2.1 Erfaringer med energiförbrug i lavenergibyggnader

Transkript

1 2.1 Erfaringer med energiförbrug i lavenergibyggnader

2 1 Inledning Per Johan Wik, Energikontoret Skåne (tovholder), Staffan Branting, Kristianstad Kommun, Sannah Grüner, Köpenhamns Energi och Ole Lögtholt Pedersen, Albertslunds kommun har fått i uppgift att jämföra beräknade värden av energianvändningen med uppmätta värden av den verkliga energianvändningen i lågenergibyggnader i Danmark och Sverige. En del i uppdraget är också att utifrån gjorda observationer dra slutsatser inom området för Öresundsregionen. 2 Problemställning Det finns idag inte några normer för hur man på ett systematiskt sätt ska beräkna och mäta energianvändingen i lågenergibyggnader. Det har ofta visat sig att beräknade värden för energianvändningen inte stämmer överens med uppmätta värden. Att definiera ett system för att mäta energianvändningen vore önskvärt med en strukturerad mätsystematik, bra mätutrustning och bra mätteknik, exempelvis en Öresundsmodell som kan användas i Öresundsregionen. 3 Avgränsning Studien tittar på lågenergibyggnader i Skåne och Själland. Slutsatser som dras i rapporten har fokus på gemensamma normer enligt EU direktiv och hur dessa används och kan användas i Öresundsområdet. 4 Gränsvärden för energianvändning i byggnader 4.1 EU direktiv om byggnaders energiprestanda Europaparlamentet och Euopreiska Unionens råd antog den 19 maj 2010 direktivet om byggnaders energiprestanda (2010/31/EU). Direktivet främjar en förbättring av energiprestanda i byggnader i unionen samtidigt som hänsyn tas till utomhusklimat och lokala förhållanden samt till krav på inomhusklimat och kostnadseffektivitet. I direktivet fastställs krav i fråga om följande: Den gemensamma allmänna ramen för en metod för beräkning av integrerad energiprestanda för byggnader och byggnadsenheter. Se bilaga 1, Tillämpningen av minimikrav avseende energiprestanda på nya byggnader och nya byggnadsenheter. Tillämpningen av minimikrav avseende energiprestanda på o befintliga byggnader, byggnadsenheter och byggnadselement som genomgår större renoveringar, o byggnadselement som ingår i klimatskalet och som har en avgörande betydelse för klimatskalets energiprestanda, när de efterinstalleras eller ersätts, o installationssystem varje gång det installeras, ersätts eller uppgraderas. Nationella planer för att öka antalet nära-nollenergibyggnader. Energicertifiering av byggnader eller byggnadsenheter. Regelbundna kontroller av värme- och luftkonditioneringssystem i byggnader. Oberoende kontrollsystem för energicertifikat och inspektionsrapporter.

3 Medlemsstaterna ska vidta nödvändiga åtgärder för att se till att minimikrav avseende byggnaders eller byggnadsenheters energiprestanda fastställs i avsikt att uppnå kostnadsoptimala nivåer. Energiprestandan ska beräknas i enlighet med den metod som avses i artikel 3. De kostnadsoptimala nivåerna ska beräknas enligt ramen för jämförbara metoder som avses i artikel 5, när ramen införts. Medlemsstaterna ska se till att: alla nya byggnader senast den 31 december 2020 är nära- nollenergibyggnader, och nya byggnader som används och ägs av offentliga myndigheter är nära-nollenergibyggnader efter den 31 december Medlemsstaterna ska upprätta nationella planer för att öka antalet nära nollenergibyggnader. Dessa nationella planer får innehålla differentierade mål beroende på byggnadskategori. Medlemsstaterna ska dessutom, genom att följa det bästa exemplet inom den offentliga sektorn, utforma politik och vidta åtgärder, t.ex. mål, för att stimulera att byggnader som renoveras omvandlas till nära nollenergibyggnader och ska informera kommissionen om detta i sina nationella planer som avses i punkt 1 (stycket ovan). Ovanstående direktiv förmodas att införlivas i en propposition under 2012 i Sverige. 4.2 Gränsvärden för byggnaders energianvändning i Danmark och Sverige I svenska Boverkets byggregler (BFS 2011:6 BBR18) finns gränsvärden för energianvändning satta för nya byggnader, och frivilliga klasser för låg energianvändning införs i tilläggsförslaget till BBR 18. I det danska bygningsreglementet BR10, finns gränsvärden för energianvändning satta för nya byggnader. I BR10 finns även en frivillig klass för lågeneribyggnader kallad lavenergiklasse I augusti 2011 har ett tillägg till BR10 beslutats om, den frivilla klassen bygningsklasse Denna klass förväntas bli standard år 2020 för samtliga byggnader och från och med år 2018 för offentliga byggnader. Ett krav som ställs i bygningsklasse 2020 är att kommunen, för minst 10 % av byggnaderna, ska kunna begära in dokumentation om att korrekta energiberäkningar är genomförda.

