En NNE-byggnad är (EPBD2, artikel 2.2)

Transkript

1 En NNE-byggnad är (EPBD2, artikel 2.2) en byggnad som har en mycket hög energiprestanda [...] Nära nollmängden eller den mycket låga mängden energi som krävs bör i mycket hög grad tillföras i form av energi från förnybara energikällor, inklusive energi från förnybara energikällor som produceras på plats, eller i närheten... Efter ska alla nya offentliga byggnader vara NNE-byggnader och alla övriga nya byggnader från och med

2 NNE-byggnad Nollenergihus Definition av NNE-byggnader (i Sverige): Mycket bra energiprestanda Fokus på bra byggnad! - Mycket energieffektivt klimatskal Boverkets ansvar - Mycket energieffektiva installationer - Randvillkor: kostnadsoptimalt (LCC) Stor andel förnybar energi Fokus på energiförsörjning! - inklusive producerat på fastigheten Andra myndigheters ansvar (eller i dess närhet) och delvis Boverkets ansvar? NNE-byggnader borde därför snarare kallas: Low Energy Near Zero Emission Buildings... och är troligen en klokare strategi än att kräva att varje enskild byggnad skall vara ett plushus!

3 Regeringen och Energimyndigheten planerar att starta demonstrationsplattformar för NNE-byggnader Planen är att utvärdera 500 projekt under nybyggda lokalerbyggnader 100 renoverade lokalbyggnade 100 nybyggda flerbostadshus 100 renoverade flerbostadshus 100 nybyggda småhus/villor Syftet är att visa på vad som är möjligt både tekniskt och ekonomiskt

4 Förslag till tekniska kriterier för att kunna få stöd inom NNE-demonstrationsplattform för småhus På uppdrag av Energimyndigheten har SP tagit fram förslag på tekniska kravkriterier för samtliga byggnadstyper. I det följande presenteras förslag till kriterier för småhus/villor (en- och tvåbostadshus) * Kravkriterierna är uppbyggda enligt följande prioritetsordning: 1. Mycket energieffektiva klimatskal 2. Mycket energieffektiva installationer 3. Stor andel förnybar energi Fokus i kriterierna ligger på punkt 1-2 ovan. *) SP Rapport 2011:83

5 Vilka energikrav kan man ställa på småhus? De övergripande energikraven är ställda per golvyta! Småhus har större omslutande yta per golvyta än större byggnader = mer isolering för att uppnå lika låg transmissionsförlust per golvyta = bättre täthet per omslutande yta för lika låg infiltration per golvyta Även linjära köldbryggor bidrar till en större transmissionsförlust per golvyta för mindre hus. (speciellt kring bottenplattans rand) Riktigt små småhus byggs ofta som enplans hus = ännu större omslutande yta och per golvyta Mindre fläktar och pumpar är svårare att göra lika effektiva som stora

6 Transmissionsförlust vid exakt samma byggnadsteknik Specifik transmissionsförlust per golvyta: U spec 0,5 (2-0,2 ln(a temp )) W/(K m 2 ) För olika stora småhus innebär detta en högsta specifik transmissionsförlust per golvyta enligt tabell 3 och diagram 4 nedan. Tabell 3. Maximal specifik transmissionsförlust per golvyta som funktion av A temp A temp (m 2 ) U spec (W/K m 2 ) 0,562 0,539 0,521 0,506 0,492 0,562 0,470 0,461 Täthetskrav ställs på samma sätt; ersätt W/(K m 2 ) med liter/(s m 2 ) Motsvarar i princip ett passivhus längst ned i södra Sverige, men ställer inte fullt så höga krav längre norrut. innebär att samma hus kan byggas i hela Sverige!

7 Diagram 4. Maximal specifik transmissionsförlust per golvyta som funktion av A temp Källa : SP Rapport 2011:83

8 Argument för detta kravställande Att ställa till synes samma krav på småhus som större byggnader innebär i praktiken att ställa hårdare krav på småhusen än de större byggnaderna! Ytterst få små passivhus är byggda i Sverige jämfört med större flerbostadshus. Det är enligt ovan inte så konstigt! Kommentar: Det går givetvis att bygga små passivhus! Men utbudet av typhus blir dock ytterst begränsat! Troligen lättare att fixa med platsbyggda hus!

9 Krav på ventilation, vädring och solavskärmning Specifik ventilationsvärmeförlust vid DVUT 1,2 : < 0,14 W/(K m 2 A temp ) Specifik fläkteffekt (SFP) 1 : FTX: < 2,0 W/(l/s) FVP: < 1,0 W/(l/s) Möjlighet till effektiv vädring under sommarhalvåret (frikyla om vädring är svårt, t.ex. p.g.a. externt buller) Maximalt solvärmelasttal SVL max < 18 W/m 2 Enligt Miljöbyggnad Guld 1) vid normflöde 0,35 l/(s m 2 A temp ) 2) inklusive infiltration och exfiltration

10 Exempel på övriga installationstekniska krav (1) Värmedistribution Specifik pumpeffekt vid DVUT (SPP): motsvarande klass A Specifik eleffekt till cirk.pumpar vid DVUT: < 100 W/(l/s) < 0,3 W/ m 2 A temp Individuell mätning och redovisning Varmvatten Specifik tomgångsförlust: Individuell mätning och redovisning Energibesparande armaturer (värmeåtervinning) < 0,1 + 80/A temp W/m 2 A temp inget krav, men ett plus

11 Exempel på övriga installationstekniska krav (2) Värmepumpar (om sådana finns) Årsvärmefaktor (SPF VPA ): > 3,0 - Biobränslepannor Pannverkningsgrad >87 + log Qn (%) - Solvärme Besparingsgrad varmvattensystem > 45 % Besparingsgrad kombisystem > 35 % Elförbrukning (pumpar/styr) < 5% av levererad energi Eleffektiva vitvaror Minst klass A+ Eleffektiv belysning Fast belysning (T5, LE, LED)

