FÖRSTUDIE TEKNIKUPPHANDLING RADIATORTERMOSTATER FÖR BOSTADSHUS

Transkript

1 FÖRSTUDIE TEKNIKUPPHANDLING RADIATORTERMOSTATER FÖR BOSTADSHUS J&W, Energi och Miljö Telefon AB Jacobson & Widmark (publ) Stockholm.Globen Telefax 08- Org nr Besöksadress Arenavägen 7 Säte Stockholm

2 INNEHÅLL 1 BAKGRUND Termostatventilens roll - två skolor Trender och boendekomfort Injustering två modeller Rumsmedeltemperaturer Huge Bostäder Huddinge Hälsingborgshem Inomhustemperatur i flerbostadshus ELIB- Innetemperaturen i bostadsbeståndet Så vill de boende ha det Förekomst av termostatventiler NÄRLIGGANDE TEKNIKUPPHANDLING Bättre ventilationslösningar Behovsstyrd ventilation Individuell mätning KRAV PÅ TERMISK KOMFORT BBR och Termiskt rumsklimat Olägenhet för människors hälsa och termiskt inomhusklimat Klassning av inneklimat, termisk komfort TERMOSTATVENTILER Några definitioner Termostatventiler och tilluftsdon... 21

3 5 LAGKRAV PÅ MÄTNING OCH DEBITERING AV VÄRME SAVE-direktivet MÖJLIGA UTVECKLINGSVÄGAR Sammanfattning av problemet Vision... 24

4 1 Bakgrund Den här förstudien har utarbetats av J&W, Energi och Miljö på uppdrag av LIP-kansliet i Stockholms Stad. Ursprungligen bestod uppdraget av att utröna vilka förutsättningar som finns för att utveckla radiatortermostatventilers funktion. Under arbetets gång har förstudiens inriktning vidgats till att omfatta värmereglering av bostadsrum i befintliga flerbostadshus med frånluftventilation. Med detta avses möjligheter till individuell påverkan av rumstemperatur via styrning av radiator och uteluftsintag. Anledningen till att uteluftsintaget diskuterats är att det från flera håll poängterats att det finns ett behov av att utveckla just den detaljen. Avgränsningen har medvetet gjorts med ambitionen att fokusera på den värmereglering som sker i bostadsrum. Detta betyder att t ex injustering av radiatorsystemet samt styrning av ventilation och värmedistribution inte ingår i förstudie. Trots att injustering av radiatorsystemet och styrning och reglering av ventilation och värmesystem i allra högsta grad påverkar rummets temperatur och inneklimat. Redovisningen nedan är en genomgång av litteratur och kontakter med fastighetsförvaltare, konsulter, tillverkare beträffande radiatortermostat ventiler och värmereglering av rum i flerbostadshus lägenheter. 1.1 Termostatventilens roll - två skolor Radiatortermostater påverkar den termiska komforten i ett rum. Termostatventilens roll i värmesystemet är inte entydig. I branschen tycks finnas två skolor eller två synsätt vad gäller vilken funktion termostatventilen bör ha. Det ena synsättet, och vanligast förekommande, är att termostatventiler ska bidra till energieffektivisering genom att förhindra övertemperaturer till följd av sol, personbelastning, apparater etc samt att den ska medverka till att ge rätt rumstemperatur i alla lägenheter dvs även i klimatmässigt utsatta hörnlägenheter. Det andra synsättet hävdar att termostatventilen är en regulator av rumstemperaturen med uppgift att även styra rumstemperaturen. Vissa förespråkar till och med att man i stort sett konstanthåller framledningstemperaturen och reglerar rumstemperaturen med termostatventilerna, se Energi & Miljö 1/94 och 1-2/96, Hugo Brännström. Många hävdar, dock inte alla, att ett rätt injusterat värmesystem är en förutsättning för termostatventilernas funktion. Och då infinner sig frågan om hur injusteringen av värmesystemet är utförd, om det är enligt normalflödes- eller lågflödesmetoden. Båda metoderna har sina förespråkare. En annan viktig förutsättning är att med hjälp av injustering och pumpar säkerställa att flöde och tryck är de rätta vid termostatventilen.

5 Det verkar dock råda något slags konsensus i branschen om svårigheterna att hålla en jämn rumstemperatur i bostäder. Det handlar dels om att åstadkomma en varierad och individanpassad temperatur i olika rum dels om icke önskade temperatursvängningarna under dygnet och över året. 1.2 Trender och boendekomfort Under senare år har frågan om att individanpassa lägenheters uppvärmning och ventilation blivit alltmer aktuell. Syftet med detta är dels att ge de boende reella möjligheter att få den temperatur man önskar i lägenheten dels att ge bostadsföretagen en marknadsfördel genom möjligheten att erbjuda bostäder med hög grad av klimatanpassning. Något bostadsföretag har myntat devisen Bo i lägenhet med villa standard. Den här utvecklingen medför att termostatventilernas funktion bör utvidgas till att i hög grad reglera rumstemperaturen. I dessa sammanhang blir det då av betydelse att kunna mäta och debitera varje lägenhets energiförbrukning. Inom detta område pågår en rad utvecklingsprojekt runt om i landet. Ett tiotal svenska värmemätningsprojekt som genomförts efter 1985 redovisas i en rapport utgiven av Energimyndigheten. Rapporten heter Utredning angående erfarenheter av individuell mätning av värme och varmvatten i svenska flerbostadshus, ER 24:1999. Nedan redovisas två exempel ur rapporten. Erfarenheter med mätning och debitering av värme från Hälsingborgshem visar att ungefär hälften av de boende utnyttjat möjligheten att aktivt reglera rumstemperaturen. Detta antyder ett förhållandevis stort intresse för individuell anpassning av inneklimatet. Några vill ha högre innetemperatur t ex stillasittande och äldre personer. 1.3 Injustering två modeller En förutsättning för termostatventilers funktion är att värmedistributionen i byggnaden är injusterad. Det finns i princip två modeller för injustering i flerbostadshus med tvårörssystem, lågflödes- respektive högflödesmetoden. I licentiatuppsatsen Analys av konventionella radiatorsystem från Institutionen för energiteknik vid Chalmers Tekniska högskola har två fastigheter studerats med avseende på effekterna av låg- respektive högflödesprincipen. En utgångspunkt har varit att undersöka hur returtemperaturen i fjärrvärmeundercentraler är förknippad med olika injusteringsmetoder. Studien har dels omfattat mätningar på de två fastigheternas radiatorsystem dels simulering av modeller över en fastighet med tillhörande radiatorsystem

