med luft. Samtliga aggregat har värmeåtervinning i form av roterande värmeväxling. För temperaturer och data se bilaga 3.
Komponent U-värde
[W/m2 K]
Tegel - Tegel 0,52
Skiva - Skiva 0,53
Tegel - Skiva 0,52
Betonghålblock 1,68
Torpargrund 1,5 m 0,34 Torpargrund 2,5 m 3,00
Komponent U-värde
[W/m2 K]
Golv 80 mm isol. 0,38 Golv 50 mm isol. 0,56 Golv 40 mm isol. 0,66
Jord- grusgolv 0,43
Betonggolv källare 0,42
2.4 Byggnadsareor
Källarvåningen i del 1, i utrymmet under rum 2001 – 2005, 2007 – 2020, 2022 – 2035, 237 – 2045, utgörs av oinredd torpargrund med 1,5 m takhöjd med golv av jordstampad mark.
Ventilationskanaler som försörjer del 1 är förlagda i detta utrymme. Värmeradiatorer finns utplacerade i torpargrunden under rum 2008, 2013 – 2014 samt 2020. Övriga utrymmen utgörs av inredd källarvåning. Värmeradiatorer och ventilationskanaler håller inte den oinredda delen av källarvåningen speciellt värmd vintertid (Eriksson 2007), men avser att värma källarvåningen och på så sätt påverka inneklimatet i detta utrymme.
På källarvåningen del 2, rum 1020, utrymmen under 2058 (halva), 2059 – 2064 samt 2066 – 2068, utgörs av oinredd torpargrund med golv av jordstampat mark och grus med normal takhöjd. Ventilationskanaler som försörjer del 2 är förlagda i detta utrymme. Värmeradiatorer finns i torpargrunden under rum 2065 och 2062. Övriga utrymmen utgörs av inredd källarvåning. Värmeradiatorer och ventilationskanaler håller den oinredda delen av källarvåningen relativt värmd vintertid (Eriksson 2007).
Hela källarvåningen i både del 1 och 2 har begränsad ventilation och är mestadels under jord vilket gör att det är relativt lätt att värma dessa utrymmen. Det är därför svårt att avgöra vad som ska räknas till uppvärmd area. Hädanefter tas både den totala arean och den inredda arean i betraktelse. En sammanställning över de olika ytorna ses i tabell 2-6 nedan.
Tabell 2-6: Byggnadsareor
2.5 Fastighetsel
Undermätning är utförd på den totala elanvändningen, att dela upp undermätning på fastighetsel och verksamhetsel är tekniskt svårt, och kräver oftast stor ombyggnad av befintligt elsystem. Enligt tabell 2-1 uppgår den totala elförbrukningen (verksamhetsel + fastighetsel) till 149,9 MWh. För att uppskatta fastighetselen antas tre pumpar, två om 250 W för ventilationsaggregaten och en om 1,5 kW för fjärrvärmeväxlaren. Den maximala tänkbara elförbrukningen blir om dessa pumpar är i drift 24 timmar/dygn, 365 dagar om året. Varje ventilationsaggregat har fläktmotorer som tillsammans är på 18 kW. Dessa antas vara igång 8 timmar varje dag och 225 dagar om året. Det utgör en elförbrukning på 52,4 MWh/år.
Belysningens inverkan från de tekniska utrymmena antas vara försumbar eftersom dessa sällan används.
Klimatskalstyp Del av klimatskal Area
[m2]
Tak 1709
Fönster 247
Vägg Ytter 815
Källare Inredd 360
Oinredd del 1 476 Oinredd del 2 265
Golv del 1 Bottenvåning 1176
Källarvåning Inredd 393
Oinredd 776
Golv del 2 Bottenvåning 533
Källarvåning Inredd 393
Oinredd 350
2.6 Referensvärden
2.6.1 Referensbyggnad
För beräkning av referensbyggnadens förbrukning används ekvation (ii). Värden till ekvationen avläses ur tabell i BFS 2007:4 BED1 och framgår av tabell 2-7.
Tabell 2-7: Referensvärden, (BFS 2007:4 BED1)
Som framgår av tabell 2-7 finns det ingen faktor för lokalens ålder, samt att uppvärmning och varmvatten inkluderas i samma energiförbrukning. Skolan saknar kylsystem och därför sätts den faktorn till noll i ekvation (ii).
För lokaler finns inget viktningstal för hur uppvärmning och varmvatten ska delas upp.
