Alternativ för energieffektivisering av ett befintligt flerbostadshus

Transkript

1 Alternativ för energieffektivisering av ett befintligt flerbostadshus Ekonomi-, hållbarhets- och inomhusmiljöaspekter för några energibesparingsalternativ. En studie baserad på kvarteret Ripan 1 i Bostadsstiftelsen Signalistens bostadsbestånd J A C O B L I N D B L O M Master of Science Thesis Stockholm, Sweden 2009

2

3 Alternativ för energieffektivisering av ett befintligt flerbostadshus Ekonomi-, hållbarhets- och inomhusmiljöaspekter för några energibesparingsalternativ. En studie baserad på kvarteret Ripan 1 i Bostadsstiftelsen Signalistens bostadsbestånd Jacob Lindblom Master of Science Thesis Energy Technology 2009:493 KTH School of Industrial Engineering and Management Sustainable Building Systems SE STOCKHOLM

4

5 Master of Science Thesis EGI 2009/EBS:493 Alternativ för energieffektivisering av ett befintligt flerbostadshus Approved Examiner Ivo Martinac Commissioner Bostadsstiftelsen Signalisten Jacob Lindblom Supervisor Ivo Martinac Contact person Lars Löfstedt Sammanfattning Några olika metoder för att minska energianvändningen i befintliga svenska flerbostadshus generellt, och särskilt i ett specifikt kvarter från 50-talet, har undersökts med hjälp av litteraturstudier samt mätningar och simuleringar. Arbetet har fokuserats på energianvändning men inkluderar även ekonomiska, hållbarhets- och inomhusmiljöaspekter. De behandlade metoderna är utvalda för att representera de relevantaste beträffande luft-, vatten-, och värmeflöden i svenska flerbostadshus. Framför allt FTX-system men även frånluftsvärmepumpar, energieffektiva fönster, individuell mätning och debitering (IMD) av värme och varmvatten, behovsstyrd ventilation, energieffektiva tappvattenarmaturer samt handdukstorkar har behandlats. Mätningar på några befintliga FTX-system i drift har utförts samt tryckprov av två lägenheter. Mätningarna pekar mot att mätobjekten i stort uppfyller prestandan som anges i produktspecifikationer om driften fungerat, vilket i flera fall inte varit fallet. Frostskyddsfunktioner i rekuperativa värmeväxlare, ineffektiva fläktsystem och avsiktligt begränsad tilluftstemperatur kan reducera effektiviteten. Elanvändningen i FTX-system kan vara betydande, årsvärmefaktorer uppskattas variera mellan ca 3 och 8. Frånluftsvärmepumpar har potential för en hög COP men tillgängliga värmepumpar med traditionella prestanda i kombination med det aktuella värmesystemet och värmebehovet i det undersökta kvarteret skulle innebära en COP på drygt 3 vilket inte är speciellt högt. Få åtgärder är lönsamma om de endast utförs i energibesparingssyfte. För det specifika kvarteret ser de enda eventuellt lönsamma metoderna ut att vara införande av IMD samt utbyte av de konstant påslagna vattenanslutna handdukstorkarna mot elektriska handdukstorkar med timer eftersom alla investeringar måste fördelas på energieffektivisering då kvarteret i princip saknar renoveringsbehov av andra orsaker. Nyckelord: Flerbostadshus, energieffektivisering, FTX-system, ventilationsvärmeväxlare, inomhusmiljö, frånluftsvärmepumpar, energieffektiva fönster, individuell mätning och debitering, IMD, behovsstyrd ventilation, handdukstorkar, mätningar.