6 injusterade enligt lågflödes- respektive högflödesmetoden. Studien har finansierats av Fjärrvärmeföreningen och NUTEK. Huvudslutsatsen från Chalmersstudien är att lågflödesinjustering ger följande fördelar jämfört med högflödesinjustering: Lågflödesinjustering ger vid normaldrift bäst förutsättningar för god komfortreglering Lågflödesinjustering ger lägst driftskostnad Lågflödesinjustering ger lägst investeringskostnad Lågflödesinjustering gör att inbyggda fel lätt kan upptäckas Lågflödesinjustering ger störst flexibilitet vid komfortanpassning utan presatandeförsämring Lågflödesinjustering ger bäst termisk prestanda för fjärrvärmecentralen Lågflödesinjustering förutsätter överdimensionerade radiatorer. Lågflödesprincipen innebär i den här studien ett temperaturfall i radiatorsystemet på 75/35 C vid dimensionerande utetemperatur. De två husen som undersökts är byggda i slutet av 1940-talet och är dimensionerade för 80/60 C. Det normala är att framledningstemperaturerna inte når 80/60 C vid DUT. Detta innebär att radiatorsystemet har sådan överkapacitet att flödena utan problem kan reduceras. En betydande del av flerbostadshusen i landet är dimensionerade för framledningstemperaturen 80/60 C vid DUT och därmed överdimensionerad. Även radiatorsystem dimensionerade enligt 60/40 C är, enligt rapporten, möjliga att injustera till lågflöde. Om fjärrvärmeundercentraler i Sverige ökade årsmedelkylningen från idag 35 C till 50 C skulle enligt beräkningar motsvara kostnadsbesparing på miljoner per år för fjärrvärmeverken. Det är besparingar som kommer från effektivare rökgaskondensering, bättre temperaturförhållanden för värmepumpar, lägre distributionsförluster m m. 1.4 Rumsmedeltemperaturer Mätningar av månadsmedeltemperaturer visar på en övertemperatur i de tre lägenheterna med upp till 25 C som högst under perioden juni till och med september. I lågflödeshuset gjordes en injustering i oktober En intressant detalj i förbrukningen i högflödeshuset är att notera hur rumstemperaturen ökade i november Anledningen till detta är med stor sannolikhet att reglercentralen gick sönder i början av november och att ordföranden i bostadsrättsföreningen fick lov att reglera centralen manuellt.

7 Reglercentralen slutar fungera Fig: Uppmätta månadsmedeltemperaturer under 1997 I de undersökta fastigheterna installerades totalt 26 mätpunkter fördelade på radiatorsystemet och fjärrvärmecentralen. Dessutom har temperaturmätningar genomförts i 3 lägenheter i vardera fastigheten. Rumstemperaturen i dessa lägenheters vardagsrum har registrerats samt fram- och returtemperaturer från radiatorn, se figur 1 och 2. Måltemperaturen i vardagsrummet har varit 21 C. Klagomål från de boende gjorde dock att temperaturen så småningom höjdes en aning. I figur 1 och 2 visas rumsmedeltemperatur per månad. Av figur 1 framgår att rumsmedeltemperatur inom en och samma månad kan variera mellan C i referenshuset som inte injusterats. Radiatorsystemet i referenshuset är inte injusterat och radiatorerna har endast manuella handventiler. Lågflödeshuset har i injusterats enligt lågflödesmodellen.

8 Fig 2: Dygnsmedelvärde av 3 lägenheters inomhustemperatur under uppvärmningssäsongen 97/98, Fjärrvärmeföreningen FOU 2000:22 sid 31 Under uppvärmningssäsongen 98/99 har Referenshuset injusterats och radiatortermostatventiler installerades. Den injusteringsmetod som användes var en mellanflödesmetod som TA Hydronics använt. Flödet i TAs metod är ungefär dubbelt så stort som i lågflödesmodellen.

9 Fig 2: Dygnsmedelvärde av 3 lägenheters inomhustemperatur under uppvärmningssäsongen 98/99, Fjärrvärmeföreningen FOU 2000:22 sid 32. En jämförelse mellan temperaturspannet i referenshuset och lågflödeshuset visar att när de båda husen injusterats så minskar spannet betydligt. Studien visar också att uppföljningar av temperaturförloppen snabbt avslöjar om några fel uppstår t ex om en ventil eller reglercentral slutar fungera. De kraftiga temperatursvängningen i lågflödeshuset i slutet av januari har sannolikt att göra med att en ny värmeväxlare monterades. Dessutom kan man se att temperaturen stiger kraftigt i slutet av mars 99. Skälet till detta kan vara att en reglerventil i fjärrvärmeundercentralen tappade sin kontakt med ställdonet. 1.5 Huge Bostäder Huddinge Huge Bostäder i Huddinge har, i kv. Klockarbacken med totalt 73 lägenheter, utvecklat ett system för individuell styrning, mätning och debitering av värme, varmvatten, kallvatten och hushållsel som tillämpas i nybyggda flerbostadshus med 2-rörs vattenburen värme. För styrning av värme har en rumsgivare placerats i vardagsrummet. På radiatorerna monteras termostatventiler. Med rumsgivaren kan hyresgästen ställa in önskad rumstemperatur i vardagsrummet. De boende kan enkelt påverka sin komfort (rumstemperatur) genom att ändra på rumsgivaren i vardagsrummet. På den finns även en sparknapp med vars hjälp rumstemperaturen kan sänkas till 18 C. Grundinställningen för rumstemperaturen är 21 C. Lägsta temperatur som kan ställas in är 18 C. Högsta möjliga temperatur är 24 C.