4 Byggregler Danmark Byggregler Sverige (Zon III) BR10 Standard nya Primärenergi BBR 18 Standard Sekundär energi, byggnader(gällande) nya byggnader köpt energi Bostäder, studentboende, hotell, etc. Kontor, skolor, institutioner, etc. 52,5 kwh/m kwh/a temp 71,3 kwh/m kwh/a temp (gällande) Bostäder, ej 110 kwh/m 2 Bostäder, 55 kwh/m 2 Lokaler, ej 100 kwh/m 2 Lokaler, 55 kwh/m 2 Lavenergiklasse 2015 (frivillig klass) Bostäder, studentboende, hotell, etc. Kontor, skolor, institutioner, etc. Bygningsklasse 2020 (frivillig klass) Bostäder, studentboende, hotell, etc. Kontor, skolor, institutioner, etc. Förslag tillägg BBR 18 f.r.o.m. 1 jan 2012 Bostäder, ej Lokaler, ej Bostäder 2015 Låg enerianvändning (frivillig klass) 30 kwh/m kwh/a temp 41 kwh/m kwh/a temp Förväntas bli standard år 2020 Bostäder, ej 90 kwh/m 2 80 kwh/m 2 55 kwh/m2 67,5 kwh/m 2 Bostäder, 41,25 kwh/m 2 Lokaler, ej 60 kwh/m 2 Lokaler, 41,25 kwh/m 2 Mycket låg energianvändning (frivillig klass) 20 kwh/m 2 Bostäder, ej 45 kwh/m 2 Bostäder, 22,5 kwh/m 2 25 kwh/m 2 Lokaler, ej 40 kwh/m 2 Lokaler, 22,5 kwh/m 2