Andelen av den totala vattenförbrukningen som blir till varmvatten är troligtvis ganska låg.
För bostäder är andelen varmvatten ca. 40 % men för kontor och skolor är varmvattenförbrukningen betydligt mindre.(Adalberth och Wahlström).
Det kan antas att 20 % av totala vattenförbrukningen utgörs av varmvattenanvändning. Enligt tabell 2 – 1 uppgår den totala vattenanvändningen till 944,5 m3. Den energi som åtgår till varmvattenanvändning/år framgår av ekvation 2-1.
[kWh]
600
´ 3 Totalvolym
Andel Cp T
Evv = ⋅ ⋅ρ⋅ ⋅Δ
(2.1)
vilket med insatta värden ger:
MWh 600 11
´ 3
50 2 , 4 000
´ 1 5 , 944 2 ,
Evv = 0 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =
Evv skall fördelas på den uppvärmda arean. Om totala byggnadens golv- och markarea används blir det 3,2 kWh/m2år och om den inredda golvarean används ger det 4,7 kWh/m2 och år. Det ger två fall enligt tabell 2-8.
Tabell 2-8: Evv och Euppv
Xkommun 1,4
Xbyggnadstyp 1,0
Xvärmekälla 1,0
Efastighetsel 20,0
Euppv + vv 130,0
Fall 1 Evv 3,2 Euppv 126,8 Fall2 Evv 4,7
Euppv 125,3
Dessa värden sätts in i ekvation (ii) och ger då värdena:
år , kWh/m 1
, 200 0 20 1 ) 7 , 4 1 4 , 1 3 , 125 (
år , kWh/m 7
, 200 0 20 1 ) 2 , 3 1 4 , 1 8 , 126 (
2 2
2 1
= + + +
⋅
⋅
=
= + + +
⋅
⋅
=
ref ref
EP EP
Till referensvärdena ska ett osäkerhetsintervall på 20 % läggas till (BFS2007:4 BED1). Det ger då slutligen de sökta referensvärdena.
år , kWh/m 0
, 40 1 , 200
år , kWh/m 1
, 40 7 , 200
2 2
2 1
±
=
±
=
ref ref
EP EP
2.6.2 Nybyggnadsreferens
För att utreda om tilläggstermen q ska användas, summeras det totala luftflödet från alla ventilationsaggregat under en vecka och slås ut på veckans alla sekunder för att få ett genomsnittligt ventilationsflöde för en vecka (tabell 2-9). Ett veckosnitt ger en rättvis bild av det genomsnittliga uteluftflödet under uppvärmningssäsongen, eftersom att det är tidur som styr ventilationsaggregaten och för dessa ser alla veckor lika ut. De känner inte av helg och lovdagar.
Tabell 2-9: Genomsnittligt volymsflöde/vecka
Med ekvation (i) och tabellvärden för lokal i norr ger det ekvationen (BFS 2007:4 BED1):
år , kWh/m )
035 (
90
120 2
, = + q−
EPrefnyb
vilket med värden ger:
år , kWh/m 7
, 158 ) 35 , 0 78 , 0 ( 90
120 2
,nyb = + − =
EPref
TA1 TA2 Agg. i rum 1009
Tilluft 669 3850 3402 [m3/h]
Drifttid 12 12 10 [h]
Tilluft/dygn 80280 46200 34020 [m3/dygn]
Tilluft/vecka 401400 231000 170100 [m3/vecka]
Summa tilluft: 802500 [m3/vecka]
Sekunderpå en vecka 604800 [S]
Ventilerad area 1709 [m2]
q 0,78 l/s och m2
2.7 Studerade åtgärder
2.7.1 Tak
Som nämnts tidigare är isoleringen på vinden är inte tjockare än 100 mm. Isoleringen täcker inte takstolarna som blir en kraftig köldbrygga. Taket är en blandning av lätt lutande och helt plana ytor, luckor i taket finns som gör vindsutrymmet tillgängligt. Det finns utrymme för att tilläggsisolera vinden med lösull. Det blir inte en jämn isolering eftersom att utrymmet vid takfoten är begränsat och luftspalt måste finnas kvar efter åtgärd för att ventilera bort fuktig kondensluft. En del av taket på del 2 har en påbyggd takdel på ursprungstaket. Där finns det möjlighet att tilläggsisolera i form av mineralullsskivor.