10 Mätvärden läses av kontinuerligt via ett bussystem. Med influenser från Schweiz, där individuell mätning är ett krav i lagen, har man i Huddinge utvecklat ett system med unika reduktionsfaktorer för varje lägenhet, bl a tas hänsyn till luftomsättning. Uppföljningar visar att husen har en jämförelsevis låg genomsnittlig energianvändning. Anmärkningsvärt är spridningen i energianvändning mellan lägenheterna. Uppgifter från slutet av 1999 visade att radiatorvärmebehovet som ligger till grund för debiteringen kunde för en liten lägenhet (45 m 2 ) variera mellan 50 kwh/ m 2, år och 80 kwh/ m 2, år. I en lägenhet med arean 67 m 2 Var radiatorvärmebehovet ca 65 kwh/ m 2, år och i en annan lika stor lägenhet var behovet ca 130 kwh/ m 2, år. En lägenhet kan alltså förbruka ca % mer radiatorvärme än en annan. Snittförbrukningen låg på drygt 90 kwh/ m 2, år. Vattenförbrukningen varierar i ännu högre grad. I en lägenhet förbrukades 95 m 3 /år varmvatten under ett år medan den sparsamme nöjde sig med ca 10 m 3 per år. Genomsnittlig förbrukning låg på 30 m 3 /år. Som jämförelse nämns i Energimyndighetens rapport att den genomsnittliga varmvattenförbrukningen i Huges bostadsbestånd är 85 m 3 /år. Sänkningen i husen med individuell mätning förefaller vara anmärkningsvärt stor. 1.6 Hälsingborgshem Hälsingborgshem har utvecklat ett system där rumstemperaturen mäts i varje rum utom i kök och badrum. Systemet finns installerat i ett flerbostadshus byggt Registrerade mätvärden ligger tillgrund för värmedebitering. Rumsgivarna är anslutna till en lägenhetscentral där mätvärdena lagras. Avläsning görs varannan timme. Telefonnätet används för att överföra mätvärdena till systemets centraldator. En utvärdering av Hälsingborssystemet utförd vid Institutionen för installationsteknik vid LTH behandlade problematiken med värmeflöden mellan lägenheter och effekter av fönstervädring. LTH gjorde en teoretisk utvärdering för en tänkt femvåningsbyggnad. Efter en del rabalder med felcitat etc har Hälsingborgshem beslutat att vara restriktiv med att sprida LTH-rapporten. Nedanstående redovisning om Hälsingborgshem bygger därför på rapport ER 24:1999 från energimyndigheten. Sammanfattningsvis konstaterades i LTH-utvärderingen att: Lägsta rumstemperatur vid avstängd värmetillförsel kan uppnås i äldre hus. I nyare hus är klimatskärmen bättre isolerad och de lägenhetsskiljande byggnadselementen sämre isolerade, varför

11 värmetillförseln från grannlägenheterna i hög grad begränsar möjligheterna att hålla låg rumstemperatur. Temperaturen i en mittlägenhet kan sänkas högst 2 C, om värmen stängs av helt. Rumstemperaturen kan inte höjas särskilt mycket i mittplacerade lägenheter. En höjning av radiatorernas medelyttertemperatur med 10 C höjer rumstemperaturen mindre än 1 C. Vid vädring, som ökar ventilationsluftflödet 5 gånger, blir rumstemperaturen i en mittlägenhet i ett 20-talshus som lägst 13 C och i ett hus byggt enligt SBN 75 ca 16 C om värmen är påslagen och utetemperaturen är 0 C. Om radiatorernas värmeavgivning utgör debiteringsgrund ökar grannarnas debitering påtagligt samtidigt som den egna lägenhetens värmedebitering minskar då man ställer ned värmen på radiatorerna. Mätning och debitering efter innetemperatur ger nästan rätt debitering för alla parter om man ställer ned värmen på radiatorventilerna. Analyserna av gratisvärmetillskott, innetemperatursänkning och vädring visade att debiteringen varierade stort beroende på om mätning gjordes vid radiatorn eller efter innetemperatur. I fem av sex analyserade fall gav debitering efter innetemperatur nästan rätt resultat, men avvikelsen vid vädring var stor. När debitering görs efter värmeavgivning från radiatorer ligger debiteringen under rätt värde i den egna lägenheten och över och under rätt värde i grannlägenheten. Hälsingborgshem lät institutionen för byggande och arkitektur vid LTH har undersöka de boendes inställning till individuell värmedebitering. Av LTH-rapporten framgår att drygt hälften av de boende tycker det blev bättre med individuell mätning jämfört med tidigare, medan 21% ansåg det var bättre tidigare. För 24% spelade det igen roll om man mätte eller inte. Genom att jämföra temperaturregistreringar med uppgifter som lämnats av de boende kunde man konstatera att man i genomsnitt hade önskat sig cirka 2 C lägre rumstemperatur än det man enligt mätningar erhållit. Man fick 21,7 C men hade önskat sig 19,8 C. De uppmätta rumstemperaturerna är dock ca 0,5 C lägre än rumstemperaturer uppmätte i den rikstäckande ELIB-undersökningen. Enligt ELIB var rumstemperaturen i genomsnitt 22,5 C i flerbostadshus byggda Byggnaderna i LTH-undersökningen är byggda En viss sänkning av rumstemperaturen verkar systemet med individuell mätning och debitering ha medfört för Hälsingborgshem.

12 1.7 Inomhustemperatur i flerbostadshus Temperaturen i våra bostäder varierar. Dels varierar den mellan olika rum i lägenheten dels varierar den i tiden i takt med förändringar i utetemperatur och gratisvärmetillskott. En effektiv energianvändning med en god komfort förutsätter att de oönskade temperatursvängningarna hålls på en låg nivå. Det vanligaste sättet att reglera värmetillförseln till ett befintligt flerbostadshus är att styra efter uteklimatet. I rapporten Reglering av inomhustemperaturen i flerbostadshus med central återkoppling, Byggforskningsrådet R50:1989, redovisas en genomgång av området. I rapporten jämförs reglering två sätt att reglera inomhustemperaturen. Det ena sättet är det traditionella att styra efter uteklimatet. Det andra sättet är att styra efter uteklimat och frånluftstemperatur. Vid styrning efter uteklimatet används normalt termostatventiler för att eliminera övertemperatur på grund av solinstrålning, personvärme och belysning. Gratisvärmetillskotten från solen är i hög grad koncentrerade till maj (23%) och september (14%). Samtidigt har dessa två månader det lägsta värmebehovet under året. Räknat för uppvärmningssäsongen september april i stockholmstrakten blir gratis värmemängden från solen cirka 20 kwh/m 2, lgy. Övrig gratisvärme beräknas för hushållsel till kwh/m 2, lgy och personvärme per person till 8 kwh/m 2, lgy. I maj och i mindre omfattning september är gratisvärmen tidvis så stor att den under längre tid överstiger värmebehovet. All gratisvärme kan då inte tillgodogöras. I rapporten konstateras att reglering via uteklimat och frånluft har fördelar i förhållande till det traditionella sättet att reglera via uteklimat och termostatventiler. Fördelarna ligger i enkelheten och den låga kostnaden. Dock har detta system två väsentliga nackdelar i och med att lokala temperaturöverskott inte kan utnyttjas och att temperaturskillnader mellan olika rum och lägenheter inte kan påverkas. Reglering genom att mäta frånlufttemperaturen ger dock ett högt gratisvärmeutnyttjande och därmed energieffektivitet samt att medeltemperaturen kan regleras med stor noggrannhet. Frågan om att reglera rumstemperaturen för olika rum kräver dock en fungerande lokal mätning och styrning av den typ som radiatortermostatventiler utgör. Den slutsats som dras i rapporten är därför att styrning via mätning i frånluften kanske bör ses som ett komplement till termostatventiler.