5 5 Energiberäkningar 5.1 Energiberäkningar i lågenergibyggnader Svenska Boverket rekommenderar inte något särskilt program för att beräkna energianvändningen utan menar att det är upp till byggherren att välja ett så pass bra program och metod att energianvändningen kan beräknas (BFS 2011:6 BBR 18). Till de danska byggreglerna, finns i bilaga 6 beskrivet att beräkningsanvisningarna angivna i Statensbyggeforskningsinstitut anvisning 213 (SBI 213) ska användas vid beräkning av byggnaders energianvändning för kontroll mot satta gränsvärden. SBI 213 består av beräkningsprogrammet Be10 och en beräkningsvägledning. Beräkningsprogrammet Be10 måste inte användas om annat beräkningsprogram kan bevisas använda samma beräkningskärna som Be10. Både Be10 och beräkningsanvisningar beställs från SBI och levereas till användaren mot en kostnad. SBI 213 är däremot inte särskilt utformad för lågenergibyggnader. I Sverige har styrgruppen för Energimyndighetens program för Passivhus och lågenergihus givit Forum för Energieffektiva Byggnader (benämnt FEBY i texten nedan) i uppdrag att tillsammans med branschen ta fram en lämplig kravspecifikation för såväl Passivhus som Minienergihus i Sverige. Förslaget var att man skulle utgå från tyska Passivhuskrav men utveckla dem för svenska förhållanden och också ta intryck av de Passivhusprojekt som genomförts i Sverige. Effektkrav och rekommenderade energikrav följer samma systemgräns som BBR 16 (BFS 2008:20), där såväl driftsel som övrig fastighetsel ingår i energianvändningen (FEBY Kravspecifikation för Minienergihus, Version 2009). Kraven på Minienergihus syftar till att minimera behovet av tillförd effekt och energi för uppvärmning i byggnader, så att erforderlig termisk komfort i byggnaden kan erhållas på ett rationellt sätt. Luftburen värme är en möjlighet men inte ett krav för ett Minienergihus, då värmen kan tillföras även via konventionella värmesystem. Effektkraven är dock, till skillnad från passivhuskraven, ställda så att värmebehovet inte kan klaras med en distribution av värme endast via hygienluftsflödet. Antingen krävs då ett recirkulationsluft, eller att man kompletterar luftvärmesystemet med konventionella värmesystem. Byggnadsutformningen ska tillse att ställda innemiljökrav och fuktskydd uppfylls och för bostadsbyggnader ska inte komfortkyla behövas vid nyproduktion. Utöver de krav som anges gäller minst krav enligt Boverkets Byggregler, för närvarande BBR 16 (BFS 2008:20) (FEBY Kravspecifikation för Minienergihus, Version 2009). I rapporten FEBY Kravspecifikation för Minienergihus, Version 2009 ges beräkningsanvisningar för att på ett bra sätt kunna genomföra energiberäkningar i lågenergibyggnader. Systemgränsen för byggnadens energianvändning framgår av nedanstående bild. Hushållsel och verksamhetsel ingår inte i byggnadens energianvändning (Regelsamling för byggande, BBR 2008, Supplement februari 2009, 9 Energihushållning, Läsanvisningar)

6 I Sverige definieras byggnadens energianvändning av köpt bränsle eller el för uppvärmning av byggnaden och tappvarmvatten och/eller kylning av byggnaden samt byggnadens köpta fastighetsel (exempelvis el för fläktar och pumpar). Solinstrålning, värme eller el från solfångare/solceller, internt värmetillskott och värmeåtervinning räknas inte till byggnadens energianvändning. 5.2 Felkällor vid energiberäkningar i lågenergibyggnader Köldbryggor kan orsaka % av byggnadens transmissionsförluster. Därför ska det enligt BBR genomföras en köldbryggeberäkning i samband med nybyggnation och energiberäkningen. Ingen eller en dåligt genomförd köldbryggeberäkning kan ha stor inverkan på energiberäknings kvalitet. Boendes beteende, så som vädring och förhöjd inomhustemperatur kan ha en stor inverkan på den faktiska energianvändningen och beteendet tas det inte hänsyn till i beräkningsskedet. Att bo i en lågenergibyggnad kan uppmuntra de boende till att välja en rejält låg inomhustemperatur och därmed ge en bild av att beräknad och uppmätt energianvändning stämmer, fast detta inte vore fallet med en normal inomhustemperatur.