6

7 Master of Science Thesis EGI 2009/EBS:493 Energy Conservation Options for an Existing Apartment Building Approved Examiner Ivo Martinac Commissioner Bostadsstiftelsen Signalisten Jacob Lindblom Supervisor Ivo Martinac Contact person Lars Löfstedt Abstract Some different methods to reduce energy use in existing apartment buildings generally, and specifically in a certain block of buildings from the fifties, have been investigated by literature studies, measurements and simulations. The project has been focused on energy use but also economic, sustainability and indoor environment issues have been addressed. The investigated methods are chosen to represent the most relevant regarding air, water and heat flows in Swedish apartment buildings. Mainly balanced ventilation with heat recovery, but also exhaust air heat pumps, energy efficient windows, individual metering and charging of domestic hot water and space heating, demand controlled ventilation (DCV), energy efficient mixing faucets and towel dryers have been studied. Measurements on air handling units (AHU:s), with heat recovery, in operation have been performed and as well pressure tests on two apartments. The results of the measurements indicate that the measured objects generally fulfill the energy performance given in the product specification if they are in correct operation, which in several occasions haven t been the case. Frost protection systems in recuperative heat exchangers, inefficient fan systems and limited supply air temperatures can reduce the efficiency. The electricity demand may be considerable. The seasonal performance factor (SPF) is estimated to vary in the range 3 to 8. Exhaust air heat pumps have a potential to have a high COP but available products with traditional performance in combination with the heating system and heat demand in the investigated buildings would imply a COP slightly above 3 which is a moderate value. Few of the investigated methods seem to be profitable if they are implemented only on energy conservation grounds. In the studied buildings, only individual metering and replacing the constantly hot towel dryers with electric towel dryers with a timer may be profitable, because all investments must be allocated on energy conservation because the buildings need no refurbishing due to other reasons. Keywords: Multi dwelling buildings, apartment buildings, energy conservation, balanced ventilation with heat recovery, air handling units, indoor environment, exhaust air heat pumps, energy efficient windows, individual metering and charging of domestic hot water and space heating, demand controlled ventilation, DCV, towel dryers, measurements.

8

9 Förord Detta examensarbete är genomfört inom det internationella Mastersprogrammet Sustainable Energy Engineering vid Tekniska Högskolan, Institutionen för Energiteknik, avdelningen för uthålliga byggnader under ledning av universitetslektor Ivo Martinac. Examensarbetet är genomfört på uppdrag av Bostadsstiftelsen Signalisten som äger och förvaltar allmännyttiga bostäder i Solna. Extern handledare å Signalistens vägnar har varit Lars Löfstedt, Senior konsult, f.d. teknisk driftchef, Signalisten. David Södergren, Tetex konsulter AB har varit extern rådgivare. Angreppssättet har varit att förutsättningslöst undersöka de intressantaste metoderna för att minska energianvändningen speciellt i kv. Ripan 1 i Solna, med ett förlängt resonemang som inkluderar befintliga flerbostadshus generellt. FTX-system har studerats något djupare än de andra alternativen. Några delar av arbetet beträffande kv. Ripan kan betraktas som återvändsgränder som kunde ha undvikits med ett annat angreppssätt, exempelvis genom att följa en mer vedertagen mall för energibesparingsmetoder. Det kanske ändå är fruktbart att använda förutsättningslösa grepp ibland för att undvika att fastna i etablerade tankebanor. Projektet har varit mycket lärorikt på många olika sätt. Att flera olika delar ingår gör naturligtvis att djupet på varje område är begränsat. En djupare analys av detaljer skulle möjligen ha gett något annorlunda slutsatser. Stort tack till alla som har bidragit med hjälp och synpunkter. Tyresö juli 2009 Jacob Lindblom

10

11 Innehåll 1 INLEDNING EKONOMI ENERGI OCH HÅLLBARHET VÄRDERING AV ENERGISLAG BESKRIVNING AV KV. RIPAN FÖRKLARINGAR 4 2 ENERGIANVÄNDNING I FLERBOSTADSHUS ENERGIANVÄNDNING I KV. RIPAN 6 3 INOMHUSMILJÖ KUNSKAPSUNDERLAG INOMHUSMILJÖLÄGET 9 4 VÄRMEÅTERVINNING UR FRÅNLUFT MED VÄRMEVÄXLARE INOMHUSMILJÖASPEKTER PÅ FTX REKUPERATIVA VÄRMEVÄXLARE REGENERATIVA VÄRMEVÄXLARE LUFTKVALITET DRIFTENERGI ENTALPI OCH LUFTVÄRMEVÄXLING VARAKTIGHETSDIAGRAM ALTERNATIVA PRESTANDABEGREPP FÖR VÄRMEVÄXLARE ÅRSVÄRMEFAKTOR ÅRSVÄRMEUTVINNINGSGRAD VERKLIG VÄRMEÅTERVINNING MED FTX FTX-MÄTNINGAR MÄTNINGAR KORSSTRÖMSVÄRMEVÄXLARE MÄTNINGAR ROTERANDE VÄRMEVÄXLARE MÄTNINGAR ROTERANDE VÄRMEVÄXLARE MÄTNINGAR VÄTSKEKOPPLAD VÄRMEVÄXLARE FTX-POTENTIAL I KV. RIPAN FASADTRYCKPROV KV. RIPAN EKONOMISK UTVÄRDERING AV FTX I KV. RIPAN SLUTSATSER FTX 40 5 VÄRMEÅTERVINNING UR FRÅNLUFT MED FRÅNLUFTSVÄRMEPUMP INOMHUSMILJÖASPEKTER PÅ FRÅNLUFTSVÄRMEPUMPAR GLOBALA MILJÖASPEKTER PÅ FRÅNLUFTSVÄRMEPUMPAR COP OCH TEMPERATURNIVÅER TEMPERATURNIVÅER I RADIATORSYSTEM TEMPERATUR- OCH EFFEKTBETRAKTELSE FÖR KV. RIPAN FRÅNLUFTSVÄRMEPUMPAR PÅ MARKNADEN 49