13 1.8 ELIB- Innetemperaturen i bostadsbeståndet ELIB-projektet som var en landsomfattande undersökning av bostadsbeståndets inneklimat genomfördes under åren Då undersöktes bl a inomhustemperaturen i flerbostadshus och småhus. Resultaten från studien bygger på enkät-, besiktnings och mätundersökningar cirka 3300 små- och flerbostadshus. Totalt besvarade nästan boende frågor om inneklimatet. Resultaten finns bl a i ELIB-rapport nr 7, TN:30. ELIB konstaterade att den genomsnittliga innetemperaturen kan uppskattas till 20,9 C i småhusen och 22,2 C i flerbostadshusen. Jämfört med tidigare undersökningar från 1980-talet tycks innetemperaturen ha ökat under talet. Den allmänna temperaturnivån varkar ha stigit med i storleksordningen 0,5 C från 1980-talet till början av 1990-talet. Analyser som gjordes inom ELIB-projektet av om innetemperaturen varierade i olika delar av landet eller beroende på byggnadstyper, ombyggnadsstatus, husens ålder eller ventilationssystem visar inte på några signifikanta skillnader. Däremot förekommer rätt avsevärda variationer mellan olika byggnader. I ELIB konstaterades att det i cirka 22% av småhusen och 6% av flerbostadshusen var innetemperaturen lägre än 20 C. Omräknat i antal boende betyder detta att det i småhus sammanlagt bor 900-tusen människor med låg innetemperatur. Motsvarande antal människor i kalla flerbostadshus är cirka 170-tusen. Relativt hög innetemperatur, över 23 C, uppmättes i 33% av flerbostadshusen. I dessa hus bor uppskattningsvis 1 miljon människor. ELIB redovisar inte omfattningen på höga innetemperaturer i småhus. Möjligen kan det bero på att innetemperaturer högre än 23 C inte uppmättes i småhus. Det finns cirka 2,3 miljoner lägenheter i flerbostadshus och 33% av dessa hade enligt ELIB en innetemperatur överstigande 23 C. En sänkning av temperaturen med 1,5 C skulle innebära en energibesparing på cirka GWh per år. Den uppskattningen utgår från en medelenergiförbrukning per lägenhet för uppvärmning på 220 kwh/ m 2 och år. Sänkning av inomhustemperaturen brukar anges till 6% grad C. Här antas att temperatursänkningen med 1,5 C leder till 5-9% energibesparing. 1.9 Så vill de boende ha det I Stockholm byggdes under första halvan av åttiotalet i det så kallade Stockholmsprojektet sex energisnåla flerbostadshus. Stockholms Stad, Byggforskningsrådet och KTH gjorde en rad uppföljningar av husen. Det unika med Stockholmsprojektet var den breda tvärfackliga utvärderingen med deltagare från många discipliner som följde projektet från början. Projektet

14 genomfördes med målet att bostäderna skulle bli energieffektiva samtidigt som högt ställda krav på komfort och trivsel skulle uppnås. En första uppföljning av de boendes upplevelser genomfördes Resultaten från den första boendestudien pekade bl a på vikten av att kvalitetssäkra inte bara byggandet och byggnaden som sådan utan också det skede där byggnaden tas i drift. Många synpunkter från de boende pekade på att husen och dess installationer efter ett år inte var tillräckligt väl injusterade. Dessa synpunkter gav upphov till en ny intervjuundersökning 1991 då husen varit i drift i fem år. Den uppföljningen berör både inomhusklimat och hälsobesvär och frågor om inomhusklimatet förändrats under de fem första åren ställdes till de boende. De viktigaste slutsatserna kring inomhusklimat och boendesynpunkter från den första utvärderingsperioden var: Uppmätt energianvändning var genomgående högre än beräknad. Orsakerna var bl a att innetemperaturen i verkligheten var mycket högre än de beräknade 20 C, styr- och reglersystemen arbetar inte med den precision beräkningarna förutsatt. Tillräcklig hänsyn till köldbryggor hade inte tagits. Faktiska prestanda för värmeväxlare och värmepumpar var lägre än förväntat. Tillräcklig hänsyn till el för drift av fläktar m m hade inte tagits. De energieffektiva husen hade bättre inomhusklimat än kontrollhuset ur den vanliga nyproduktionen De boende önskade sig en inomhustemperatur på 22 C. Det vore önskvärt om de boende själva kunde reglera inomhustemperaturen. Den uppföljande utvärderingen 1991 visar att: Andelen som menar att temperaturen i lägenheterna är för låg under vinterhalvåret har sjunkit. Kontrollmätningar vid intervjutillfället visar att inomhustemperaturen minvärde höjts med 1 C. Synpunkter på att ventilationen vintertid är dålig kvarstår efter fem år. Tillkommit har att det är betydligt fler som menar att ventilationen och luftkvalitet sommartid blivit dålig. Nu liksom tidigare menar ungefär varannan boende att det drar i lägenheten. Hälsobesvären har ökat och allt fler kopplar detta till bostaden men att de boende i Stockholmsprojektets energisnåla hus upplever sig ha färre

