Radiatorsystem eller golvvärmesystem?

ISRN UTH-INGUTB-EX-B-2020/008-SE Examensarbete 15 hp Juni 2020 Radiatorsystem eller golvvärmesystem? En ekonomisk och termisk jämförelse mellan två vattenburna värmesystem Martin Ericson Molly Gustafsson

RADIATORSYSTEM ELLER GOLVVÄRMESYSTEM? En ekonomisk och termisk jämförelse mellan två vattenburna värmesystem Martin Ericson och Molly Gustafsson Institutionen för samhällsbyggnad och industriell teknik, Byggteknik och byggd miljö, Uppsala Universitet Examensarbete 2020

Denna rapport är framställd vid Institutionen för samhällsbyggnad och industriell teknik, Byggteknik och byggd miljö, Uppsala Universitet, 2020. Typsnitt: Times New Roman, storlek 12 Copyright Martin Ericson och Molly Gustafsson Institutionen för samhällsbyggnad och industriell teknik Byggteknik och byggd miljö Uppsala Universitet ii

Abstract Radiator system or underfloor heating? Martin Ericson och Molly Gustafsson Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten Besöksadress: Ångströmlaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0 Postadress: Box 536 751 21 Uppsala Telefon: 018 471 30 03 Telefax: 018 471 30 00 Hemsida: http://www.teknat.uu.se/student The objective is to produce a recommendation for Bonava's future constructions regarding heating systems and installation methods. The report consists of a comparison between radiator system and underfloor heating by looking at the installation costs and the thermal comfort. It consists of a quantitative survey with measuring instruments to find out variations in the indoor temperature. The content can be used as guidelines for construction planning for apartment buildings to see which system that is most suitable for the cause. Based on the result, it can be concluded that the radiator system is cheaper to install than an underfloor heating system. The radiator system provides a more even indoor temperature. Radiator systems can therefore be said to be better from the thermal comfort aspect. Our technical examination and calculations indicate that the radiator system is cheaper and better seen for thermal comfort. Our recommendation to Bonava is therefore to choose this system. We also found through the index that it was a smaller difference between installation costs for the systems the larger the apartment area was. In terms of price, the difference between the heating systems is small when you consider the life-span of the systems. Installation costs do not therefore have to be decisive, but other factors may need to be taken into account in the choice of system. Handledare: Sonny Karlsson Ämnesgranskare: Magnus Åberg Examinator: Petra Pertoft ISRN UTH-INGUTB-EX-B-2020/008-SE

SAMMANFATTNING Rapporten består av en jämförelse mellan radiatorsystem och golvvärmesystem ur ett ekonomiskt perspektiv tillsammans med aspekten termisk komfort. Innehållet kan användas som riktlinje vid projektering av flerbostadshus när uppvärmningssystem ska väljas. Med hjälp av ett index för systemen emellan kan det mest lönsamma systemet för rätt ändamål väljas. Arbetet har utförts tillsammans med Bonava. Med hjälp av information från sakkunniga på företaget tillsammans med indata från leverantörer och litteraturstudier har rapporten genomförts. Det har även genomförts en mätstudie för att undersöka inomhustemperaturen i två olika bostäder med vardera system. Med hjälp av mätdon som registrerade inomhustemperaturen över tid kunde skillnader mellan systemen undersökas. Resultatet visar att det finns skillnader systemen emellan både med avseende på installationskostnader och den termiska komforten. Radiatorvärme har generellt sett en billigare installationskostnad. Installationsmässigt visar det att ju större yta bostaden har, desto mindre blir indexskillnaden mellan systemen. Gällande den termiska komforten visade mätstudien att golvvärmesystemet gav större skillnader mellan dess högsta och lägsta temperatur över dygnet. Radiatorsystemet gav en jämnare temperaturkurva vilket innebär att systemet är bättre sett till den termiska komforten. Slutsatsen av arbetet blev att radiatorsystemet anses vara mest lönsamt ur samtliga perspektiv. Då den termiska komforten endast undersökte ett ingjutet golvvärmesystem kan det inte uteslutas att ett lätt golvregelsystem i kombination med golvvärme hade varit bättre. Detta beror på att det ingjutna systemet är ett trögt system som ger långsamma förändringar, vilket kan vara en nackdel. Bilagor visar den rådata som resultatet bygger på. Här presenteras alla beräkningar och indata som använts. iv

FÖRORD Detta arbete är den avslutande delen för Högskoleingenjörsprogrammet i Byggteknik vid Uppsala Universitet. Examensarbetet utgör 15 hp av programmets totala 180 hp. Arbetet har genomförts i samarbete med Bonava Sverige AB, Uppsala. Bonava har bidragit med arbetsplats och kompetens. Vi vill rikta ett stort tack till alla leverantörer som har varit till hjälp i arbetet med informationsinsamling. Tack även till författarna av de rapporter som arbetet har tagit upp. Tack till Granab AB, Thermotech Scandinavia AB och Boverket för att vi fick låna deras bilder. Stort tack till alla de trevliga människorna på Bonava som vi har varit i kontakt med för trevliga stunder och mentalt stöd. Tack till Mattias Östling och Sebastian Lövbom som har hjälpt oss med verktyg för att utföra våra mätningar. Slutligen tackar vi Sonny Karlsson. Han har varit handledare på Bonava och bidragit med sin tid till att organisera, hjälpa till med informationsinsamling och agerat bollplank. Övervägande delen av arbetet har skett tillsammans. Informationsinsamling, skrift och bearbetning av texten har skett av både Molly och Martin. Molly har haft ett större ansvar för utförande av beräkningarna medan Martin har ansvarat för att bearbeta grafer och tabeller i Excel. Nedanstående kapitel har respektive person ansvarat för gällande skrift. Bearbetning och revidering har dock skett tillsammans. Ej nämnda kapitel har författats gemensamt. Molly Gustafsson Martin Ericson Kapitel Kapitel 1. 2.2. 2.1. 2.4. 2.3. 3.3.2. 3.3.1. 3.4. 5.1.1. 5.2.2. Uppsala, juni 2020 Molly Gustafsson Martin Ericson v

INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. INTRODUKTION 1 1.1. Syfte och frågeställning 1 1.2. Avgränsningar 2 1.3. Disposition 2 2. TEORI OCH BAKGRUND 3 2.1. Termisk komfort 3 2.2. Radiatorsystem 5 2.3. Golvvärmesystem 7 2.3.1. Lätta golvsystem 9 2.3.2. Ingjutet system 10 2.4. Tidigare studier och jämförelser mellan radiatorvärme och golvvärme 12 2.4.1. Installationskostnader 12 2.4.2. Temperatur 12 3. METOD 13 3.1. Val av metod 13 3.2. Insamling av material 13 3.3. Mätstudie 13 3.4. Dataunderlag för beräkningar 16 3.4.1. Metod för radiatorsystem 16 3.4.2. Metod för golvvärmesystem 17 4. RESULTAT OCH ANALYS 18 4.1. Resultat från mätstudie 18 4.2. Resultat från beräkningar 23 4.2.1. Installationskostnader 23 5. DISKUSSION 25 5.1 Diskussion 25 5.1.1. Diskussion mätstudie 25 5.1.2. Diskussion kring beräkningar och litteraturstudie 26 5.2 Felkällor 27 5.2.1. Felkällor vid mätstudie 27 5.2.2. Felkällor vid beräkningar och litteraturstudie 27 6. SLUTSATS 29 6.1. Rekommendationer 29 6.2. Förslag på fortsatt undersökning 29 vi