12 5.6 FRÅNLUFTSVÄRMEPUMP I KV. RIPAN 49 6 FÖNSTER ENERGIEFFEKTIVA FÖNSTER PRESTANDAVÄRDEN FÖR FÖNSTER GLASBYTE I BEFINTLIGA FÖNSTER INOMHUSMILJÖASPEKTER FÖNSTER/GLASBYTE FÖNSTER I KV. RIPAN 52 7 INDIVIDUELL MÄTNING OCH DEBITERING (IMD) LITEN ÖVERSIKT TEKNIK IMD VARMVATTEN IMD RUMSVÄRME VÄRMEMÄTNINGSMETODEN TEMPERATURMÄTNINGSMETODEN KOSTNADER OCH LÖNSAMHET IMD INOMHUSMILJÖASPEKTER PÅ IMD VÄRME IMD-POTENTIAL I KV. RIPAN SAMMANFATTNING IMD 58 8 RESURSEFFEKTIVA TAPPVATTENARMATURER 59 9 HANDDUKSTORKAR KV. RIPANS HANDDUKSTORKAR BEHOVSSTYRD VENTILATION LITEN ÖVERSIKT ERFARENHETER AV BEHOVSSTYRD VENTILATION I FLERBOSTADSHUS INOMHUSMILJÖASPEKTER PÅ BEHOVSSTYRD VENTILATION BEHOVSSTYRD VENTILATION I KV. RIPAN KLIMATSKAL INOMHUSMILJÖASPEKTER KLIMATSKAL FASADEN I KV. RIPAN KÖLDBRYGGOR I KV. RIPAN DATORSIMULERING AV KV. RIPAN FTX-SIMULERING NÅGOT OM FASADISOLERING SLUTSATSER GENERELLA SLUTSATSER SLUTSATSER KV. RIPAN 72

13 14 APPENDIX APPENDIX FTX-MÄTNINGAR MÄTUTRUSTNING TEMPERATURMÄTNING FLÖDESMÄTNING OSÄKERHET FTX-MÄTNING MÄTNINGAR PÅ KORSSTRÖMSVÄXLARE MÄTNINGAR PÅ ROTERANDE VÄRMEVÄXLARE MÄTNINGAR PÅ ROTERANDE VÄRMEVÄXLARE MÄTNINGAR PÅ VÄTSKEKOPPLAD VÄRMEVÄXLARE APPENDIX TRYCKPROV TRYCKMÄTARE OCH TRYCKMÄTNING FLÄKT, KANALER OCH FLÖDESMÄTNING OTÄTHETER I KLIMATSKAL APPENDIX FVP APPENDIX KV. RIPANS FASAD OCH KÖLDBRYGGOR APPENDIX IDA-SIMULERING REFERENSER 85