Antag att det vid lösullsisolering går att i genomsnitt isolera vinden med 200 mm. Enligt tabell 2-2 ger det ett U-värde på 0,136 och det skulle enligt beräkningar (se tabell 2-2) sänka de årliga energiförlusterna från 98 MWh till 40 MWh vilket utgör en sänkning med 58 MWh (figur 2-5). Om elförbrukningen är densamma kommer energiminskningen att utgöras av fjärrvärmeenergi.
Figur 2-5: Tilläggsisolering tak
Att lösullsisolera vinden med 200 mm kostar 70 kr/m2 (Adalberth och Whalström). Det ger en investering på 119 kkr. Med energipris enligt tabell i och en årlig energiminskning med 58 MWh, ger det en årlig besparing på 21,0 kkr. Med pay-off-metoden ger det en återbetalningstid på 5,6 år. Med en LCC-kalkyl med 20 års kalkylperiod, blir den totala kostnadsminskningen genom tilläggsisolering 266 kkr. För beräkningar enligt LCC-kalkyl se bilaga 4.
2.7.2 Golv
Golvet på bottenvåningen i del 2 av skolan varierar från att som minst ha 40mm isolering till att som mest ha 80 mm isolering. Ritningar för golv saknas för del 1. För att kunna göra en överslagsberäkning antas hela golvet på bottenvåningen ha en genomsnittlig isolering på 50 mm. Enligt tabell 2-2 ger det ett U-värde på 0,56.
M W h
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
Vid besökstillfällena har en rumstemperatur på 21°C på bottenvåningen uppmäts. I den oinredda delen av källarvåningen i del 1 uppskattades en medeltemperatur på 7°C under uppvärmningssäsongen (Eriksson 2007), och i den oinredda delen av källarvåningen i del 2 uppskattas en medeltemperatur på 12°C under uppvärmningsperioden (Eriksson 2007). Den typiska uppvärmningsperioden omfattar tiden fr.o.m. oktober t.o.m. maj. Vilket motsvarar 35 veckor och omräknat till timmar blir det 5´880 h. Den oinredda arean av källarvåningen är 776 m2 för del 1, och 305 m2 för del 2, enligt tabell 2-4. Det ger en energiåtgång enligt
Wh/år )
(A T h U
Egolv = ⋅Δ (2.2)
vilket med insatta värden ger:
MWh/år 3
, 44 10 808
´ 5 )) 12 21 ( 305 ) 7 21 ( 776 ( 56 ,
0 − + − ⋅ 6 =
= −
Egolv
Från källarvåningen är valvet mellan botten- och källarvåningen lättåtkomligt. Del 1 har 1,5 m takhöjd och del 2 har full takhöjd. Att tilläggsisolera 150 mm underifrån är således fullt möjligt. Enligt bilaga 3 ger 150 mm tilläggsisolering ett U-värde på 0,18. Fuktberäkning har utförts för tilläggsisolering på del 1 med nuvarande temperaturer. Det visar att någon risk för kondens inte föreligger (se bilaga 2). Om temperaturen i källaren håller sig densamma som innan tilläggsisoleringen blir den nya energiåtgången
MWh/år.
2 , 14 10 808
´ 5 )) 12 21 ( 305 ) 7 21 ( 776 ( 18 ,
0 6
,tillägg = − + − ⋅ − =
Egolv
En tilläggsisolering med 150 mm skulle medföra en energiminskning med 30,1 MWh/år (figur 2-6). Om elförbrukningen är densamma kommer energiminskningen att utgöras av fjärrvärme. Beräkningarna ovan är inte helt realistiska och utgör en felkälla. Vid tilläggsisolering av valvet mellan botten- och källarvåningen kommer temperaturen på källarvåningen att sjunka, eftersom värmeläckaget från bottenvåningen minskar. Detta medför att värmeförlusterna i ventilationskanalerna kommer att öka och ventilationsaggregatens värmebehov ökar för att uppnå den önskade inblåsningstemperaturen i rummen.
Figur 2-6: Tilläggsisolering golv M W h
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
Kostnaden för 150 mm tilläggsisolering är 225 kr/m2 (Adalberth och Whalström). Det ger en investering på 243 kkr. Med energipris enligt tabell i och en årlig energiminskning med 30,1 MWh, ger det en årlig besparing på 10,9 kkr. Med pay-off-metoden ger det en återbetalningstid på 20,6 år. Med en LCC-kalkyl med 25 års kalkylperiod blir den totala kostnadsminskningen genom tilläggsisolering 66,6 kkr.