12 Stor andel förnybar energi = Svåra gränsdragningar Andel förnybar energi: > 50 % (inklusive hushållsel) Värmepump: Ja, kan täcka % av värme- och varmvattenbehov Fjärrvärme: Elektricitet: Solvärme: Biopanna: Beror på lokala förutsättningar! Ja, om huvudsakligen biobränsle Ja, om egen produktion >50 % av behov Ja, kan täcka % av värme- och varmvattenbehov Ja, kan täcka hela värme- och varmvattenbehovet! Hur hantera framtida förändringar? Hur hantera spillvärme, t.ex. från ett raffinaderi? Hur hantera sopeldning? Långsiktigt hållbart? Hur långsiktigt säkerställa extern leverans av grön el?

13 Systemgränsen Boverkets nuvarande systemgräns, d.v.s. att exkludera hushålls- och verksamhetsel/-energi kan behöva ses över. Spelar mindre roll vid beräkning och användning av schablonmässiga standardvärden för hushålls- och verksamhetsel/-energi Kan bli helt fel när man utvärderar verkliga byggnader med stora spridningar i hushålls- och verksamhetsel/-energi Stor risk att man silar mygg och sväljer kameler när andelen hushållsel blir större än all övrig energianvändning! Argumentet att inte inkludera hushålls/verksamhetselen därför att det är en beteendefråga håller inte då användningen av varmvatten som redan ingår är minst lika beteenderelaterad. Att inkludera hushålls-/verksamhetselen skulle också underlätta vid användning av solceller (mycket svårt att tillgodoräkna sig idag) + värmedrivna tvätt- och diskmaskiner

14 Målnivåer för specifik energianvändning, inklusive hushållsel (kwh/m 2, år) Icke-elvärmda (130-T årsm 5) (2-0,2 ln(a temp )) kwh/ (m 2 år) Elvärmda (70-T årsm 5/3) (2-0,2 ln(a temp )) kwh/ (m 2 år) Årsmedeltemperatur 9 C 6 C 3 C 0 C Icke-elvärmt 80 m m m m Elvärmt 80 m m m m Det standardiserade boendet definieras av följande: Inomhustemperatur +21 C under uppvärmningssäsongen 40 m 2 A temp per person 12 m 3 55 C tappvarmvatten per person och år Hushållsel motsvarande 60 % av Boverkets schablon vid energideklaration Källa : SP Rapport 2011:83

15 Teoretiska beräkningar för NNE-hus på 160 m 2 Beräkningarna har utgått från ett byggnadsskal som klarar ställda krav 14 olika kombinationer av installationstekniska lösningar Antagande om energieffektiva installationer i alla kombinationer Beräkningar har gjorts med beräkningsprogrammet TMF Energi version 2.2 (plus handpåläggning för kombinationen solvärme och värmepumpar) Antagande om mindre användning av hushållsel i framtidens hus (60 % av Boverkets schablon vid energideklaration = 3908 kwh/år)

16 Sammanfattning av byggnadsfysikaliska data Beteckning värde enhet A om 400 m 2 A temp 160 m 2 Formfaktor (A om /A temp ) 2,5 - Genomsnittlig luftläckningskoefficient 0,18 L/(s m 2 A om ) Specifikt luftläckage per golvyta 0,45 L/(s m 2 A temp ) Total transmissionsförlust 72 W/K U m -värde 0,18 W/(K m 2 A om ) Specifik transmissionsförlust 0,45 W/(K m 2 A temp ) Total spec. värmeförlust < 0,60 W/(K m 2 A temp )

17 Resultat av beräkningar (vid T ute,årsmedel = +6 C) Installationsteknik Förkortning Spec. energianv. * Bergvärmepump+FTX-ventilation BVP+FTX 49,0 Bergvärmepump+FTX-vent.+Solvärme BVP+FTX+SOL 41,2 Luft-vattenvärmepump+FTX-ventilation LVVP+FTX 59,8 Luft-vattenvärmepump+FTX-vent.+Solv. LVVP+FTX+SOL 54,3 Kapacitetsreglerad frånluftsvärmepump invfvp 63,6 Kapacitetsregl. frånluftsvärmepump+solv. invfvp+sol 55,6 Direktelvärme+FTX-ventilation EL+FTX 93,6 Direktelvärme+FTX-vent.+Solvärme EL+FTX+SOL 75,1 Fjärrvärme+FTX-ventilation FJV+FTX 93,6 Fjärrvärme+FTX-ventilation+Solvärme FJV+FTX+SOL 76,4 Biobränslepanna+FTX-ventilation BIO+FTX 106,7 Biobränslepanna+FTX-vent.+Solvärme BIO+FTX+SOL 84,3 *) Inklusive hushållsel (24,4 kwh/m 2, år)

18 Slutsatser Det är tekniskt möjligt att på olika sätt bygga framtidens småhus så att de uppfyller de föreslagna målnivåerna för NNE-byggnader Högeffektiv värmeåtervinning med FTX-ventilation eller kapacitetsreglerad frånluftsvärmepump är dock nödvändigt Direktelvärme ligger dock långt över målnivåerna! Solvärme i kombination med värmepumpar ger en ytterligare förbättring, men behövs inte för att klara de föreslagna NNE-nivåerna Undantaget är den kapacitetsreglerade frånluftsvärmepumpen, som utan solvärme ligger strax över målnivån Biobränslepannan ligger också strax över den föreslagna målnivån, men i kombination med solvärme hamnar den en bra bit under. Tack för uppmärksamheten!