14

15 1 Inledning Bostadsstiftelsen Signalisten erbjöd sig i slutet av 2008 att stödja ett examensarbete vid Tekniska Högskolan. Arbetet skulle utreda möjligheterna att energieffektivisera ett nyligen renoverat kvarter med flerbostadshus i Solna från 1950-talet. Dessutom fanns önskemål om att inkludera mätningar på FTX-system i drift eftersom effektiviteten hos sådana system generellt ansågs osäkra. För att bredda arbetet beslutades att det även skulle omfatta energibesparingsaspekter för flerbostadshus generellt, med utgångspunkt i kv. Ripan 1 i Solna, där ekonomi-, hållbarhetsoch inomhusmiljöaspekter uttryckligen skulle inkluderas. Förutom studier och mätningar på FTX-system listades ett flertal energibesparingsmetoder som ansågs vara relevanta för kv. Ripan. För att avgränsa arbetet har utgångspunkten vid metodvalen varit att betrakta byggnadens luft-, vatten- och värmeflöden samt att inkludera de relevantaste metoderna att minska energianvändningen ur detta perspektiv. Detta har gjorts genom att fokusera på återvinning av värme i frånluft, ventilation, klimatskal, varmvatten samt i viss mån brukarnas beteende och behov. Återvinning av värme i avloppsvatten var tänkt att ingå i studien men detta ströks under arbetets gång på grund av tidsbrist samt att det ansågs ha relativt låg potential, åtminstone i den aktuella fastigheten. Det som behandlats i rapporten är FTX-ventilation, frånluftsvärmepumpar, energieffektiva fönster, individuell mätning och debitering av varmvatten och värme, behovsstyrd ventilation handdukstorkar och resurseffektiva blandare. Dessutom innehåller rapporten generella kapitel om inomhusmiljö och energianvändning i flerbostadshus. Fokus ligger på FTX-ventilation. Arbetet syftar till att undersöka hur stor energi- och ekonomipotential de olika metoderna kan ha för kv. Ripan och vilka för- och nackdelar de generellt har. Arbetet genomförs med hjälp av litteraturstudier och i vissa fall simuleringar och beräkningar (i FTX-fallet även mätningar). Resultaten inkluderar därför material som berör flerbostadshus generellt beträffande teori och inomhusmiljö men även ekonomiresonemangen kan vara intressanta ur generell synvinkel. Varje huvudkapitel har, där det är relevant, underkapitel som berör teori och inomhusmiljö. Kv. Ripan redovisas separat i slutet av varje huvudkapitel. I kapitel 1 beskrivs de utgångspunkter och förutsättningar som legat till grund för arbetet. Därefter följer kapitel om energianvändning och inomhusmiljö i flerbostadshus följt av de olika energibesparingsmetoderna. 1.1 Ekonomi Begreppet ekonomi kan användas med olika systemgränser, exempelvis kan det omfatta en individs kortsiktiga hushållning med pengar eller avse global hushållning med naturresurser i ett perspektiv som sträcker sig över generationer. Ibland betraktas negativ global miljöpåverkan och kostnader som två skilda begrepp som står i konflikt med varandra. Ofta förutsätts minskad miljöpåverkan vara någonting som kostar pengar. Med ett mer långsiktigt synsätt som inkluderar externa kostnader av exempelvis energianvändning blir det naturligt att inkludera långsiktig ansvarsfullhet i beslut som tidigare bara baserats på en monetärekonomisk bedömning. Trots detta används begreppet ekonomisk i denna text på det sätt vi är vana vid och omfattar endast investeringskostnader och beräknade minskade direkta energikostnader då ekonomisk i denna bemärkelse ändå är ett mått på en investerings potential att genomföras. 1