2.7.3 Grund
Grunden runt skolan behöver dräneras. Vid dränering är det lämpligt att isolera ordentligt och lägga till ett tätskikt mot grunden utvändigt. I grunden finns ett fåtal värmeradiatorer och byggnadens alla ventilationskanaler. En isolering runt grunden medför att värmeförlusterna i ventilationskanalerna och värmebehovet för ventilationsaggregaten minskar, samt att högre medeltemperatur gör att risken för fukt och mikrobiologisk påväxt minskar.
2.7.4 Ventilation
Skolans öppettider är: del 1; 07:30 – 16:30, del 2; 06:00 – 18:00. TA1 försörjer del 1 och har drifttiden 06-18 vilket kan anpassas bättre till de tider som skolan har öppet. Det medför att drifttiden på TA1 kan minskas med 3 timmar/dygn. Enligt Rambölls beräkningsmall (bilaga 3) leder det till en minskning av värmeenergin från 25,5 MWh per år till 19 MWh, vilket utgör en minskning med 6,5 MWh. Det leder även till en minskad årlig elenergianvändning från 15 MWh till 12 MWh, vilket utgör en minskning med 3 MWh/år (figur 2-7). Med energipriser enligt tabell i, ger det en besparing på 4,3kkr.
Figur 2-7: Ändring av drifttider ventilationsaggregat
Ventilationsaggregatet i rum 1009 försörjer kök, gymnastiksal och omklädningsrum med luft.
Köket används vardagar mellan 8 – 15. Aggregatet har drifttiden 07 – 17. Med spjäll och tryckmätare på huvudledningen samt FRO-styrning på fläktmotorerna, skulle luftflödet kunna varieras så att köket bara ventileras den tid det används.
M W h
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0
N u v ä r d e v ä r m e
N u v ä r d e e l
V ä r m e e f t e r å t g ä r d
E l e f t e r å t g ä r d
M W h
Det ovan nämnda ger möjlighet att justera ventilationsflödet i gymnastiksalen så att ventilationen går på halv fart mellan 08 – 17. Då salen nyttjas kan en timer för att forcera ventilationen till full fart installeras, det medför att gymnastiksalen bara ventileras när den används. Om timern kopplas på sådant sätt att när den manuellt aktiveras mellan 17 – 08, startas ventilationsaggregatet. Detta ger en möjlighet att kunna nyttja gymnastikhallen även under kvällstid. Det är svårt att säga hur mycket energianvändningen skulle minska eftersom gymnastiksalen ofta används oförberett av spontana idrottslektioner och musiklektioner.
2.7.5 Värmesystem
Den fjärrvärmeväxlare som idag är monterad i byggnaden är från 1979 och är en plattvärmeväxlare av packningstyp. Det är vanligt med läckage i dessa modeller, eftersom packningarna mellan plattorna torkar och går sönder och det kräver mycket underhåll. Att byta den gamla värmeväxlaren mot en nyare sänker inte energiförbrukningen nämnvärt, eftersom skillnaden i verkningsgrad ofta är så liten som några få procent. Däremot sänks underhållskostnaderna.
2.7.6 Datorer
En datorskärm i drift har en effekt på runt på 125 W och själva datorn 150 W. Det ger en total effekt på 275 W och i standbyläge är effekten på ungefär 7 W (Högskolan i Gävle och Luleåenergi). När en skärmsläckare på en dator varit igång tillräckligt länge går datorn ner i viloläge. Det innebär att datorn är igång men hårddisk stannar och bara de nödvändigaste processerna körs. En typisk stationär dator har i viloläge en effekt på 100 W.
Munkebergsskolan har 24 st. datorer och enligt personalen står dessa ofta på dygnet runt alla dagar om året. Om skolan nyttjas 08 – 17 är det 15 timmar varje dygn som datorerna kan stå på utan att de används. På en vecka blir det 123 timmar. Antar att hälften av skolans datorer står på dygnet runt och hela veckan blir det 1´476 timmar, och den andra hälften står i standbyläge också 1´476 timmar i veckan. Det ger en årlig elenergiförbrukning på:
MWh/år 2
, 8 52 ) 007 , 0 1476 1 , 0 476
´ 1
1 (
, = ⋅ + ⋅ =
dator
E
Om datorerna istället stängs av så att dessa står i standbyläge ger det en årlig förbrukning på:
kWh/år 537
52 ) 007 , 0 476
´ 1
2 (
, = ⋅ =
dator
E
Genom att stänga av datorerna skulle elförbrukningen minska med ungefär 7,7 MWh/år (figur 2-8).