7. REFERENSER 30 BILAGOR 32 Bilaga 1. Statistik för utomhustemperatur från SMHI Bilaga 2. Beräkningar av installationskostnader för radiatorer Bilaga 3. Beräkningar av installationskostnader för golvvärme Bilaga 4. Sammanställning för beräkningar av installationskostnader inkl. planlösningar Bilaga 5. Exempel för placering av mätdon B1 B2 B3 B4 B5 vii

1. INTRODUKTION För att skapa attraktiva bostäder som är konkurrenskraftiga prismässigt är det viktigt med låga projekterings- och produktionskostnader. En stor del av kostnaden i de här skedena kommer från kostnader för installationer. Förutsättningarna för byggnader skiljer sig och det system som är billigast för en byggnad är inte alltid det billigaste för en annan. Vilket uppvärmningssystem som ska väljas styrs bland annat av ekonomiska och tekniska aspekter. För att en bostad ska få en komfortabel och trivsam inomhusmiljö krävs värme under kallare årstider i länder på kallare breddgrader, vilket är en viktig aspekt för människans välbefinnande. Under de varmare årstiderna, och i länder på varmare breddgrader kan det istället krävas kyla för att skapa ett behagligt inomhusklimat. En stor del av människans vardag spenderas inomhus, vilket gör ett trivsamt inomhusklimat med rätt temperatur viktigt. Värmen kan distribueras på olika sätt vilket gör att det upplevs olika, om golven är varma eller kalla eller om det kommer varma eller kalla luftströmmar från andra källor. Det finns flera typer av uppvärmningssystem att tillgå vid projektering av en byggnad. För det första finns det traditionella radiatorsystemet, med endast radiatorer, och sen finns det ren golvvärme. Det vanligaste är en kombination av dessa, det vill säga att det kan finnas golvvärme i exempelvis kök och badrum och radiatorer i övriga utrymmen. I den här rapporten kommer två olika uppvärmningsalternativ att granskas för att utreda vilket system som är mest fördelaktigt att tillgå vad gäller ekonomi och värme. Tre olika installationssätt kommer att jämföras. Dessa är radiatorvärme, ingjuten golvvärme och golvvärme med ett lätt golvregelsystem. Tillsammans med en undersökning om hur väl den termiska komforten fungerar för respektive system kommer en rekommendation till företaget Bonava att utfärdas. Bonava är en relativt nyskapad organisation men med en historia sedan 1930-talet. Med rötterna i byggföretaget NCC bröt sig Bonava 2016 loss och bildade dagens organisation med cirka 220 medarbetare och sex kontor runt om i Sverige. Bonavas kompetens sträcker sig inom hela värdekedjan för husbebyggelse. Dessa är bland annat design och utveckling, försäljning och marknadsföring, produktion och kundservice. 1.1. Syfte och frågeställning Syftet med rapporten är att undersöka uppvärmningsalternativen vattenburet radiatorsystem med vattenburet golvvärmesystem för att se vilket som är mest fördelaktigt utifrån ett ekonomiskt perspektiv. Den termiska komforten kommer även att undersökas genom mätningar på de båda systemen för att se eventuella skillnader i inomhustemperatur. Genom att undersöka totalt tre installationssätt kommer det att framgå vilket system som är mest fördelaktigt. Målet är att ta fram en rekommendation för Bonavas framtida nybyggnationer gällande värmesystem och installationssätt. 1

Frågeställningarna som rapporten utgår från handlar om att hitta vilket av de tre installationsalternativen som är att föredra. Vilket av de tre uppvärmningsalternativen är att föredra ur installationskostnadssynpunkt? Vilket uppvärmningsalternativ är att föredra utifrån det termiska komfortperspektivet? 1.2. Avgränsningar Endast vattenburna radiator- och golvvärmesystem har tagits i beaktande och uppvärmningskällan är fjärrvärme. Förutsättningarna har även varit att det är betongbjälklag med ingjuten golvvärme i samtliga bostäder, både i beräkningsdelen och i litteraturen samt i mätstudien som har genomförts. Gränsdragning för de ekonomiska beräkningarna har även skett för material och arbete fram till lägenhetsavskiljande väggar, dvs. att kostnader för anslutning till värmekälla och stammar inte har tagits i beaktande. Projekteringskostnader har inte heller beaktats. I valet av system vägs ofta många faktorer in, se kapitel 2. Denna rapport kommer inte att behandla alla faktorer utan kommer att undersöka två av dem, ekonomin och komforttemperaturen. 1.3. Disposition För att rapporten ska vara tydlig och leda till en rekommendation för Bonava har rapporten dispositionerats enligt följande. Kapitel två beskriver teorin kring respektive system, hur de monteras och används. Kapitel tre behandlar metoden, som förklarar de val som gjorts utifrån teorin som ligger till grund för resultatet. Kapitlet beskriver tillvägagångssätt, valda siffror och material samt vilken typ av studie som utförts. Kapitel fyra visar resultatet av och presenterar de beräkningar som genomförts och installationskostnader för respektive system, tillsammans med det resultat som mätstudien gav. Kapitel fem är en diskussion kring resultatet. Rapporten avslutas med kapitel sex som innehåller slutsatser och en rekommendation gällande de system som jämförts. 2