16 Detta arbete behandlar inte de ekonomiska aspekterna i detalj. Besparingspotentialen för några olika åtgärder redovisas grovt med hjälp av uppskattad eller beräknad energibesparing och uppskattad investerings- och driftkostnad under vissa förutsättningar. Några energibesparande åtgärder har utvärderats ekonomiskt för tillämpning i kv. Ripan med hjälp av kalkylverktyget edkalkyl (Abrahamsson 2009). Detta Excelbaserade verktyg används för att bedöma lönsamheten för energibesparande åtgärder med hjälp av nuvärdesmetoden. Verktyget, som är framtaget med stöd av Boverket, är avsett för lönsamhetsbedömningar i samband med energideklarationer. Ett elpris på 1,40 kr/kwh plus 6 8 % nominell prisökning per år och ett fjärrvärmepris på 65 öre/kwh plus 3 5 % nominell prisökning per år och en nominell kalkylränta på 6 % har använts (energipriserna är totalkostnader för kund inklusive moms och skatt). Siffrorna är uppskattningar baserade på statistik från Energimyndigheten (Energimyndigheten 2008a) och skriften Fastigheten Nils Holgerssons underbara resa genom Sverige (Fastighetsägarna et al. 2008). Övriga indata som behövs för lönsamhetsberäkningarna redovisas separat för varje fall. Nuvärdesmetoden innebär kortfattat att framtida in- och utbetalningar som uppstår till följd av en investering diskonteras till dagens värde med hänsyn till kalkylränta 1. Summan av dessa värden minskat med investeringskostnaden utgör kapitalvärdet. Om kapitalvärdet är större än noll betraktas investeringen som lönsam. Med denna metod kan även bestämmas vid vilket belopp en investering är på gränsen mellan lönsam och olönsam investeringsgränsen. 1.2 Energi och hållbarhet En utgångspunkt i detta arbete har varit att det är nödvändigt att minska energianvändningen i samhället generellt, genom minskad, och effektivare, energianvändning samt att öka andelen förnyelsebar energi. Detta examensarbete är inte rätt forum för en omfattande motivering av detta. Följande stycke får utgöra motiveringen. Ibland påpekas Sveriges litenhet i resonemang om energianvändning och global miljöpåverkan. Det är ett relevant argument för att understryka vikten av internationellt samarbete. Argumentet är dock inte relevant som motivation för att avstå kraftfulla åtgärder för energibesparingar och en omställning av energisystemet mot förnybara energikällor i Sverige. Energianvändningen i Sverige är drygt tre gånger större per invånare än världsgenomsnittet (IEA 2008, Energimyndigheten 2008a). Utsläppen av växthusgaser är en bit över världsgenomsnittet (IPCC 2007, Regeringskansliet 2005a) vilket behöver reduceras med storleksordningen 50 %. Detta bereder utrymme för en ökad efterfrågan av förnyelsebar energi. En stor ökning av användningen av förnyelsebar energi är inte problemfri. Sammantaget är det nödvändigt att hushålla även med förnyelsebar energi Värdering av energislag Produktion av el från värme (kärnkraft, kolkraft etc.) kräver betydligt mer värmeenergi än den mängd elenergi processen avger 2. Bland annat av denna orsak värderas ofta elenergi högre än värmeenergi. 1 Exempelvis är nuvärdet av en minskad kostnad på 100 kr om tio år (med en kalkylränta på 6 %): 100/1, kr. 2 Spillvärmen kan i vissa fall, åtminstone delvis, komma till användning som exempelvis fjärrvärme. 2

17 Värdering av elanvändning En ökad eller minskad elanvändning påverkar elproduktionen och möjligen den totala mängden fossilbaserad elproduktion. Det finns en debatt om hur vi bör värdera elanvändning i Sverige. Debatten kan sammanfattas med att det är svårt att bedöma effekten av ändrad elanvändning. Påverkar ändrad elanvändning andelen kolbaserad el på en europeisk elmarknad eller är effekten svår att bedöma eftersom det råder ett komplext samband mellan efterfrågan på marginalel, energipris, elcertifikat etc. Beroende på vilket antagande som görs kan elanvändning motsvara mellan noll och ett kilo koldioxid per kilowattimme (Energimyndigheten 2008b). Frågan om elvärdering är aktuell i de fall energibesparande åtgärder minskar det totala energibehovet i en byggnad samtidigt som elanvändningen ökar. En utgångspunkt i detta arbete är att värdera elanvändning högre än fjärrvärme. Detta kan även vara en sund ekonomisk utgångspunkt om vi går mot en framtid med en mer gränslös energimarknad då en högre elvärdering utanför Sverige kan komma att nå oss via ett energipris på el som speglar detta ytterligare i framtiden. Värdering av fjärrvärme Värme vid olika temperaturer bör värderas olika. Flerbostadshus är ofta anslutna till fjärrvärmesystem. Fjärrvärmesystem kan matas med olika typer av värmekällor. I många fall förbättras fjärrvärmesystemets effektivitet och miljöpåverkan om värmen konsumeras vid lägre temperaturer i fjärrvärmecentralen (exempelvis om det finns värmepumpar i fjärrvärmesystemet). 1.3 Beskrivning av kv. Ripan Kvarteret Ripan 1 i Solna (fortsättningsvis bara kv. Ripan ) har studerats med syfte att utvärdera olika möjligheter för energieffektiviserig. Kvarteret består av nio huskroppar grupperade tre och tre. Sex hus har sex våningar och tre hus har tre våningar (se Figur 1:1). Figur 1:1 Kvarteret Ripan (källa: hitta.se). Kvarteret rymmer 175 lägenheter samt några butiks- och servicelokaler. Kvarteret byggdes omkring 1950 och renoverades senast omkring 2002, dock utan energibesparande åtgärder. Fasaderna är av tegel, som i de lägre husen är putsat utvändigt. Vissa delar av fasaden är isolerad med en 50 mm träullsplatta, i andra delar av fasaden utgörs det isolerande skiktet av 100 mm lättbetong. Vindarna är tilläggsisolerade. Bostädernas fönster består av utvändigt plåtskodda tvåglasfönster i kopplade bågar. Ventilationen består huvudsakligen av ett frånluftssystem per huskropp med temperaturkompenserad tryckstyrning. Byggnaderna värms med vattenburen värme via sektionsradiatorer. Byggnaderna är fjärrvärmeanslutna via tre fjärrvärmecentraler en per husgrupp. 3