7 6 Case studies fallstudie 6.1 Flerbostadshus och kontorsbyggnader Område Flagghusen är ett område i Västra hamnen i Malmö som byggdes med en tydlig inriktning mot hållbart byggande. Området skapades efter bo utställningen Bo01, som hölls i Malmö 2001 där höga krav ställdes på hållbarheten i området. Området är uppdelat på 17 fastigheter som 13 olika byggherrar har uppfört byggnader på. Flagghusen har kommit att bestå av blandad bebyggelse med främst lägenheter, både bostadsrätter och hyresrätter, företagsverksamhet, seniorboende och förskola. Kravet för Flagghusen bestämdes till 120 kwh/uppvärmd m 2 BRA och år. Kravet består av energi till uppvärmning, varmvatten, fastighetsel samt hushållsel/hyresgästel. Beräknad och uppmätt energianvändning Varför skiljer beräknad och uppmätt energianvändning? Förklaringar till att beräknad och verklig energianvänding skiljer sig är många, till exempel: att styrsystemen för värmen inte anpassats efter det faktiska värmebehovet i byggnaderna att byggnaderna inte uppfyller de isolerings- eller täthetsnivåer som antagits att byggfukt fortfarande torkar ut, vilket ökar transmissionsförlusterna att ventilationsflöden är högre än beräknat att återvinningen i ventilationsaggregat inte fungerar som projekterat att varmvattenanvändningen är högre än beräknat att de boende har varmare inomhus än 22 C

8 att det utsatta vindläget påverkar mer än beräknat att de boende vädrar att byggnader har golvvärme vilket ökar energianvändningen Ytterligare felkällor som gör att beräkningar och uppföljningen inte stämmer kan härledas till uppföljningen genom att: el till hiss och allmänbelysning samt el i källare och garage ej har tagits med i de ursprungliga beräkningarna av energibehovet men finns i statistiken aktiv uppvärmning av garagen har inte beaktats i energiberäkningarna och denna värme går heller inte att urskilja från statistiken varför värmen i vissa fall blir hög då varmgarage mäts tillsammans med byggnadens värmemätare all el antogs tillgodogöras byggnaderna som värme. Idag räknas vanligtvis endast 70 % enligt rekommendationer från Energimyndigheten normalårskorrigeringen genom effektsignatur, d.v.s. framtagen ekvation för kurvans lutning, och beräkningens normalårskorrigering inte överensstämmer helt i vissa fall har mätvärden saknats och energi har beräknats utifrån av övrig statistik installationers verkningsgrad och funktion inte har kunnat utvärderas Från energiuppföljningen är det svårt att dra en gemensam slutsats till varför byggnaderna överstiger det beräknade energibehovet. Innemiljön visar dock på att det troligtvis inte enbart beror på att byggnadens system inte fungerar optimalt, en del av energianvändningen kan härledas till de boende. All information i detta kapitel är hämtad från WSP:s rapport Uppföljning flagghusen, Enfamiljshus Område Under uppfördes fyra passivhus i Åhus som skulle presenteras under Nordöstra Skånes Bo Dagar 4 till 13 september Olika intressenter fick tävla om tomterna och de som fick uppföra byggnader var de som presenterade bäst passivhuskoncept med solfångare. Beräknad och uppmätt energianvändning

9 Varför skiljer beräknad och uppmätt energianvändning? Injusteringsproblem med ventilationer med dubbla flöden samt för högt antagen verkningsgrad. Otäta kaminer. Att boende inte varit närvarande/inflyttade och därmed inte bidragit med internvärme. El till fastighetsel (fläktar pumpar viss belysning) har ej beaktats i beräkningar, enligt Huss 2009 har endast varmvatten och värme beaktats i byggherrarnas egna simuleringar. Högre eller lägre inomhustemperatur än beräknat Golvvärme har valts som tillval. Specifika orsaker till skillnad mellan beräknad och uppmätt energianvändning per hus är: Alba 130 Inte skiljt på mätningen av energianvändningen i boendedel och kontorsdel, som ska göras. Kontorsdelen är inte byggd som lågenergibyggnad vilket däremot boendedelen är och det påverkar totala värdet. Briant 138 Enpersonshushåll, den boende har under delar av året inte bott i huset. Detta sammantaget har gjort att mätningen av energianvändningen inte är helt tillförlitlig. Villa Thermo Felaktiga flöden på ventilationen till att börja med. Felkoppling av solfångarutrustningen vilket gjorde att el gick för uppvärmning av varmvatten under sommarmånaderna. Detta sammantaget har gjort att mätta värden blivit felaktiga. Villa Vakteln Mätvärdet under utredning. All information i detta kapitel är hämtad från Staffan Branting i Kristianstad kommun, Erfarenheter från Danmark I Danmark saknas erfarenheter, från projektpartners, angående beräknad energianvändning innan byggstart och uppmätt energianvändning i den färdiga byggnaden. Den undersökning