2. TEORI OCH BAKGRUND I detta kapitel redogörs för de teoretiska och praktiska fakta som krävs för att kunna tolka och förstå resultatet och möjliggöra analyser. För att skapa ett behagligt inomhusklimat finns flera uppvärmningssätt att välja emellan. Två av de vanligaste på marknaden är golvvärme och radiatorvärme, vilka även kan användas i kombination med varandra. Andra system är vägg- och takvärme, som fungerar på samma sätt som golvvärme, och varmluftssystem, som är en kombination av värme- och ventilationssystem. Systemen har alla till uppgift att värma rumsluften men tillvägagångssätten skiljer sig åt vilket påverkar kostnaderna och den upplevda termiska komforten. För att förstå hur viktigt termisk komfort är och vad radiatorsystem och golvvärmesystem har för inverkan på denna, kommer begreppet och komfortmässiga faktorer att förklaras närmare.[1] Värme kan överföras till rummet på olika sätt, främst genom konvektion och strålning. Fördelningen mellan de olika typerna beror på vad man har för uppvärmningssystem. Med konvektion menas luftens rörelser och värmeutbytet däremellan. Värmeväxling sker genom att luften förflyttar sig genom tryckskillnader som uppstår av temperaturskillnader och vindpåkänningar. Den kalla luften sjunker och träffar radiatorn eller golvvärmen som på det viset värmer den kalla luften. Så skapas rörelserna och ett värmeutbyte sker. Strålning fungerar genom att värmen från radiatorn och golvslingorna ökar rörelseenergin hos atomerna i luften. Atomernas rörelseenergi ger upphov till en elektromagnetisk strålning vilken i sin tur genererar värme.[2] Värme kan även överföras genom ledning, vilket betyder att det sker en direkt kontakt mellan den yta som avger värme och den yta som värms upp, exempelvis har golvvärme en viss del av ledning genom att golvet är i direkt kontakt med slingorna. Olika material har olika värmeledningsförmåga och värmekapacitet, det vill säga de är olika bra på att leda värme och att lagra värme över tid. Detta påverkar hur väl uppvärmningssystemen fungerar.[1] När man ska välja ett uppvärmningssystem finns ett antal faktorer att ta hänsyn till. Hårda faktorer som vanligtvis har stor betydelse för projekteringen är vilken typ av byggnad det gäller (villa/flerbostadshus), husets värmebehov, grundens/plattans isolertjocklek, byggtekniska svårigheter/möjligheter, hur fukten förväntas att vandra och torka, vilken som är den mest lämpade värmekällan och så vidare. Mjuka faktorer som har betydelse är människans relation till systemen. Hur systemen skapar olika förutsättningar för möblering, hur väl de syns eller göms undan, inverkan på städbarhet och hygien, hur bekvämt man upplever de olika systemen ur drift och underhåll samt även att samhällets uppfattning om systemen kan ha inverkan på individens val. 2.1. Termisk komfort Begreppet termisk komfort handlar om hur väl människan är tillfreds med den temperatur som upplevs. Hur temperaturen upplevs varierar stort från person till person vilket gör det svårt att hitta en temperatur som fungerar för alla. 3

För att uppnå en bra termisk komfort behöver flera faktorer tas in i bedömningen. Komforten regleras av golvtemperaturen, den riktade operativa temperaturen och hur den skiljer sig mellan olika punkter, samt lufthastigheten och om det upplevs finnas drag eller kallras. Kallras innebär att luften intill en kallare yta än rummet, exempelvis ett fönster, kyls ner och sjunker till golvet och strömmar in mot rummet vilket sänker inomhustemperaturen.[3] Det ingår även personrelaterade faktorer såsom aktivitetsgrad och klädsel. Att mäta rumstemperaturen ger endast en indikation på det termiska klimatets kvalitet, det talar inte om hur människan upplever klimatet i sig. Därtill spelar fler faktorer in. Den operativa temperaturen är ett sammanvägt värde av lufttemperatur och medelstrålningstemperatur från omgivande ytor i ett rum. Det kan vara ytor såsom fönster och andra glaspartier, som ofta har en lägre temperatur än väggar vilket sänker den upplevda inomhustemperaturen. För att förhindra detta placeras en radiator under fönstret, eller golvvärme, som värmer upp luften.[1] Boverkets Byggregler (BBR) kravställer även inomhusklimatet beroende på användningsområden för att säkerställa en hälsosam miljö. Både för hög och för låg inomhustemperatur är besvärande. Enligt BBR är den lägsta tillåtna riktade operativa temperaturen i bostäder 18 C, och golvtemperaturen får inte understiga 16 C men inte heller överstiga 26 C. [3] Inte heller bör temperaturskillnaden på 1,2 meter som anses vara mellan fötter och huvud vid stillasittande, den vertikala temperaturgradienten, vara mer än 3 C för att undvika obehag. Det får heller inte skilja mer än 5 C mellan golvhöjden och takhöjden för att inomhusklimatet ska upplevas så jämnt som möjligt.[1] Dessa temperaturer gäller vistelsezonen i ett rum för att lägga vikt vid människans rörelsemönster. Vistelsezonens avgränsningar är horisontellt 0,1 till 2,0 meter över golv samt vertikalt 0,6 meter från innervägg och 1,0 meter från yttervägg. Eftersom människan sällan befinner sig två meter över golv räknas det bortom vistelsezonen för att få ett mer exakt temperaturbehov, likaså alltför nära väggarna, se figur 2.1.[4] Figur 2.1: Vistelsezoner enligt BBR[3] 4

2.2. Radiatorsystem Det vanligaste systemet för att värma rumsluften är radiatorsystemet. Detta består av radiatorer, kopplingstillbehör och termostatvred samt rörledningar som ansluts till en värmekälla. För att fördela värmen och cirkulera vattnet så finns det en pump- och shuntgrupp gemensamt för flerbostadshuset eller småhuset. Systemet värmer rumsluften genom att cirkulerande varmvatten pumpas runt och successivt passerar genom radiatorerna. Varmvattnet strömmar in i radiatorn och passerar genom flänsar som avger värme till den omgivande luften. Värmeväxlingen sker genom både strålning och konvektion. Till största del genom strålning men även genom konvektion på det viset att kallras från fönster tvingas ner till radiatorn av den lägre densiteten och då värms upp.[5],[6] Andelen strålning och konvektion skiftar också beroende på om radiatorn är en sektionsradiator eller en panelradiator. En sektionsradiator består av flera vertikalt ställda element som sammanfogats medan panelradiatorn har ett eller flera sammanfogade horisontella element. Dessa element innehåller stålplåtar som bildar vattenkanaler med vertikala mellanrum. På det viset åstadkommes en stor värmeavgivande yta. Hur lätt värmen avges beror på vilket material kanalerna är konstruerade av och med vilken materialtjocklek. Värmeavgivningen för en radiator beror även på radiatorns ytbehandling, rumstemperaturen och möbleringen. En plan radiator med en obehandlad yta är mest effektiv.[1],[4] Ett radiatorsystem kan byggas på tre sätt. Dessa är ett-rörsystem, två-rörsystem och tre-rörsystem. Skillnaden mellan systemen ligger i hur radiatorerna är kopplade sinsemellan. I det förstnämnda systemet är radiatorerna seriekopplade vilket betyder att varmvattnet måste passera föregående radiator för att komma till nästa. Se figur 2.2. Då varmvattnet har passerat har temperaturen sänkts något till följd av värmeavgivningen och för att uppnå samma effekt för de nästkommande radiatorerna måste deras värmeavgivande yta dimensioneras större. Radiatorerna blir med andra ord större ju längre bort från värmekällan de kommer. De är dessutom känsliga för avstängningar - om en radiator stängs påverkas funktionen på de nästkommande. Då varmvattnet har passerat den sista radiatorn leds vattnet i en returledning tillbaka till värmekällan. Figur 2.2: Illustration av ett ett-rörsystem[7] Två- och tre-rörsystem är parallellkopplat vilket gör att man slipper problematiken som det seriekopplade systemet för med sig. Se figur 2.3 och 2.4. Det parallellkopplade systemet innebär att varje radiator har en egen cirkulationskrets vilket innebär att tilloppstemperaturen är densamma över alla radiatorer. Detta gäller även för tre-rörsystemet som till skillnad från två- 5