15 hälsobesvär än vad det i är i genomsnitt i Stockholms flerbostadshus byggda under samma period. Ett kvarstående intryck från Stockholmsprojektens utvärderingar är att trots att mycket stora ansträngningar gjorts för att ge de boende ett inneklimat av hög kvalitet så kvarstår efter fem år fortfarande en hel del synpunkter på drag, dålig luftkvalitet och låga inomhustemperaturer Förekomst av termostatventiler ELIB-undersökningen konstaterade att det i början av 1990-talet fanns termostatventiler i 75% av den totala bostadsvolymen. Den s k ERBOLundersökningen, i början av 1980-talet, kom fram till att motsvarande siffra då var 56%. Det sannolika är att det idag inte installeras manuella radiatorventiler i någon nämnvärt omfattning. Injusteringsgraden i flerbostadshusen har, enligt ELIB, också ökat under 1980-talet. Totalt sett hade 84% injusterats under den senaste tioårsperioden. ERBOL-undersökningen redovisade att motsvarande siffra var 56% Besparingspotential Tabellen nedan visar värmeförbrukningen i svenska fjärrvärmeanslutna bostadsfastigheter byggda 1960 respektive 1980, källa: Mätning och debitering av varmvatten, DsBo Byggnadsår Värmeförbrukning (kwh/m 2 ) Uppvärmning (kwh/m 2 ) Varmvatten (kwh/m 2 ) Erfarenheter gjorda inom SABO-företagen uppskattar att värmeförbrukningen sjunker med 5 6% vid byta av gamla termostatventiler mot nya. Ett antagande beträffande införande av individuell mätning och debitering av värmeförbrukning anger besparingar i storleksordningen 10 20% av uppvärmningsbehovet, källa: Individuell mätning av värmeförbrukning i lägenheter, FVF 1996:2. En sänkning av rumstemperaturen med 1 C brukar erfarenhetsmässigt anges till ca 6% av värmeförbrukningen för äldre bebyggelse, t ex hus byggda kring 1960-talet.

16 Ett införande av en smartare reglering av värmeförbrukningen i rum i bostadsfastigheter som inkluderar individuell mätning och debitering med beaktande av fönstervädring bör ha stora förutsättningar att nå besparingar i värmeförbrukningen på 5 15 %. 2 Närliggande teknikupphandling I det här sammanhanget är följande tre tekniktävlingar av intresse att beröra: Bostadsventilation för befintliga flerbostadshus, Energimyndigheten Behovsstyrd ventilation i nya flerbostadshus, Energimyndigheten och LIP-kansliet Stockholms Stad System för individuell mätning och kostnadsfördelning av värme, el, gas och vatten i flerbostadshus, LIP-kansliet Stockholms stad. 2.1 Bättre ventilationslösningar Energimyndighetens tekniktävling, som startade 1997, handlade om att förbättra ventilationen i befintliga flerbostadshus. Avsikten med projektet var att initiera en utveckling av bättre systemlösningar och komponenter för bostadsventilation vid upprustning av flerbostadshus byggda Utgångspunkten för tävlingen var att många flerbostadshus uppförda under efterkrigstiden är i akut behov av upprustning. Det finns ett behov av att rusta upp befintliga ventilationssystem så att de klarar dagens krav på luftväxling samt drag, buller, emissioner, fukt och mögel energieffektivitet m m. Fyra finalisters förslag installerades och utvärderades under perioden En, något överraskande, slutsats från projektet är det dåliga intresse ventilationsföretagen visade för tävlingen. I slutrapporten från projektet konstaterades att även ambitionerna för och förmågan att satsa på utveckling av nya tekniska lösningar är dålig bland branschens företag. En bidragande orsak till detta är att utveckling av nya tekniska lösningar och komponenter tar längre tid än vad rymts inom projektet. Därför präglades tävlingsförslagen mer av senaste nytt än av helt nya och oprövade konstruktioner. Trots allt hävdas i rapporten från Energimyndigheten att tävlingen bidragit till teknikutvecklingen i inom ventilationsområdet. Bland de tekniska slutsatserna som har bäring på värmereglering kan följande framhållas: Radiatorsystemet bör injusteras vid upprustning av ventilationssystem pga ändrade luftflöden och därmed ändrat värmebehov Med den låga elenergianvändning som moderna frånluftfläktar har finns det inte längre några motiv ur, energisynpunkt att satsa på självdragssystem med hjälpfläktar

17 Uteluftdon bör utvecklas med avseende på tryckfall, ljuddämpning, reglerbarhet, luftföring, filtrering Spiskåpor och spisfläktar bör utvecklas så att tillfredställande grad av osuppfångning kan erhållas Cirkulationsfläkt kan installeras i badrum för att snabba på torkning av tvätt 2.2 Behovsstyrd ventilation Syftet med upphandlingen är att få fram systemlösningar för behovsstyrd ventilation för flerbostadshus främst avseende nyproduktion. Behovsstyrning av ventilationen beräknas ge en besparing av värmeenergi om ca 20 procent. Kraven i tävlingen är inriktade på att få fram lösningar där de boende själva kan påverka flödena individuellt i varje rum men med säkerställande av gällande krav på grundflöden så att miljö- och hälsoaspekter inte äventyras. De lösningar som efterfrågas i tävlingshandlingarna ska vara möjliga att integrera med fastighetens övriga styr-, reglerings- och kommunikationsutrustning. Helst ska de också gå att integrera för individuell mätning och debitering av värme. Projektet drivs i samarbete mellan LIP-kansliet i Stockholms Stad, Energimyndigheten och Boverket. I beställargruppen ingår representanter från J&W, SP, JM, NCC, Svenska Bostäder, Peab, LKF och Gavlegårdarna. De två bästa systemen från tekniktävlingen har installerats i två provlägenheter som ägs av Svenska Bostäder. Tidigare har komponenter provats och systemen bedömts och simulerats. Provningen i lägenheterna syftar till att få viktiga erfarenheter från installation, drift och synpunkter från de boende. Mätningarna som omfattar bl.a. luftflöden, temperaturer och luftkvalitet, kommer att ske under under hela Individuell mätning LIP-kansliets teknikupphandlingstävling om System för individuell mätning, visning och kostnadsfördelning av värme, el, gas och vatten i flerbostadshus utsåg en lösning från Birka Energi och BPA som vinnare. Den lösningen kallas numera BBI F20 och den innehåller förutom övervakning av energiförbrukning även möjligheter till styrning av bl a värme. Det handlar i första hand om styrning av värme och därmed lägenhetens temperatur. Ingen av lösningarna som nominerades i LIP-tävlingen kan med rimlig ekonomi åstadkomma en rumsvis styrning av lufttemperaturen. Den lösning som BBI F20 arbetar med är att montera en motorventil på lägenhetens värmestam. Den lösningen provas i Hammarby Sjöstad under hösten 2001.