10 som finns på området undersöker om uppmätt energianvänding i lågenergibyggnader möter de gränsvärden som ställts för att byggnaden ska klassas som en lågernergibyggnad. Resultatet av tio genomförda mätningar är att två byggnader möter det krav på energianvändningen som gränsvärdet för lågenergibyggnader ställer. Byggnaderna är uppförda år 2001 och Slutsatser Att kunna enas kring ett systematiskt tillvägagångssätt för energiberäkning vid nybyggnation och mätning av energianvändning i nya byggnader är av stor betydelse för den framtida utvecklingen på området. En utmaning för Energi Öresund kan vara att initiera arbetet med framtagandet av en enhetlig systematik för Öresundsregionen. Ett första steg är att enas om gemensamma riktlinjer vid energiberäkning. Nästa steg är att fastställa gemensamma normer för mätteknik av den faktiska energianvändningen. Viktigt för att kunna mäta korrekt är att gruppindela elinstallationen på ett sådant sätt att värme, tappvarmvatten, fastighetsel och hushållsel kan avskiljas och utläsas. Vid byggnation och uppförande av lågenergibyggnader finns det åtgärder som kan vara vettiga att genomföra för att uppnå önskad energianvändning och möta det värde som tagits fram genom beräkningar. Till att börja med kan det vara bra att termografera byggnaden före och efter fasadbeklädnad och beklädnad inomhus, för att hitta eventuella partier där kyla kan tränga igenom. Det är också viktigt att genomföra täthetsprover för att se om huset är byggt enligt gällande normer för luftläckage. Luftläckage innebär värmeförluster via ventilationen. Många lågenergihus är försedda med värmeåtervinning och detta kan innebära att oönskat ljud kan uppkomma från fläktar och dylikt. Viktigt är därför att genomföra ljudmätningar så att kraven uppfylls och en god ljudkomfort erhålles.

11 7.1 Förslag Följa, förklara, diskutera, distribuera information om EU:s Direktiv om energiprestandard för byggnader och byggnadsenheter till berörda målgrupper (byggherrar, entreprenörer, kommuner, kraftbolag och andra aktörer etc.).

12 Bilaga 1. Utdrag ur EU:s direktiv 2010/31/EU för beräkningsmetoder avseende byggnaders energiprestanda. 3. Metoden ska fastställas med beaktande av åtminstone följande faktorer: a) Följande faktiska termiska egenskaper hos byggnaden inbegripet dess mellanväggar: i) Termisk kapacitet. ii) Isolering. iii) Passiv uppvärmning. iv) Kylelement. v) Köldbryggor. b) Värmeanläggningar och varmvattenförsörjning, inbegripet deras isoleringsegenskaper. c) Luftkonditioneringsanläggningar. d) Naturlig och mekanisk ventilation, vilket kan inbegripa lufttäthet. e) Inbyggda belysningsinstallationer (huvudsakligen i den sektor som inte är avsedd för bostadsändamål). f) Utformning, placering och orientering av byggnaden, inklusive utomhusklimat. g) Passiva solvärmesystem och solskydd. h) Förhållanden avseende inomhusklimatet, inklusive planerat inomhusklimat. i) Internlaster. 4. Positiv påverkan av följande aspekter ska tas med i beräkningen i tillämpliga fall: a) Lokal solexponering, aktiva solvärmesystem och andra värme- eller elsystem som baseras på energi från förnybara energikällor. b) El från kraftvärme. c) Fjärr-/närvärmesystem och fjärr-/närkylsystem. d) Naturligt ljus.sv Europeiska unionens officiella tidning L 153/