rörsystemet dessutom har en så kallad omvänd retur. Det betyder att den radiator som är kopplad till tilloppet först är kopplad till returen sist för att alla radiatorer ska få samma rörlängd.[5] Figur 2.3: Illustration av ett två-rörsystem[7] Figur 2.4: Illustration av ett tre-rörsystem[8] Radiatorn är försedd med en reglerventil monterad vid radiatorns tillopp. Den är till för att reglera in värmesystemet avseende två funktioner. Den ena är att justera tilloppsflödet med hänsyn till radiatorns storlek och systemets drivkraft så att det cirkulerande vattnet blir rätt fördelat mellan samtliga radiatorer. Det andra är för att kunna justera in den önskade temperaturen via ett handregleringsvred. Tillvägagångssättet för monteringen av ett radiatorsystem kan omfatta flera modeller. Projekteringen bestämmer systemets storlek och krav för pump- och shuntgrupp. Dessa placeras i anslutning till värmekällan. Från dessa går sedan en stam med varmvatten ut i byggnaden. Denna stam bör projekteras så att en så kort rörlängd till radiatorerna som möjligt uppnås. Rörledningar monteras på väggen strax över golvlisthöjd och ansluts till stammen via stamfördelare. Varmvattenledningen kopplas på radiatorn och returledningen följer sedan samma princip tillbaka till värmekällan. Radiatorn fästs med väggfästen.[9] Effekten en radiator kan avge bestäms av flera faktorer. En är vilken framlednings- och returtemperatur som man använder. Förr var det vanligt att använda 80/60-system vilket innebär att framledningstemperaturen är 80 ⁰C och returen 60 ⁰C. Numera dimensioneras systemen oftast till 55/45 ⁰C eftersom dagens byggnader är mer isolerade och inte kräver samma effekt för uppvärmning som tidigare. Det finns även 45/35-system, dock är de mindre vanliga. Dessa 6

temperaturer betyder att det vid den statistiskt sett kallaste utomhustemperaturen ska klara av att ha dessa framledningstemperaturer, men vid mildare temperaturer krävs inte samma värme. Andra faktorer som påverkar den avgivna effekten är radiatorns värmegenomgångstal, radiatorns värmeavgivande yta och medeltemperaturskillnaden mellan radiatorn och omgivningen.[1],[7], [10] 2.3. Golvvärmesystem Golvvärme är idag ett beprövat system som går att applicera på alla typer av bjälklag. Med hjälp av en givare som registrerar utetemperaturen reglerar systemet dess temperatur utefter det för att skapa ett behagligt inomhusklimat. Ett vattenburet golvvärmesystem består av ett slutet rörsystem som installeras under golvets ytligaste lager. Golvvärme är ett lågtemperaturssystem vilket betyder att det inte kräver höga temperaturer från värmekällan för att ha nog med kapacitet att värma upp bostaden. Det finns olika framledningstemperaturer att välja mellan - 40/30 C och 35/28 C är två av dem. Det absolut vanligaste är 40/30 ⁰C. I systemet cirkulerar uppvärmt vatten som avger värme till omgivningen och på så vis värmer rumsluften. Genom ungefär lika delar strålning och konvektion värmer slingorna omgivningen.[4] Ett golvvärmesystem består av golvvärmerör, fördelare, reglercentral, pump- och shuntgrupp samt rumstermostater. Se figur 2.5. Normalt sett används en slinga per rum men smidiga planlösningar kan skapa förutsättningar för att använda en slinga i flera rum vilket kan vara ekonomiskt fördelaktigt. Dessa slingor läggs ut i ett förbestämt mönster och ansluts i båda ändar till en fördelare. Fördelaren är ansluten till en värmekälla via rörledningar och har till uppgift att fördela vattnet i systemet. En normalstor fördelare klarar av att distribuera upp till sex slingor vilket gör att denna kan räcka till en normalstor lägenhet. På fördelaren placeras även ett styrdon vars uppgift är att justera flöden i slingorna. Utöver dessa delar kräver systemet en shunt- och pumpgrupp. Denna grupp är till för att cirkulera vattnet och reglera tilloppstemperaturen till systemet. För att reglera rumstemperaturen krävs också en rumstermostat kopplad till en reglercentral som sköter kommunikationen till fördelaren. Då rumstermostaten ställs in skickas en signal till reglercentralen som kommunicerar med fördelaren, styrdonet samt pump- och shuntgruppen.[11] 7

Figur 2.5: Komplett fördelarskåp Processen startar med att VS-ritningar tas fram. Dessa visar hur golvvärmeslingorna ska dras och var fördelarsystemet ska monteras och hur det ska anslutas till värmekällan. Erforderligt material beräknas därefter. Vid nyproduktion är det möjligt att välja hur regelsystem, radieavstånd och diameter på rörsystem ska utformas. Då den erfordrade effekten och arean för montage är känt kan man bestämma vilken diametertjocklek rörsystemet ska ha. Storlekarna är ofta i spannet 12 20 mm beroende på ändamål. När rörsystemets diameter är fastställd vet man vilket centrumavstånd, c/c-avstånd, som slingorna ska läggas med för att få en jämn och tillräcklig värmeutbredning. Dessutom måste avståndet anpassas med hänsyn till flödeströgheten så att värmeslingorna inte kläms. Detta görs genom att dimensionera vändradien så att den inte understiger ett specifikt värde. Vändradien beror på slingornas tjocklek.[11], [12] Systemet kräver normalt sett inget underhåll under livstiden. I allmänhet ska det räcka med regelbunden tillsyn för att kontrollera att systemet fungerar som det ska. Utom värmekostnader tillkommer elkostnader för pumpdriften samt byte av batterier i rumstermostaterna, om trådlös modell används.[13] 8