18 Det verkar som om rumsvis styrning av värmesystemet i kombination med mätning fortfarande är på utvecklingsstadiet. En styrning på varje radiator i kombination med central mätning av lägenhetens värmeförbrukning kan kanske bli en möjlig utveckling. Radiatorventilens reglering kan eventuellt skötas av en termomotor. En sådan utveckling kräver dock att priset på dessa sjunker rejält. 3 Krav på termisk komfort Upplevelse av termisk komfort beror på luftens innetemperatur men också av omgivande ytors strålningstemperatur, luftrörelser, fysisk aktivitet och klädsel. Den relativa fuktigheten i inneluften har mycket liten inverkan på upplevelsen i normalt inomhusklimat. Slutsatser från försök där upplevelsen av termisk komfort testats är att flertalet människor reagerar på likartat sätt. Lagstadgade krav på termisk komfort vid produktion av nya och ändring av byggnader finns formulerade i Boverkets Byggregler, BBR 99. För den som vill skärpa och precisera kraven ytterligare på inomhusklimatet finns skriften Klassindelade inneklimatsystem R1, Riktlinjer och Specifikationer från VVS-tekniska. Inneklimatet kan enligt R1 klassas i fyra olika klasser. Klassindelningen grundas på bedömningar av människors upplevda och förväntade reaktioner på inneklimatet. När det gäller kraven på termisk komfort i befintliga byggnader har Socialstyrelsen givit ut allmänna råd om termiskt inomhusklimat, 1988:2. I dessa finns underlag för bedömningar när det har uppstått en tvist kring inomhusklimatet. 3.1 BBR och Termiskt rumsklimat Boverkets Byggregler, BBR 99, avsnitt 6:41 handlar om Termiskt rumsklimat och i föreskriftstexten sägs att: - Byggnader som innehåller bostäder, arbetslokaler eller likvärdiga utrymmen där personer vistas mer än tillfälligt, skall utformas så att ett tillfredställande termiskt inomhusklimat kan erhållas. I den kompletterande rådstexten sägs följande: Föreskriftens krav är uppfyllt, om byggnaden utformas så att vid dimensionerande utetemperatur - den lägsta riktade operativa temperaturen i vistelsezonen beräknas bli 18C i bostads- och arbetsrum och 20C i hygienrum och vårdlokaler samt i rum för barn i daghem och förskolor och för äldre i servicehus o.d.,

19 - den riktade operativa temperaturens differenser vid olika punkter i rummets vistelsezon beräknas bli högst 5 K, - yttemperaturen på golv beräknas bli lägst 16C (hygienrum lägst 18C och i lokaler avsedda för barn lägst 20C) och högst 27C, och - lufthastigheten i ett rums vistelsezon inte beräknas överstiga 0,15 m/s. För utrymmen i bostäder, kontor o.d. kan kravet normalt anses uppfyllt, om utrymmet har normal fönsterarea och uppvärms med radiatorer, takeller golvvärme samt inverkan av köldbryggor beaktats vid byggnadens utformning. 3.2 Olägenhet för människors hälsa och termiskt inomhusklimat I Socialstyrelsens allmänna råd om termiskt inomhusklimat, 1988:2, finns riktlinjer för inom vilka intervaller den operativa temperaturen ska håll sig för att inte olägenhet för människor ska uppstå. Den operativa temperaturen bör ligga inom intervallet C. Med operativ temperatur menas medelvärdet av lufttemperaturen vid en viss punkt och sammanvägning av omgivande ytors strålningstemperatur. Denna riktade operativa får vara lägst 18 C. Socialstyrelsen uttalar sig också om strålningsasymmetrin genom inverkan från t ex kalla fönster eller en kall vägg. Den bör inte överstiga 10 C. Dessutom bör strålningsasymmetrin från takvärme inte överstiga 5 C. Däremot sägs inget om strålningsasymmetri från radiatorer. Råden kan i första hand användas i befintliga byggnader när det finns behov av att avgöra om olägenhet för människor föreligger eller inte föreligger. Miljöbalkens allmänna hänsynsregel om bevisbörda lägger ansvaret för att visa att olägenhet inte uppstår för människors på fastighetsägaren. Det är således fastighetsägaren som ska utreda när t ex en hyresgäst klagar på att det finns brister i inneklimatet. 3.3 Klassning av inneklimat, termisk komfort I skriften Klassindelade inneklimatsystem R1, Riktlinjer och Specifikationer från VVS-tekniska föreningen finns underlag för bedömning av inneklimatsystem. Inneklimatet kan enligt R1 klassas i fyra olika klasser. Klassindelningen grundas på bedömningar av människors upplevda och förväntade reaktioner på inneklimatet. Dessa baseras på standarden ISO 7730, Moderate thermal