Figur 2-8: Nattavstängning av datorer
All el som datorerna förbrukar blir till värme. Om datorerna är igång mindre kommer det att leda till att fjärrvärmeförbrukningen ökar. Den besparing som görs blir prisskillnaden mellan de olika energimedierna. Med energipriser enligt tabell (i) ger det en kostnadsminskning på:
kkr/år 2 , 2 362 , 0 700
´ 7 65 , 0 700
´
7 ⋅ − ⋅ =
2.7.7 Bilvärmare och utebelysning
Som det är idag styrs bilvärmare och utebelysningen med en strömställare där det går att välja: Hand – O – Auto. I Hand-läget är utebelysningen och bilvärmarna alltid igång, i O- läget är allting avslaget och i Auto-läge styrs utebelysningen och bilvärmarna av varsin timer.
För att minska elförbrukningen för utebelysningen kan i stället för timer ett skymningsrelä kopplas in. Det medför att utebelysningen bara tänds vid behov.
När personalen kommer på morgonen kopplar de in sina bilvärmare i bilen, och sedan står dessa och går arbetsdagen (8h). Det kan antas att personalen totalt använder 10 bilvärmarplatser och att det är 70 % beläggning på dessa under en dag. En typisk bilvärmare har en effekt på 1´300 W, kupévärmare 800 W och motorvärmare 500 W.
kWh/vecka 364
5 8 3 , 1 7 , 0
1=10⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =
Ebil
Det kan antas att bilvärmare börjar användas då månadsmedeltemperaturen sjunker under 5°C. Det innebär perioden fr.o.m. oktober t.o.m. april (Petersson (jämställer Luleå med Östersund, 0,7°C årsmedeltemperaturs skillnad) Det innebär att bilvärmarna används 29 veckor. Det ger en årsförbrukning på:
MWh/år 6
, 11 29 ) 5 8 3 , 1 7 , 0 10
1 =( ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =
Ebil
Med bilvärmare där avresetiden ställs in, minskas drifttiden avsevärt. Medeltemperaturen under perioden fr.o.m. oktober t.o.m. april är – 3,1°C (Petersson). Enligt inkopplingstidsdiagrammet i figur 2-9 ger det en inkopplingstid på 1,1 timme.
M W h
0 2 4 6 8 1 0
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
Figur 2-9: Inkopplingstid bilvärmare
Det medför att årsförbrukningen minskar till:
MWh/år 5
, 1 29 ) 5 1 , 1 3 , 1 7 , 0 10
2 =( ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =
Ebil
D.v.s. elenergiförbrukningen minskas med 10,1 MWh/år (figur 2-10).
Figur 2-10: Byte av bilvärmarsystem
Att byta ut en gammal bilvärmar insats till en ny med digital avresetimer kostar uppskattningsvis 5´470 kr/st. (Wikells) med en ny digital stolpinsats och arbetstid för elektriker. Det ger en investering på 55 kkr. Med energipris enligt tabell i och en årlig energiminskning med 10,1 MWh, ger det en årlig besparing på 6,6 kkr. Med pay-off-metoden ger det en återbetalningstid på 8,3 år. Med en LCC-kalkyl med 10 års kalkylperiod, blir den totala kostnadsminskningen genom att byta bilvärmare 15 kkr.
M W h
0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
3. Bredängens äldreboende
Bredängens äldreboende (figur 3-1), hädanefter kallad boendet, är beläget i bostadsområdet Kyrkbyn, ca 11 km från Luleå centrum. Boendet består av 30 lägenheter på ca 18 m2 med toalett. De olika avdelningarna på boendet har egna gemensamma duschrum, kök och TV- rum/allrum. Boendet har en stor samlingslokal och vävstuga som finns till förfogande både för de boende och pensionärer i övrigt. De som arbetar på boendet är vårdbiträden, undersköterskor och sjuksköterskor. Boendet är inriktat mot äldre med stort vårdbehov (Bredängens äldreboende 2007).
Figur 3-1: Bredängens äldreboende
Boendet ägs av Luleå kommun. Del 1 av boendet byggdes år 1953, del 2 år 1956 och del 3 år 1976. Boendet har tre våningar, en övervåning, en bottenvåning och en källarvåning.
Lägenheter för de boende finns på botten- och övervåning. Källarvåningen fungerar till största del som förrådsutrymme. Viss begränsad verksamhet förekommer, bl.a. snickeriverksamhet för pensionärer. För ritningar och delnummer se bilaga 5.