18 Ytterväggarna har dålig isoleringsprestanda med U-värden på ca 0,80 0,86 W/(m 2 K) (se kapitel 11.2). Området saknar kulturskydd i detaljplanen men ingår i ett område som utpekas som en värdefull sammanhängande miljö i den gällande översiktsplanen (Solna stad 2006). Detta innebär att åtgärder som förvanskar byggnadernas yttre inte är aktuella. Kv. Ripan omfattar ca m 2 BRA varav ca m 2 BOA och m 2 LOA. 1.4 Förklaringar BOA BRA COP FTX FVP IMD Internränta Boarea Bruksarea Coefficient of Performance eller Värmefaktor Från- och tilluftsventilation med återvinning Frånluftsvärmepump Individuell mätning och debitering Kalkylränta som utgör gränsen för investeringens lönsamhet Investeringsgräns Investeringsstorlek som utgör gränsen för investeringens lönsamhet Kapitalvärde LOA Nuvärde SFP U-värde VVC VVX Nuvärdesumman av en investerings samtliga genererade intäkter och utgifter Lokalarea Dagens värde av en framtida utgift eller kostnad Specific Fan Power eller Specifik fläkt effekt (kw/(m 3 /s)) Mått på värmetransmission genom byggnadsdel hur många Watt som transmitteras genom en kvadratmeter per grad temperaturskillnad mellan kall och varm sida (W/(m 2 K)) Varmvattencirkulation Värmeväxlare 4

19 2 Energianvändning i flerbostadshus I Sverige används årligen ca 400 TWh energi 3 (Energimyndigheten 2008a) (det motsvarar ca kwh per invånare). Sektorn bostäder och service använder ca 35 % av detta. I Sverige finns ca 2,4 miljoner bostadslägenheter i flerbostadshus fördelat på ca 180 miljoner kvadratmeter varav åtminstone 45 % byggdes under perioden (Energimyndigheten 2009). Detta innebär att en relativt stor del av flerbostadshusbeståndet står inför renoveringar. Idag värms mer än 80 % av den uppvärmda arean i flerbostadshusen med fjärrvärme (Energimyndigheten 2009). Riksdagen har beslutat om energieffektiviseringar i bostadssektorn. Följande målformulering är ett utdrag från webbpublicerat material om propositionen Nationellt program för energieffektivisering och energismart byggande (Regeringskansliet 2005b): Den totala energianvändningen per uppvärmd areaenhet i bostäder och lokaler minskar. Minskningen bör vara 20 procent till år 2020 och 50 procent till år 2050 i förhållande till användningen år Det finns förslag på statliga bidrag för vissa kostnader för energieffektivisering av hyreshus (Regeringskansliet 2009 s. 124). Sammantaget finns många skäl att minska energianvändningen i flerbostadshus. När många av dessa byggnader nu står inför renoveringar kan det betraktas som ett bra tillfälle att förbättra energiprestandan för byggnaden på ett sätt som inte går ut över, utan istället förbättrar, inomhusmiljön. Samtidigt är det lämpligt att beakta vilket energislag som sparas och konsekvenserna av det. Exempelvis kan miljöeffekterna vara negativa om 10 kwh förnybar värme sparas med hjälp av 5 kwh el (se kapitel 1.2). Tillgänglig statistik för energianvändning i bebyggelsen är begränsad. Energimyndigheten arbetar för närvarande med att förbättra statistiken för energianvändning (Boverket 2009a). Tabell 2:1 redovisar några nyckeltal i grova drag för energianvändning i flerbostadshus baserad på tillgänglig statistik. Årligt energibehov i flerbostadshus i Sverige (TW h) fördelat på genomsnittlig lägenhet (kwh) per kvadratmeter (kwh/m 2 ) Värme inkl. VVC* 23, Varmvatten** 5, Hushållsel* 7, Fastighetsel*** 3, Summa Tabell 2:1 Årlig energianvändning i flerbostadshus 4. Baserat på: (*Energimyndigheten 2009,**Energimyndigheten 2008c, ***BFS 2007:4, SCB 2009). 3 Utöver detta går ca 200 TWh till spillo årligen i form av förluster (framförallt i form av kylning av kärnkraftverk). Energitillförseln i Sverige är då ca 600 TWh årligen. 4 Uppskalningen till riksnivå och genomsnittlig lägenhet är baserat på 2,4 miljoner bostadslägenheter och 180 miljoner kvadratmeter enligt inledningen av kapitlet. 5