20 environments- Determination of PHV and PPC indices och ASHRAE , Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. Termisk kvalitet kan också definieras för de olika fyra klasserna. Dessa omfattar godtagbara värden för bl a operativ temperatur och strålningsasymmetri. Där klassen TQ1 tillåter för vinterfallet att den operativa temperaturen 1C från optimalvärdet 22C. För klassen TQ3 accepteras 3C från optimalvärdet 22C, vilket betyder att en temperatursvängning på 6C kan accepteras i den klassen, 19-26C. Motsvarande värden finns även för strålningstemperatur från kalla och varma ytor, strålningsasymmetri faktorer. I standarden ISO 7730 finns klimatindexet PMV, Predicted Mean Vote. Detta index utgår ifrån hur en grupp människor genomsnittligt värderar det termiska klimatet. Ur PMV-indexet kan ytterligare ett klimatindex beräknas, nämligen PPD-indexet, Predicted Percentage Dissastisfied. PPD är tänkt att indikera hur stor andel av en större grupp människor som kan förväntas vara missnöjda med det termiska klimatet. I skriften R1 finns också allmänna krav på mätning av och mätinstrument för de termiska inneklimatklasserna. 4 Termostatventiler 4.1 Några definitioner I standarden Rörledningsarmatur Termostatstyrda radiatorventiler Krav och provningsmetoder, SS-EN finns det följande fem typer av termostatventiler beskrivna: - termostatventil med inbyggd givare: termostatventil där givare, expansionsdel och temperaturväljare utgör en enhet som är direkt förbunden med ventildelen - termostatventil med inbyggd temperaturväljare och separat givare: termostatventil där temperaturväljaren är direkt förbunden med ventilen. Givaren är skild från expansionsdelen. Mellan givare och expansionsdel finns en överföringsdel. - termostatventil med separat givare inkluderande temperaturväljare: termostatventil där givare och temperaturväljare är monterade åtskilda från ventildel och expansionsdel. Mellan givare och expansionsdel finns en överföringsdel. - termostatventil med separat givare och separat temperaturväljare: termostatventil där expansionsdelen är direkt förbunden med ventilen, medan givare och temperaturväljare utgör varsin enhet. En överföringsdel förbinder temperaturväljare med givare respektive expansionsdel. - termostatventil med förinställning: termostatventil där ett minskat flöde kan erhållas genom mekanisk inställning av en i ventilen inbyggd anordning.

21 Den vanligaste modellen i vattenburna värmesystem är termostatventilen med inbyggd givare. 4.2 Termostatventiler och tilluftsdon Här följer några exempel på nya produkter : Danfoss AB har en radiatortermostat, RA-PLUS, som är programmerbar med tidsstyrning av temperaturen. Den har två program att välja mellan, ett för vardagar och ett för helger. MMA, Markaryds Metallarmatur har nu tagit fram rumsregulatorer bl a följande: Rumsregulator R34MV används för att reglera värme. Tillsammans med VM 2-10V kan termoställdon R34MV reglera t ex radiatorer. Reglerområdet är mellan C. MMA, Markaryds Metallarmatur har en adapter som passar för att ersätta den gamla termostatventilen. Den passar till samtliga MMAs radiatorventiler, radiatorkoppel eller kylventiler. Med en adaptersats kan man montera ENT på MMAs äldre ventiler och även på ventiler av annat fabrikat. MMA, Markaryds Metallarmaturs termostat ENT passar till samtliga MMAs radiatorventiler, radiatorkoppel eller kylventiler. Med en adaptersats kan man montera ENT på MMAs äldre ventiler och även på ventiler av annat fabrikat. Landis&Staefa Siemens Buildings Technology har ett nytt sortimentet med rumstermostater. Det är dels enkla analoga två-lägesregulatorer (endast värmesekvens eller kylsekvens) dels komplexa digitala rumsregulatorer (flera sekvenser). Landis&Staefa Siemens Buildings Technology har nya elektromekaniska ställdon för småventiler och radiatorventiler, installationstiden minskas. Honeywell AB har självverkande eller motoriserade radiatorventiler med antingen elektriska eller pneumatiska ställdon. KTC Control AB samarbetar med bostads AB Poseidon i Göteborg med att utveckla IT-baserade styr- och reglersystem. Bland produkterna finns en 1- stegs termostat för värmereglering. KTC Control AB har också utvecklat ett datoriserat styr-, regler och övervakningssystem för underhållsplanering, och säkrare drift. Systemet beräknar komfortvärdet i lägenheterna, registrerar

22 vattenförbrukning (kall- och varmvatten), elförbrukning och skapar underlag för fördelning av uppvärmningskostnaderna. Casamja AB har en uteluftsdiffusor för konvertering av äldre spaltventiler över och under fönsterbänk. I ett vanligt 2-glasfönster placeras Omegadiffusorn på den inre övre fönsterbågen. Luften leds in i underkant mellan de bägge fönsterbågarna. Luften förvärms mellan glasrutorna av värmeförlusten genom fönstret. 5 Lagkrav på mätning och debitering av värme Den lagstiftning som direkt påverkar individuell mätning och debitering av värme och varmvatten är Förordningen om el-, vatten- och värmemätare, SFS 1994:99. I den åläggs leverantör av el, vatten och värme att ska installera mätare som har en rimlig mätnoggrannhet och att de är certifierade av godkänt organ. Mätare ska med visst tidsintervall genomgå s k mätarrevision. Mätarna ska också vara lätta att avläsa. Det råder avtalsfrihet mellan hyresvärd och hyresgäst då det gäller hyran. Om det uppstår en tvist ska en jämförelse göras med bruksvärdet för en likvärdig lägenhet. Om hyran påtagligt överstiger detta ska hyran anses vara oskälig. Genom dessa bestämmelser används hyresnivåerna i allmännyttiga bostadsföretag som måttstock vid jämförelser. I hyresförhandlingslagen sägs att hyrans storlek ska vara fastställd i ett hyresavtal eller i en överenskommelse som träffats vid förhandlingar. Där sägs att rörlig hyra inte får förekomma för bostadslägenhet. Dock finns i det här sammanhanget ett viktigt undantag beträffande debitering av bränsle-, VA- och elkostnader. Det vanligaste idag är dock att det ät totalhyra som tillämpas. 5.1 SAVE-direktivet EUs rådsdirektiv 93776/EEG (SAVE-direktivet) syftar till att genom olika åtgärder minska utsläppen av koldioxid och genom detta begränsa växthuseffekten. Artikel 3 i direktivet behandlar fördelning av kostnader för energi, som används för uppvärmning, tappvarmvatten och luftkonditionering i byggnader. Målet är att fördela förbrukning och kostnader på de enskilda brukarna. Enligt artikel 3 ska EUs medlemsländer utarbeta och genomföra program för debitering kostnader för uppvärmning, luftkonditionering och varmvatten. Användarna ska också kunna påverka sin användning av energin för dessa ändamål.