3.1 Energiförbrukning
För framtagning av data för energiåtgången gjordes undermätningar av boendet. Värdena i tabell 3-1 grundar sig på 2006 års förbrukning. . I figur 3-2 presenteras den totala energi förbrukningen, i figur 3-3 presenteras el energi förbrukningen, tabell 3-4 presenteras fjärrvärme förbrukningen och i tabell 3-2 presenteras en sammanställning över förbrukning i olika medier. Variationen i dessa figurer och tabeller är enbart kopplade till variationer i klimat och den mänskligafaktorn. Inga förändringar är gjorda i byggnaden som ska kunna inverka på mätdatan under mätperioden.
Tabell 3-1: Energiförbrukning
Figur 3-2: Undermätningsdata total energi Elenergiförbrukning 645,6 MWh Fjärrvärmeförbrukning 551,6 MWh Fjärrvärmeflöde 132117,0 m3 Vattenförbrukning 6267,6 m3
Figur 3-3 Undermätningsdata el
Figur 3-4: Undermätningsdata fjärrvärme
Tabell 3-2: Undermätningsdata
3.2 Klimatskal
3.2.1 Tak
Taken på boendet består av relativt nytt plåttak på del 1 och 2. På del 3 är det tegeltak.
Samtliga vindsutrymmen är lättåtkomliga. Taket på del 1 och 2 har U-värde 0,48, taket på del 3 har ett U-värde på 0,17. För U-värdes beräkningar se bilaga 6.
3.2.2 Ytterväggar
Boendet har 3 typer av ytterväggar. Till största del är det tegel och träpanelsväggar, en begränsad yta med träskivsväggar finns. Källarvåningens väggar består av betong. U-värden för befintliga väggar framgår av tabell 3-3.
Tabell 3-3: U-värden yttervägg
3.2.3 Fönster
Alla fönster på del 1 och 2 är treglasfönster med aluminiumkarm, med ett U-värde på 2,2.
Fönstren på del 3 är sedan byggåret 1976. Det är treglasfönster med träkarm, med ett U-värde på 2,0. Färgen på samtliga träkarmar har flagnat och spruckit sönder vilket medför att träet ligger i dagen.
3.2.4 Golv
Den golvarea som utgörs av klimatskalet är det golv som finns i källarvåningen samt delar av del 1 som inte har någon källarvåning. Golvet har ett U-värde på 0,42.
3.3 Ventilationssystem
Boendet har fem ventilationsaggregat För deras placering och vad de försörjer se tabell 3-4.
För temperaturer och data se bilaga 7.
Tabell 3-4: Ventilationsaggregat
Komponent U-värde
[W/m2 K]
Träpanel 0,30
Tegel 0,09
Träskiva 0,30
Betong 0,13
Aggregat LA1 LA2 LA3 TA1/FA1
Placering [del] 2 3 2 1
Försörjer [del] 2 3 Entré vävstuga samlingslokal
3.4 Byggnadsareor
En sammanställning av de areor som boendet består av framgår av tabell 3-5.
Tabell 3-5: Byggnadsareor
3.5 Fastighetsel
Den undermätning som är gjord av byggnadens elförbrukning inkluderar all elförbrukning. En uppskattning av enbart fastighetselen framgår av tabell 3-6 och ligger helt inom det som är normalt för ett flerbostadshus.
Tabell 3-6: Fastighetsel
3.6 Referensvärden
3.6.1 Referensbyggnad
För beräkning av referensbyggnadens förbrukning används ekvation (ii). Värden till ekvationen avläses ur tabell i BFS 2007:4 BED1, och framgår av tabell 3-7.
Tabell 3-7 Referensvärden, (BFS 2007:4 BED1) Klimatskalstyp Del av klimatskal Area
[m2]
Tak Del 1 867
Del 2 och 3 824
Fönster Aluminium 220
Trä 109
Vägg Träpanle 595
Tegel 756
Träskiva 39
Källare 897
Golv 1097
Effekt Effekt Energi [kWh] [kWh] [kWh/år]
Vent. agg. Del Rum [06-18] [18-06]
LA1 2 1015 2,52 1,55 19779
LA2 3 1030 2,52 1,55 19779
LA3 2 1021 0,83 0,58 8403
LA1 1 1003 2,61 2,61 22393
TA1, FA1 1 1038 3,44 - 11622
Antal Effekt Drifttid Bel. källare [st] [kWh] [h/dygn]
Runda 2x6W 19 0,01 24 1997
Runda 60W 1 0,06 24 526
Bel. trapp
Runda 2x6W 4 0,01 24 420
Hiss
Personalhiss 1 7,00 0,1 237
Fjärrvärme
Pumpar 2 0,50 24 8760
Summa 93,92 MWh/år
Xkommun 1,4
Xbyggnadstyp 1,0
Xvärmekälla 1,0
Efastighetsel 35,0
Eupp + vv 120,0
Som framgår av tabellen 3-6 finns det ingen faktor för lokalens ålder, samt att uppvärmning och varmvatten inkluderas i samma energiförbrukning. Boendet saknar kylsystem och därför sätts den faktorn till noll i ekvation (ii).