20 Elanvändning för värme i fjärrvärmeanslutna byggnader Eftersom flerbostadshus ofta är anslutna till ett fjärrvärmenät bör energislagen hållas isär i diskussionen. Det är viktigt att ifrågasätta insatserna i form av investeringar och andra energislag om effekten endast är att vi spar förnyelsebar energi. Exempelvis ökas elanvändningen för en byggnad då värme återvinns ur frånluften med hjälp av en värmepump eller ett FTX-system på grund av kompressorer och fläktar som drivs med el. I en ELFORSKrapport (Bröms & Wahlström 2008 s.90) redovisas beräknade energianvändningsutfall för ett flerbostadshus med olika typer av värmekällor. Baserat på den redovisningen skulle en minskad fjärrvärmeanvändning, med hjälp av värmeåtervinning i frånluften, kräva en elinsats på motsvarande mindre än 10 % av den fjärrvärme som sparas i FTX-fallet. Motsvarande siffra för frånluftsvärmepump var 28 %. Både FTX-ventilation och frånluftsvärmepumpar kan ifrågasättas om fjärrvärmen vore 100 % förnyelsebar. Observera att det handlar om en modell, 10 % är troligen en något optimistisk siffra i verkligheten (se kapitel 4.7). I sammanhanget bör nämnas att ett FTX-system spar mer energi kalla dagar då elproduktionen kan vara fossilbaserad på marginalen. FTX-system kan på detta sätt kapa effekttoppar för fjärrvärmeleverantören vilket kan vara miljömässigt sunt och ofta även välkomnas av fjärrvärmeleverantörer. 2.1 Energianvändning i kv. Ripan Tabell 2:2 visar energianvändningen i kv. Ripan. Energianvändning (MWh/år) Energianvändning per BRA (kwh/(m 2 år)) Fjärrvärme för radiatorer * Fjärrvärme för varmvatten** Fjärrvärme för varmvattencirkulation och handukstorkar** Summa värme Hushållsel*** Fastighetsel **** Summa el Totalt el och värme Tabell 2:2 Energianvändning i kv. Ripan, *baserat på (Norrenergi 2009), **baserat på (Norrenergi 2009) och (Saidi 2009), ***baserat på (Energimyndigheten 2009), ****baserat på (Saidi 2008). Ytterväggarna har dålig isoleringsprestanda med U-värden på ca 0,80 0,86 W/(m 2 K) (se kapitel 11.2). U-värdena kan jämföras med motsvarande värden i dagens nyproduktion där U- värdet för en yttervägg är ca 0,2 W/(m 2 K). Passivhusväggens motsvarande värde är ca 0,1 W/(m 2 K). Kv. Ripan får sin fjärrvärme från Norrenergi. Enligt Norrenergis årsredovisning för 2007 (Norrenergi 2008) används värmepumpar till ca 57 % av deras värmeproduktion. Antaget en COP på 3 för Norrenergis värmepumpar (som utvinner värme ur avloppsvatten) så är elandelen för fjärrvärmen ca 19 % 5. 5 Överslag: 57 % (1/3) 19 %. 6