23 Sverige har valt att inte ändra lagstiftningen i riktning mot individuell mätning och debitering av värme och varmvatten. I ett par rapporter till EU har regeringen förklarat Sveriges agerande med att: Våra småhus till övervägande del redan har individuell mätning och debitering av energianvändningen Ca 70% av flerbostadshusen och cirka 50% av lokalerna är fjärrvärmeanslutna och att fjärrvärmeanslutningen fortsätter och att endast en mindre dela av fjärrvärmeproduktionen, ca 30%, baseras på fossila bränslen. Samt att utbyggnad av biobränsleeldad produktion fortsätter. Detta betyder, enligt regeringen, att endast en mindre del av värmeanvändningen i flerbostadshusen ger ett tillskott i CO 2 -utsläppen. I slutbetänkandet från miljömålskommittèn föreslås att tekniken för individuell mätning i första hand bör testas inom speciella demonstrationsområden. I en studie från Stiftelsen TEM vid Lunds Universitet har uppskattats att införandet av individuell mätning och debitering av värme och varmvatten i de svensk flerbostadshusen inte skulle minska koldioxidutsläppen med mer än högst cirka 1% även om energibesparingen skulle bli så stor som 20%. Resultaten av dessa beräkningar är naturligtvis helt avhängiga av de antaganden som gjorts beträffande fjärr- och kraftvärmeproduktion etc. 6 Möjliga utvecklingsvägar Genomgången i den här förstudien kan konstatera att problemområdet med värmereglering av rum i flerbostadshus är komplext och att det förutom värmedistributionsfrågor även berör ventilation och bostadsvanor (vädring, val av rumstemperatur). Ett stort problem är injustering av värmedistributionen. En rätt utförd injustering kräver en riktigt utförd projektering, och ett noggrant utförande. Vilket sällan inträffar. Bostadsvanor beträffande vädring är ett svårhanterbart problem. Problemet med injustering och rätt tryck och flöde ut till varje radiator kan lösas med rätt dimensionering och val av tryckstyrda pumpar. SABO säger sig ha en mycket bra dialog med fabrikanter för termostatventiler. Det finns idag bra termostatventiler på marknaden. På pumpsidan finns bra, tillförlitliga och billiga varvtalsreglerade pumpar. Fönsterkontakt ansluten till rumsregulator och reglering av tilluft ansluten till rumsregulator kan bli ett sätt att komma till rätta med fönstervädrings- och kallrasproblemet.

24 6.1 Sammanfattning av problemet Sammanfattningsvis kan problemen med att reglera rumstemperaturen kortfattat beskrivas i följande punkter: Brukarnas önskemål om att kunna påverka och lätt ställa om rumstemperaturen är svåra att leva upp till idag Värmekostnaden ingår i hyran vilket minskar incitamentet för att sänka rumstemperaturen Rumstemperaturen varierar inom stora intervall Rumstemperaturen i flerbostadshus är i genomsnitt ca 1C högre än i småhus Fönstervädring pga dålig ventilation och hög rumstemperatur omfattande Uteluftsintag undermålig i många flerbostadshus, kallrasproblem, damm/smuts och buller Radiatorsystemen är inte injusterade för att ge termostatventilen optimal funktion, reglerauktoriteten inte tillräcklig. Det kan bero på för lite vatten, för lågt tryck, för högt tryck Oenighet i branschen om vilken injusteringsmetod som är bäst, lågflöde eller högflöde Termostatventilens roll i värmeregleringen inte entydig. Den vanligaste uppfattningen är att den ska stänga radiatorn för att ta tillvara tillfälliga temperaturöverskott Termostatens omgivning avgörande i vissa fall, gardiner, soffor etc lurar termostaten Gamla termostatventiler fungerar inte, vaxet eller gasen tar slut och ventilerna står öppna Om ovanstående punkter någorlunda beskriver dagens problem beträffande värmereglering av rum i flerbostadshus kan nedanstående vision tjäna som riktmärke för en tekniktävling. 6.2 Vision Med ovanstående problembeskrivning kan följande vision formuleras: En bra rumsklimatreglering ska klara av att begränsa att svängningar i rumstemperaturen till 1C, förhindra att kallras uppkommer samt ha en god funktion även efter längre uppehåll av värmedistribution. Systemet ska kunna appliceras i befintliga flerbostadshus med frånluftsventilation. Rumsklimatregleringen ska också vara enkel att använda för de boende samt vara enkelt att installera och driftsäker bl a med avseende på igensättning från föroreningar i värmesystemet. Vidare ska rumsklimatregleringen klara av fönstervädring.

25 Termostatventilen ingår som ett inslag i byggnaders uppvärmningssystem. De samverkar med både värmedistributions- och ventilationsanläggning. Termostatventilen är beroende av att värmedistributionsanläggningen är rätt injusterad. Termostatventilen är också beroende av ventilationsanläggningens tilluft. Utformning och placering av tilluftsdon har stor inverkan på upplevelsen av det termiska inneklimatet. I vissa situationer riskerar en stängd radiator ge upphov till kallras. Tävlingen bör avgränsas till att omfatta individuell reglering av värme per rum med mätning per lägenhet. Eventuellt kan en uppdelning på två klasser göras: befintliga och nya hus. Kravspecen bör inriktas mot att tekniken för rumsreglering via en rumsvis placerad reglercentral utvecklas. Den kan t ex vara ansluten till elnätet.

26 Referenser Bostadsventilation för befintliga flerbostadshus, Slutrapport av teknikupphandlingsprojekt , Energimyndigheten 2000 Klassindelade inneklimatsystem R1, riktlinjer och specifikationer VVS-tekniska Föreningen 2000 VVS 2000, Inomhusklimat & Inomhusmiljö, tabeller och diagram VVS-tekniska föreningen 2000 Kriterier för sunda byggnader och material Boverket 1998 Styrning och reglering av värme, kyla och ventilation. Metoder och exempel, L-G Månsson, Byggforskningsrådet i maj Rapport Förstudie av termostatventilers funktion och prestanda, Byggforskningsrådet projektnummer Christer Ericsson Consult AB. System för individuell mätning, visning och kostnadsfördelning av värme, el, gas och vatten i flerbostadshus, LIP-kansliet dec Rörledningsarmatur Termostatstyrda radiatorventiler krav och provningsmetoder, SS-EN Rumstemperatur uppföljning av injustering, Byggnadsstyrelsens tekniska byrås information, Energimätning i flerbostadshus, Bertil Fredlund, BFR R59:1987. Radiatortermostatventilers funktion- lägesrapport, Anders Svensson Statens Institut för Byggnadsforskning, M78:4