2.3.1. Lätta golvsystem När man vill bygga trähus eller andra lätta stommar kan man använda sig av lätta golvsystem. Exempel på lätta golvsystem kan vara Giha Golvsystem och Granab Golvregelsystem. Samtliga system fungerar enligt liknande principer där de består av reglar som byggs ovanpå bjälklaget. På reglarna placeras ett undergolv som ska bära upp det slutliga ytskiktet, exempelvis en spånskiva. Systemen fungerar på alla typer av bjälklag. Det tomma utrymmet som skapas mellan bjälklaget och det undergolv som monteras på golvreglarna bidrar till en förbättrad akustik i bostäderna eller kan användas till extra utrymme för isolering. Utrymmet skapar även goda förutsättningar för flexibla ledningsdragningar eftersom de enkelt kan läggas på bjälklaget istället för att gjutas in. Detta gör att felsökningar och reparationer blir relativt enkelt att genomföra.[14] Tanken är att principen med golvregelsystem i kombination med golvvärme ska fungera som ett alternativ till ingjuten golvvärme, som inte alltid passar alla konstruktioner. Fördelen med systemet är att det kan ske en relativt snabb temperaturväxling eftersom luften och materialet i övergolvet har en låg värmekapacitet. Golvvärmeslingorna hamnar även högt upp i konstruktionen, nära ytan mot bostadsutrymmet, vilket ger en snabbare uppvärmning. På så sätt kan de boende justera temperaturen utifrån behov och få snabba resultat. Giha Golvsystem i kombination med golvvärme fungerar genom att golvreglar i trä monteras på bjälklaget. Ovanpå dessa reglar placeras en golvspånskiva som spåras ur för att ge plats till golvvärmerören. Systemet har som standard en 30 mm tjock spånskiva med golvvärmeplåtar som är anpassade efter 16 mm i diameter för golvvärmerören. Eftersom trä är ett organiskt material är det viktigt att träreglarna inte kommer i direkt kontakt med betongen om det är ett betongbjälklag som används. Risken är att träet blir fuktigt och börjar ruttna, vilket försämrar både livslängden och säkerheten. Därför behövs en godkänd fuktspärr under reglarna innan man börjar montera. När reglarna är utplacerade med valt centrumavstånd och den urspårade golvspånskivan är på plats läggs golvvärmeplåtarna ut. Dessa följer golvspånsskivans urspårning och placeras ut över hela ytan. Efter det kan golvvärmeslingorna utplaceras i spåren. För att färdigställa golvet krävs att ett ljuddämpande mellanlägg monteras och slutligen ett önskat ytskikt.[15] Granabs Golvregelsystem är ett alternativt regelsystem som används för att bära upp ett inomhusgolv. Systemet består av golvreglar av förzinkat stål tillsammans med ett ljud- och stötdämpande fjädringssystem. Eftersom de är gjorda av stål är de mindre känsliga för andra materials påverkan. Detta monteras fast i bjälklaget för att säkerställas och ställs in på den önskade höjden. Granab tillverkar tre olika höjdsystem för att passa olika behov. Det lägsta, Granab 3000N, används främst vid ombyggnation och vid låga bygghöjder och lägre ljudkrav. Granab 7000N och 9000N används vid nyproduktion och har de justerbara höjderna 50-420 respektive 70-420 mm. Granab 9000N används främst vid höga ljud-, eller lastkrav. Golvspånskivan som fungerar som undergolv spåras ur för att ge plats för värmeslingorna. Skivan fästs i reglarna med lim och skruv. Om systemet används i ett våtrum behövs ett tätskikt ovanpå spånskivan för att skydda konstruktionen från fukt. Sedan läggs det slutliga ytskiktet på, se figur 2.6. 9

Figur 2.6: Exempel på ett lätt golvregelsystem. Bilden ovan visar modellen för Granabs regelsystem[14] 2.3.2. Ingjutet system Det traditionella systemet för golvvärme är att värmeslingan läggs på ett betongbjälklag och täcks med en övergjutning. Betong har en hög värmekapacitet vilket betyder att materialet kan lagra mycket värme över tid. Det innebär trögare temperaturförändringar när systemet sätts på och stängs av då värme fortfarande kan frigöras ett tag efter att systemet stängs av. Enligt figur 2.7 visas en typisk uppbyggnad av ett ingjutet system, som visar golvvärmeslingorna en bit ner i konstruktionen. Övergjutningens tjocklek anpassas utefter värmeslingornas tjocklek, betongen bör täcka slingorna och sen ytterligare ungefär 30 mm minimum.[16] Om det gäller ett våtrum så placeras ett tätskikt ovan övergjutningen, och sedan det slutgiltiga ytskiktet. Figur 2.7: Traditionellt ingjutet golvvärmesystem[16] 10

För att fixera golvslingorna finns flera tillvägagångssätt beroende på de förutsättningar som finns. Om betongen ska armeras kan slingorna fästas med hjälp av buntband eller najtråd direkt på armeringsnätet, men om det inte finns något behov av armering kan man istället använda sig av en rörhållare eller rörhållarskena. Rörhållare kan tryckas, skruvas eller spikas ner i underlaget och består av en hållare som man klickar i slingan i, se bild 2.8 och 2.9. Slingan blir då fixerad och man kan placera ut den i diverse mönster eller med flexibla avstånd. Rörhållarskenan fungerar enligt samma princip, men består istället av en lång skena med ett förutbestämt centrumavstånd, se bild 2.9. Skenorna ska placeras med ungefär 1,5 m avstånd genom hela rummet. Även här kan det användas fåtal rörhållare för att säkra slingan i vändningarna eller runt fördelare. Det sista alternativet är en så kallad knoppskiva, som är en rörhållarplatta. På samma sätt som tidigare så klickas slingan i mellan knopparna på plattan och kan placeras i vilket mönster som helst. Här kan centrumavståndet vara så smalt som 50 mm, vilket möjliggör en flexibel rördragning. Plattorna läggs dikt mot varandra och täcker hela den yta som golvvärmen ska värma upp.[12] Figur 2.8: Princip för rörhållare på bjälklag[12] Figur 2.9: Rörhållarskena och princip för rörhållare[12] 11

2.4. Tidigare studier och jämförelser mellan radiatorvärme och golvvärme Tidigare arbeten som har jämfört vattenburen radiatorvärme med vattenburen golvvärme har visat på tydliga resultat vad gäller ekonomi såväl som temperaturmässig aspekt. 2.4.1. Installationskostnader Vad gäller installationskostnader har tidigare studier generellt visat att golvvärmesystemet är ett dyrare system än radiatorsystemet att installera. Enligt fastighetsförvaltningsbolaget ZW Energiteknik i en intervju, år 1998, påstås dock att golvvärmesystem blir billigare i installationskostnader då radiatorerna dimensioneras för lägre temperaturer än 45/35 C.[18] Intervjuer med VVS-projektörer visar att radiatorsystem är billigare att installera än ett golvvärmesystem.[17] Det visar i slutändan också att radiatorsystem är att föredra i flerbostadshus då projektörer anser att det föreligger mindre risk för felaktigheter och möjliggör enklare korrigering vid revideringar medan golvvärmesystem kan skapa problem då man ska bygga om. Däremot har golvvärme fördelar ur andra perspektiv som denna rapport inte behandlar. Det har även framkommit i intervjuer med projektörer att det produktionsmässigt tros vara svårare att installera ett ingjutet golvvärmesystem. Intervjuer med rörinstallatörer har visat att det anses enklare att installera ett golvvärmesystem än ett radiatorsystem. Det ska enligt intervjuerna vara den mest effektiva metoden. Hur lång tid det tar för VVS-montören att installera radiatorer beror helt på om rörledningarna i förväg är indragna i bjälklag och i väggar, annars måste dessa dras utanpå vilket sägs bidra till en mycket längre arbetstid.[17] Vidare anses valet av system till största del bero på ekonomin, både ur ett projekterings- och produktionsmässigt perspektiv samt även ur ett driftsekonomiskt perspektiv.[17] 2.4.2. Temperatur Tidigare arbeten har konstaterat att golvvärmesystemet förväntas att ha fler komfortmässiga fördelar än radiatorsystemet. Många påståenden till golvvärmens fördel är att lufttemperaturen kan tillåtas sänkas eftersom komforten upplevs på ett annat sätt och på det viset bidra till ett lägre energibehov. Studier har dock visat att det inte finns en signifikant skillnad jämfört med radiatorsystemet gällande sänkt lufttemperatur. Detta slutleds av Lebrun et al., 1979, Harrysson, 1997, Norlin (1998) och Jahnsson (2000). Liknande mätningar av Olesen, 1979 och 1980, fast med en komfortmätare har visat att skillnaden i lufttemperaturen mellan golvvärmesystem och radiatorsystem är mycket liten vid samma uppmätta komfort. Fältmätningar har också påvisat att det i praktiken inte sker någon sänkning av lufttemperaturen även om detta skulle teoretiskt sett vara möjligt.[18] 12