21 Värmesystem Det vattenburna värmesystemet med sektionsradiatorer regleras idag i grova drag med en framledningstemperatur enligt Figur 2:1. Reglerkurva kv. Ripan Framledningstemperatur ºC Utetemperatur ºC Figur 2:1 Ungefärlig framledningstemperatur kv. Ripan, baserat på (Saidi 2009). Varmvattenanvändning Tappvarmvattnet distribueras med ett isolerat VVC-system. Användningen av tappvarmvatten bedöms vara ca 30 kwh/(m 2 BOA) exkl. VVC (baserat på mätningar utförda av Bostadsstiftelsen Signalisten (Saidi 2009). Varmvattencirkulationen är även kopplad till en handdukstork per lägenhet. Ett schablonvärde för handdukstorkar är ca kwh/år (Sandberg ~2005) (vilket motsvarar ca 110 W året runt). Ventilation Följande är baserat på ventilationsritningar över kv. Ripan: Kv. Ripan ventileras huvudsakligen med frånluftssystem förutom några lokaler som är anslutna till små FTX-aggregat. Frånluftskanalerna samlas ihop till en avluftshuv på vinden i respektive byggnad, dvs. totalt nio avluftshuvar. Grundflödena per byggnad är ca 500 l/s i låghusen och ca l/s i höghusen. Bostadslägenheterna har grundflöden på 30 l/s per lägenhet oavsett storlek (se Tabell 2:3), medelvärdet är 0,45 l/(s m 2 ). Ventilationsflöde Ventilationsflöde Lägenhetestyp Antal Area (m 2 ) (l/s) per area (l/(s m 2 )) Ettor ,0 1,04 Tvåor ,0 0,58 Treor ,0 0,41 Fyror ,0 0,36 Tabell 2:3 Grundventilationsflöden i olika lägenhetstyper i kv. Ripan. 7

22 8

23 3 Inomhusmiljö Det understryks ofta att det är viktigt för inomhusmiljön att den beaktas vid energibesparande åtgärder. Exempelvis påpekas ofta att ventilationen kan försämras om den inte beaktas vid åtgärder på klimatskalet. Detta kapitel syftar till att kort presentera en bild av inomhusmiljösituationen i svenska flerbostadshus beträffande inomhusmiljöfaktorer som är relevanta ur ett energiperspektiv ofta relaterade till ventilation. De använda underlagen är bitvis gamla och ger sällan en entydig bild. Nya studier av inomhusmiljön pågår och kan kanske förbättra denna situation. Väl fungerande ventilation samt fuktsäkra konstruktioner är två faktorer som har stor betydelse för inomhusklimatet. 3.1 Kunskapsunderlag Ett av de svenska miljömålen God bebyggd miljö innehåller bland annat delmålen God inomhusmiljö samt Buller. Den senaste fördjupade utvärderingen utkom 2007 (Boverket 2007). Socialstyrelsens senaste miljöhälsorapport Miljöhälsorapport 2009 (Socialstyrelsen 2009) är bland annat baserad på en nationell miljöhälsoenkät från Elhushållning i bebyggelsen (ELIB-rapporterna) (Statens institut för byggnadsforskning 1993a och 1993b) från början av 1990-talet är i dagsläget kanske de mest omfattande sammanställningarna av inomhusmiljö i Sverige baserade på enkäter och mätningar. Både Boverket och Socialstyrelsen (ref. ovan) pekar på att kunskapsunderlaget avseende inomhusmiljöfaktorer är för dåligt i dagsläget och denna sammanfattning blir därmed osäker. Under 2009 beräknas Boverket kunna presentera resultat från en större undersökning av byggnadsbeståndets tekniska status, energianvändning och inomhusmiljö (BETSI) (Boverket 2009a). 3.2 Inomhusmiljöläget Bland annat Miljöhälsorapport 2009 (Socialstyrelsen 2009) rapporterar att ca en miljon svenskar har symptom som de anser beror på inomhusmiljön. En betydande faktor bakom denna siffra ser ut att vara svar på en enkätfråga om de som uppger att de besväras av trötthet tror att det beror på miljön de vistas i. En rapport från Stockholms stads 3-H projekt (Stockholms stad 2006) som behandlar byggnadsrelaterad hälsa och enkäter nämner att: hälsobesvär med trötthet och huvudvärk [ ] befanns vara mer relaterade till livsstil än till bostaden [ ] Ägarkategori för huset är också en faktor som är relaterad till benägenheten att rapportera hälsobesvär[ ] Det är naturligtvis mycket allvarligt om var nionde invånare mår dåligt på grund av dålig inomhusmiljö. Därför är det viktigt att granska den siffran och gå till botten med vad detta beror på. Förhoppningsvis kommer Boverkets BETSI-undersökning (Boverket 2009) att ge klarhet i denna fråga. 9