För lokaler finns inget viktningstal för hur uppvärmning och varmvatten ska delas upp.
Andelen varmvatten som produceras av den totala vattenförbrukningen är troligtvis låg. För bostäder är andelen varmvatten ca 40 %. (Adalberth och Whalström).
Det kan antas att 30 % av den totala vattenanvändningen utgörs av varmvattenanvändning.
Enligt tabell 3-1 uppgår den totala vattenanvändningen till 6´267 m3. Den energi som åtgår till varmvattenanvändning/år framgår av ekvationen
[kWh]
600
´ 3 Totalvolym
Andel Cp T
Evv ⋅ ⋅ ⋅ ⋅Δ
= ρ
(3-1)
vilket med insatta värden ger:
MWh.
600 110
´ 3
50 2 , 4 000
´ 1 6 , 267
´ 6 3 ,
0 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =
vv = E
Den beräknade Evv ska fördelas på den uppvärmda arean och det ger Evv = 30,5 kWh/m2, år.
Eippv + Evv ska enligt tabell 3-6 vara 120 och det ger Euppv till 89,5 kWh/m2 år, som sätts in i ekvation (ii) och ger värdet:
år , kWh/m 6
, 190 0 35 1 ) 3 , 30 1 4 , 1 5 , 89
( ⋅ ⋅ + + + = 2
ref = EP
Till referensvärdet ska ett osäkerhetsintervall på 10 % läggas (BFS2007:4 BED1): Det ger då slutligen det sökta referensvärdet:
år , kWh/m 1
, 19 6 ,
190 ± 2
ref = EP
3.6.2 Nybyggnadsreferens
För att utreda om tilläggstermen q (se nybyggnadskrav i ordlista) ska användas, summeras det totala luftflödet från alla ventilationsaggregat under en vecka och slås ut på veckans alla sekunder för att få det genomsnittliga ventilationsflödet för en vecka (tabell 3-8). Ett veckosnitt ger en rättvis bild av det genomsnittliga uteluftflödet under uppvärmningssäsongen. Det är tidur som styr ventilationsaggregaten och för dessa ser alla veckor lika ut, och de känner inte av helger och lovdagar.
Tabell 3-8: Genomsnittligt volymsflöde/vecka
Med ekvation (i) och tabellvärden för lokal i norr ger det ekvationen (BFS2007:4 BED1):
år , kWh/m )
035 (
90
120 2
, = + q−
EPrefnyb
vilket med insatta värden ger:
år , kWh/m 8
, 175 ) 35 , 0 97 , 0 ( 90
120 2
,nyb = + − =
EPref
LA1 LA2 LA3 LA1 TA1/FA1
Del 2 3 2 3 3
Rum 1015 1030 1021 1003 1038
Tilluft (18-06) 3870 3870 1050 4000 5000 [m3/h]
Tilluft (06-18) 2300 2300 600 4000 - [m3/h]
Tilluft/dygn 74040 74040 19800 96000 37500 [m3/dygn]
Tilluft/vecka 518280 518280 138600 672000 262500 [m3/vecka]
Summa tilluft 2109660 [m3/vecka]
Sekunderpå en vecka 604800 [S]
Ventilerad area 3612 [m2]
q 0,97 l/s och m2
3.7 Studerade åtgärder
3.7.1 Tak
Vindsutrymmet i hela boendet är lättåtkomligt och rymligt vilket gör det möjligt att enkelt tilläggsisolera vindsutrymmet ordentligt. Enligt simulering är de årliga transmissionsförlusterna genom taket 98,6 MWh. Att tilläggsisolera med 500 mm lösull skulle enligt simulering sänka de årliga transmissionsförlusterna till 23,0 MWh (figur 3-5).