3. METOD I det här kapitlet presenteras metoden för den mätstudie som genomförts och för litteraturstudien. Kapitlet redovisar och motiverar även de val som har gjorts för att kunna beräkna resultatet. 3.1. Val av metod Valet av studiemetod blev en kvantitativ metod. En kvantitativ rapport är en rapport där det eftersökta resultatet är statistiskt, generaliserbart och kvantifierbart. En kvalitativ rapport behandlar icke-numeriska data som löpande text. I valet mellan radiatorvärme och golvvärme finns det många aspekter som berörs vilket försvårar själva valet. Då valet ofta blir ekonomiskt och/eller anknutet till termisk komfort ansågs det rimligt att undersöka dessa delar. Ett rimligt vis att göra detta på var genom observation och mätvärden samt jämförelser av data i siffror. 3.2. Insamling av material Efter litteraturstudier och med hjälp av Bonava samt nyckelleverantörer har rapportens material tagits fram. Det har även skett kortare intervjuer samt förts mailkonversationer med sakkunniga inom ämnet. Det insamlade materialet har begränsats till källor som är förhållandevis aktuella. Information om värmesystemen är dock mer principiella där tidsramen för referenser är mindre viktig. Både leverantörer och relevanta böcker har använts för denna informationshämtning. Metoden för val av elektroniskt baserade källor har skett genom en noggrann bedömning av källans trovärdighet. Huvudsakligen har stora aktörer med mångårig erfarenhet inom branschen valts. Dessa har jämförts med varandra för att kontrollera eventuella avvikelser och för att styrka trovärdigheten men också för att skapa utrymme för diskussion. 3.3. Mätstudie Under två veckors tid i april månad var ett par mätdon utplacerade i två byggnadsobjekt. Detta gjordes för att undersöka hur väl värmen distribueras och om det fanns några större temperaturskillnader i bostaden och systemen sinsemellan. Byggnadsobjekten för mätningen var en nyproducerad lägenhet i Kapellgärdet, Uppsala, vars uppvärmningssystem består av vattenburna radiatorer och ett nyproducerat radhus i Steninge, Märsta, med vattenburen ingjuten golvvärme. Mätobjekten har på det viset att de är nyproducerade god kvalitet på fönster samt liknande storlek. Golvvärmesystem med lätta regelsystem är ännu ovanligt i Sverige och rapportens utrymme har inte räckt till att undersöka ett sådant system sett till termisk komfort. Diskussioner som görs kommer dock att ta upp det som kan förväntas av ett lätt regelsystem. Det fanns två mätare att tillgå och val av den fysiska placeringen för mätdonen bestämdes till platser där förhållandena kan tänkas att vara liknande varandra, lägenheten och radhuset sinsemellan. Slutliga placeringar för mätningarna observeras i figurer 3.1 3.4. Mätdonens 13

placering för den första mätningen bestämdes till golvnivå nära fönster, se bilaga 5, för att undersöka komforttemperatur och kallras. Den andra mätningen bestämdes till mitt i rummet på cirka 1,2 meters höjd för att undersöka den operativa temperaturen. Den operativa temperaturen har då undersökts som en medeltemperatur centrerat i rummet. Mätarna placerades så centrerat som möjligt men då det inte fanns tillgång till stativ placerades dem på ett godtyckligt ställe så nära som möjligt. Den tredje och sista mätningen gjordes i takhöjd för att kunna beräkna den vertikala temperaturgradienten. För att uppnå ett mer trovärdigt resultat har undersökningarna ägt rum i osålda bostäder för att personvärme, genererad värme av hushållsel eller olika fuktförhållanden inte ska ge någon påverkan på mätresultatet. I lägenheten fanns möblering för visningssyfte men inte i radhuset. På grund av det begränsade antalet av mätdon har flera mätningar behövts utföras. Första mätsessionen var mätdonen placerade i golvnivå nära fönster samtidigt i lägenheten och radhuset för att få samma förutsättningar gällande utomhustemperaturen. Figur 3.1: Planritning med utmarkerade mätplaceringar för lägenheten i Kapellgärdet, Uppsala [19] Figur 3.2: Del av sektionsritning med utmarkerade mätplaceringar för lägenheten i Kapellgärdet, Uppsala [19] 14

Figur 3.3: Planritning med utmarkerade mätplaceringar för radhuset i Steningen, Märsta [19] Figur 3.4: Sektionsritning med utmarkerade mätplaceringar för radhuset i Steninge, Märsta [19] 15

Hänsyn togs till insläpp av solljus samt vilket väderstreck fönsterna vetter åt. Både för lägenheten och för radhuset gäller västerläge. Mätarna satt uppe i minst 72 timmar under varje mätsession för att säkerställa kalibrering och för att få ett långtidsresultat. Det ansågs kunna öka trovärdigheten för resultaten då eventuella avvikelser jämnas ut. Mätdonen är av fabrikat AirThings Wave Plus och AirThings Wave Mini och de användes tillsammans med tillhörande mobilapplikation för att kunna avläsa den uppmätta data som loggades över tid. Mätdonen är en sensor som bland annat känner av temperatur. Detta kompletteras med väderdata från SMHI för att se utetemperaturen. Indata från SMHI gällande utetemperaturen hittas i bilaga 1.[20] 3.4. Dataunderlag för beräkningar En litteraturstudie har genomförts för att samla in den teoretiska kunskapen för att kunna beskriva värmesystemen och skapa underlag för diskussion. Böcker, rapporter och tidigare examensarbeten har använts för att skapa en djupare förståelse av ämnet. För beräkningsdelen gällande installationskostnader har Wikells Sektionsdata använts. Wikells sekttionsfakta är ett kalkylvertyg sedan 1963 och har databaser för nybyggnad, ROT, EL, VS och vent. De är en ledande aktör inom kalkylhjälpmedel och arbetar för att hjälpa företag.[21] För lönekostnader och tidsåtgång för installation av värmesystemen har Wikells VVS 19/20 använts. För materialkostnader gällande värmesystemen har samma källa använts i den utsträckning som har varit möjligt. Materialkostnader som inte täckts av Wikells har hämtats från leverantörer. För materialkostnader gällande byggrelaterade delar har Wikells NYB 18/19 använts. Där har nyckeltal hämtats för att underlätta beräkningen och få generella värden som används i rapporten. För att se hur kostnaderna förändras i samband med storleken på en lägenhet och undersöka om något system har ekonomiska fördelar har rapporten tagit hänsyn till fem lägenhetsstorlekar. Storleken har bestämts av Bonavas nuvarande byggstandarder i samråd med handledare och sakkunniga på Bonava. Planlösningar för de utvalda lägenheterna presenteras i bilaga 4. 3.4.1. Metod för radiatorsystem Rapporten har utgått från ett vanligt tvårörssystem med framlednings- och returtemperatur 55/45 ⁰C.[6] Fabrikat för radiatorerna har uteslutande valts till Purmo då det är vanligt förekommande i Bonavas nyproducerade lägenheter. Specifikt har modellerna Purmo Compact modell C21 och C22 valts ut. Radiatorerna har beräknats utifrån tre olika storlekar, där den minsta har en bredd på 400 mm och en höjd på 500 mm. Den är högre än de övriga då denna typ är avsedd för badrum, där det inte finns fönster som begränsar höjden. Den är av modell Purmo C21. Den största typen av radiator som använts är av samma modell. Den har måtten 300 mm i höjd och 1600 mm i bredd och används i sovrum, vardagsrum och kök. Den sista radiatortypen som använts är av modell Purmo C22 och har höjden 300 mm och bredden 1000 mm. Även denna används i sovrum, vardagsrum och kök. Den längd som angetts i beräkningarna är baserad på exempelritningar från Bonava och är anpassade efter fönsterbredden. I nyproducerade lägenheter 16

byggs ofta fönster med en låg brösthöjd, ofta kring 0,6 meter, ibland lägre än så, vilket kräver en lägre höjd på radiatorerna. Antalet radiatorer per lägenhet är densamma som antalet fönster. Gällande installationskostnader har själva radiatorn, den ingjutna rördragningen, kopplingen mellan rör och radiator samt termostatvred beaktats. Även kostnaden för övergjutning har inkluderats, hädanefter benämnt som stomkostnad för både radiatorvärmesystemet och för det ingjutna golvvärmesystemet, för att kunna skapa en bättre jämförbarhet för systemen. För att underlätta beräkningarna har rapporten utgått från att framlednings- och returledningarna dras kortast möjliga sträcka, dvs. fågelvägen, i det ingjutna bjälklaget till ett gemensamt schakt för att minimera materialanvändningen och arbetsinsatsen. Rören är av typ Uponor MLC utförd med en skyddande rör-i-rör-princip med 15 millimeter i diameter. Kopplingen mellan rören och radiatorn är en standardiserad lösning vilket även gäller för termostatvred, se bilaga 2 för specifika modeller och priser. Installationskostnader för radiatorer har tagits ur Purmos prislista medan radiatortillbehör, rörledningar och arbetstimmar har tagits ur Wikells Sektionsfakta -VVS 19/20.[22], [23] 3.4.2. Metod för golvvärmesystem Rapporten har utgått från att golvvärmesystemet gällande det ingjutna systemet och det lätta systemet har värmeslingor med en tjocklek på 20 mm och läggs med ett centrumavstånd, c/cmått, om 250 mm. I Wikells specificeras diametern för värmeslingorna till 20 mm. Centrumavståndet för 20 mm värmeslingor rekommenderas att vara mellan 250 mm och 300 mm eftersom vändradien inte får understiga 130 mm. För montage har rapporten utgått från färdigt bjälklag av betong med underliggande isolering av 300 mm cellplast i bottenplattan. För det lätta systemet har det valts att använda Granabs golvregelsystem då det var efterfrågat av Bonava som en metod man vill börja ta in i deras produktion. Granab rekommenderar 3000N eller 7000N som regelsystem i kombination med golvvärme i nyproduktion och i Wikells används 7000N. Valet föll på 7000N för att beräkna installationskostnaderna. Gällande det ingjutna systemet har det valts att inte armera överbetongen. Övergjutningen beräknades till 50 mm för att täcka slingorna och för att uppfylla angivna tjockleksrekommendationer från golvvärmeleverantörer. Infästningsmetoden som har använts för golvvärmeslingorna valdes till rörhållarskena med tillbehörsclips för att överensstämma med Wikells. Installationskostnaden för övergjutningen och Granabs system har beräknats utifrån Wikells NYB 18/19.[24] Med angivna data har det varit möjligt att avgöra vilken typ av fördelare, styrdon, shunt- och pumpgrupp som krävs för systemets drift. Utifrån Wikells verktyg har fabrikatet Uponor valts. Inkluderade systemdelar är ett fördelarskåp, en fördelare, en reglercentral, en pump- och shuntgrupp, kopplingstillbehör och styrdon samt trådlös rumstermostat. Se bilaga 3 för specifika modeller och priser.[21] Fördelarskåp med samtliga delar monteras en styck per lägenhet.[18] En rumstermostat, per slinga, placeras i det rum där slingan är lagd för att kunna justera värmen. 17

4. RESULTAT OCH ANALYS Detta kapitel redovisar resultatet av litteraturstudierna och mätstudien. Här presenteras installationskostnader och den termiska förändringen över tid för vardera system. Med hjälp av den teori som tidigare presenterats samt genom den metod som har förklarats har resultaten beräknats och undersökts. Litteraturstudien har visat att felkällor för de båda värmesystemen gällande kostnader är många, vilket är förståeligt. Det är dock flera felkällor med att estimera kostnader för en separat lägenhet eftersom båda systemen också kräver arbete utanför respektive lägenhet. 4.1. Resultat från mätstudie Resultatet av mätstudien visar den temperaturförändring som skett över tid. Den första mätningen, som gjordes i golvnivå vid fönster, visas i figur 4.1 och 4.2. Här kan man se att radiatorer har en mer jämnt fördelad kurva för inomhustemperaturen oavsett utetemperatur eller tid på dygnet. Golvvärme har under samma period och placering tydligare dalar som följer dygnet. Under nattetid sjunker inomhustemperaturen medan den stiger på förmiddagen och når en maximal temperatur på eftermiddagen/kvällen. Topptemperaturerna värmesystemen emellan är ungefär densamma medan golvvärmesystemet uppvisar större dalar. Syftet här var att se huruvida det kallras som fönstret ger upphov till gav några större utslag på temperaturen. Som tidigare nämnts är studien gjord på ett ingjutet golvvärmesystem vilket är ett trögt system på grund av dess höga värmekapacitet. Detta tillsammans med att golvvärmesystemet baseras på utomhustemperaturen kan orsaka osynkroniserade förändringar. Dessa redovisas i främst i figur 4.2 men ett samband kan avläsas i samtliga figurer i detta kapitel. Enligt figurerna verkar det heller inte som att rumsluften någon gång blev obehagligt kall men däremot möjligtvis obehagligt varm. Figur 4.2 visar att detta inträffade åtminstone två gånger under mätperioden. Ena gången under eftermiddagen den 8:e april då temperaturen nådde 25 C och igen den 13:e april då temperaturen nådde 24 C. Notera att detta dessutom var i golvnivå. 18

Figur 4.1: Temperaturförändring mätning golvnivå vid fönster. Mätningen gjordes mellan den 8-14:e april. Figur 4.2: Närbild av systemens uppmätning på golvnivå. Mätningen gjordes mellan den 8-14:e april. 19