För simuleringsparametrar se bilaga 8.
Figur 3-5: Tilläggsisolering tak
Att lösullsisolera vindsutrymmet med 500 mm kostar 150 kr/m2 (Adalberth och Whalström).
Det ger en investering på 253,7 kkr. Med energipris enligt tabell (i) och en årlig energiminskning med 75,6 MWh, ger det en årlig besparing på 49,4 kkr. Med pay-off- metoden ger det en återbetalningstid på 5 år. Med en LCC-kalkyl med 7 års kalkylperiod, blir den totala kostnadsminskningen genom tilläggsisolering 106 kkr. För LCC- kalkylsberäkningar se bilaga 9.
3.7.2 Väggar
De träväggar som finns är i ganska dåligt skick och står inför en uppfräschning, vid ett sådant tillfälle är det lämpligt att tilläggsisolera väggarna. Enligt simulering är de årliga transmissionsförlusterna genom träväggarna 35,8 MWh. Att tilläggsisolera med 100 mm skulle enligt simulering sänka de årliga transmissionsförlusterna till 22,1 MWh (figur 3-6).
M W h
0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
Figur 3-6: Tilläggsisolering väggar
Att tilläggsisolera väggarna med 100 mm kostar 700 kr/m2 (Adalberth och Whalström). Det ger en investering på 443,8 kkr. Med energipris enligt tabell i och en årlig energiminskning med 13,7 MWh, ger det en årlig besparing på 9 kkr. Med pay-off-metoden ger det en återbetalningstid på 31 år. Med en LCC-kalkyl med 50 års kalkylperiod, blir den totala kostnadsminskningen genom tilläggsisolering 4,2 kkr.
3.7.3 Fönster
De träfönster som finns på del 1 är tvåglasfönster sedan mitten på 70-talet. Enligt simulering är de årliga transmissionsförlusterna genom fönstren 52,2 MWh. Att byta dessa mot nya energisnåla fönster skulle enligt simulering sänka de årliga tranmissionsförlusterna till 26,5 MWh (figur 3-7).
Figur 3-7: Byte fönster
M W h
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
M W h
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0
N u v ä r d e E f t e r å t g ä r d
M W h
Att byta till ett energisnålt fönster kostar 5´400 kr/m2 (Adalberth och Whalström). Det ger en investering på 588,6 kkr. Med energipris enligt tabell i och en årlig energiminskning med 25,7 MWh, ger en årlig besparing på 17,0 kkr. Med pay-off-metoden ger det en återbetalningstid på 35 år. Med en LCC-kalkyl med 30 års kalkylperiod, blir den totala kostnadsminskningen genom fönsterbyte 6 kkr.
3.7.4 Ventilation
Ventilationsaggregatet TA1 - FA1 som försörjer den gemensamma samlingslokalen och små rum intill detta, dessa utrymmen används inte regelbundet. Ventilationsaggregatet är veckoprogrammerat och har en genomsnittlig drifttid på 7,5 timmar/dygn. Detta bör ändras till att ventilationsaggregatet närvarostyrs med timer för att minska onödig drift.
Ventilationsaggregatet saknar även värmeåtervinning.
Enligt beräkningar (bilaga 7) förbrukar befintligt ventilationsaggregat 11,6 MWh el/år och 72,7 MWh fjärrvärme/år. Att bygga om och installera ett nytt aggregat med värmeåtervinning kostar 245 kkr (Adalberth och Whalström) ett nytt ventilationsaggregat har en återvinningsfaktor på ca 80 %. Det kan antas att lokalerna används 4 dagar i veckan och 6 timmar vid varje tillfälle. Det skulle enligt beräkningar minska den årliga elenergiförbrukningen till 6,3 MWh och samt minska årlig fjärrvärmeförbrukning till 3,2 MWh (figur 3-8).
Figur 3-8: Byte ventilationsaggregat
Med energipris enligt tabell i och en årlig elenergiminskning med 5,3 MWh och en fjärrvärme–energiminskning med 69,5 MWh, detta ger en årlig besparing på 28,3 kkr. Med pay-off-metoden ger det en återbetalningstid på 8,5 år. Med en LCC-kalkyl med 10 års kalkylperiod, blir den totala kostnadsminskningen genom byte och optimering av ventilationsaggregat 191,6 kkr.
M W h
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0
N u v ä r d e v ä r m e
N u v ä r d e e l V ä r m e e f t e r å t g ä r d
E l e f t e r å t g ä r d
M W h