För den operativa temperaturen, figur 4.3, visar de båda systemen en relativt plan kurva. Mätarna placerades på ungefär 1,0 1,5 meters höjd centrerat i rummet. I figur 4.4 kan man se en närbild över hur temperaturen hos systemen varierar, där topparna för respektive system inträffar vid samma tillfälle. Golvvärmesystemet har en något större skillnad mellan sina toppar och dalar medan radiatorsystemet är förhållandevis jämnt. Figur 4.3: Temperaturmätning av operativ temperatur. Mätningen ägde rum mellan den 14-17:e april. Ur figur 4.4 avläses att golvvärmesystemet är känsligt för skillnader i utomhustemperaturen. Det är tydligt att rumsluften är svalare under tidig morgon och förmiddag för att sedan bli varm under eftermiddag och kväll. Detta resultat visas i samtliga grafer vilket betyder att denna dygnsrytm har observerats för de tre olika placeringarna under de tre olika datumtiderna som mätningarna utfördes. Detta medför att resultatet är trovärdigt. 20

Figur 4.4: Närbild av systemens uppmätta operativa temperatur. Mätningen ägde rum mellan den 14-17:e april. Den sista mätningen var uppmätning av temperatur i taknivå, på ungefär två meters höjd för att vara inom vistelsezonen, se figur 4.5 och 4.6. Även här kan man se skillnader mellan systemen. Precis som föregående grafer har radiatorsystemet en mer jämn kurva. Temperaturen systemen emellan följer ungefär samma mönster men med större temperaturskillnader. 21

Figur 4.5: Temperaturmätning i taknivå. Mätningen gjordes mellan den 17-20:e april. Figur 4.6: Närbild av systemens uppmätta temperatur i taknivå. Mätningen gjordes mellan den 17-20:e april. 22

Utifrån den uppmätta temperaturen för den operativa temperaturen och den uppmätta temperaturen i golvhöjd kan man beräkna den vertikala temperaturgradienten. För att följa BBR:s krav bör det inte skilja mer än 3 C mellan dessa mätningar. Mätningarna visar relativt jämna temperaturer, med en skillnad på ungefär 1,5 C för radiatorsystemet totalt sett och ungefär 3 C för golvvärmesystemet på de absolut högsta respektive lägsta värdena. Det visar att golvvärme ligger på gränsen för att klara BBR:s krav i just detta fall, medan radiatorsystemet har någon grad till godo. Den operativa temperaturen, som är en betydelsefull mätreferens, har generellt sett en temperaturskillnad på 2 C vad gäller golvvärmesystemet medan radiatorsystemet är mer stabilt med cirka 0,5 C skillnad sett över dygnet. För temperaturen i taknivå varierar golvvärmesystemet med i genomsnitt 2,5 C över dygnet medan radiatorsystemet varierar med 1 C. Anmärkningsvärt är att den operativa temperaturen och att temperaturen i taknivå är något jämnare än i golvnivå för golvvärmesystemet. Skillnaden mellan värmesystemen är även mindre vid dessa mätpunkter enligt figur 4.3 till och med 4.6. Slutledningen av att dessa liknar varandra i större grad innebär rimligtvis att golvvärmen har svårigheter med att motverka det kallras som uppstår. Detta märks främst under nattetid då utomhustemperaturen är som lägst vilket visualiseras i figur 4.1 och ger anledningen till att grafen för golvvärmesystemet inte är stabil. 4.2. Resultat från beräkningar 4.2.1. Installationskostnader För installationskostnader är materialkostnader och kostnader för arbete inkluderade i samtliga summor. Material för radiatorsystemet inkluderar radiator, radiatorkoppling och termostat samt de rörledningar som gjuts in i bjälklaget och som går mellan radiator och schakt. Material för golvvärmesystemet inkluderar värmeslinga, rörhållarskena, termostater, fördelare, reglercentral, pump- och shuntgrupp, styrdon och kopplingstillbehör. För ingjuten golvvärme räknas kostnaden för gjutning med material och arbetsåtgång in. För Granabs system räknas kostnaden för golvregelsystemet samt spånskiva in, även här material och arbetstimmar. I bilaga B4 redovisas kostnaderna mer ingående för de specifika delarna. Samtliga kostnader är beräknade exklusive moms, se nedanstående tabell 4.1 för kostnader och indexberäkning. 23

Tabell 4.1: Installationskostnader och index för de olika distributions- och regelsystemen för olika lägenhetsstorlekar. Resultat för installationskostnaderna visar att det är billigare att installera radiatorsystem än ingjutet golvvärmesystem eller golvvärme med lätt regelsystem, i detta fall Granabs. Det ingjutna golvvärmesystemet och radiatorsystemet förhåller sig mer eller mindre parallellt till varandra sett till installationskostnader, oavsett storlek på lägenheten. Det lätta regelsystemet av Granab är ett dyrare system installationsmässigt. Indexet visar att golvvärme blir mer konkurrenskraftigt ju större ytorna är. 24

5. DISKUSSION 5.1 Diskussion 5.1.1. Diskussion mätstudie Resultatet och analysen har visat att inomhustemperaturen är jämnare med ett radiatorsystem. Som tidigare nämnts gjordes denna mätning i en byggnad med en tung stomme. Golvvärmesystem är också som tidigare nämnt ett, generellt sett, trögt system vilket förmodligen är huvudorsaken till den ojämna temperaturen. Eftersom studien inte kunde göras på ett golvvärmesystem med en lätt stomme, såsom Granabs system, kan vi inte dra några slutsatser om detta system i jämförelse med radiatorsystemet. Teoretiskt sett borde det systemet vara mer följsamt än det tunga systemet eftersom lätta stommar ofta har en låg värmekapacitet. Temperaturmässigt skulle i så fall ett lätt system rätta sig snabbare efter temperaturförändringarna utomhus. Eventuellt skulle då temperaturskillnaden över ett dygn i figurerna minska. Huruvida detta stämmer i praktiken kunde vi inom ramen för denna rapport inte visa. Vid tillräcklig kyla börjar golvvärmen att arbeta men på grund av att värme också lagras i den tunga stommen under uppvärmningen tar det lång tid för systemet innan det faktiskt värmer själva rumsluften. Vid snabba förändringar av utomhustemperaturen kan systemet hinna få upp värmen i bostaden lagom tills att utomhustemperaturen är varm, vilket leder till att det blir en överskottsvärme inomhus. Alternativt att när utomhustemperaturen sjunker efter en tid av värme vilket då leder till att golvvärmesystemet slår av när utomhustemperaturen är låg, vilket leder till att det upplevs som kallt inomhus. Detsamma gäller när solvärme, processvärme och personvärme värmer rumsluften och den blir för varm. Då stänger systemet av sig men eftersom stommen är fortsatt varm kommer denna att värma rumsluften ytterligare en tid. Anledningen till att radiatorsystemet uppvisar relativt stabila temperaturer över dygnet beror troligtvis på att värmesystemet har ett kvickt reglersystem. Det gör att systemet anpassar sig följsamt efter värmebehovet. Tiden det tar för en radiator från påslagning till uppvärmning av rumsluften är bevisligen kortare än för golvvärmesystemet. Detsamma gäller även tiden för avstängning till upphörandet för uppvärmningen av rumsluften. Undersökningen av kallras som presenteras, figur 4.1, för temperaturen i golvnivå visade att golvvärmesystemet är känsligt för kalla nätter medan radiatorsystemet uppvisar en hyfsad stabil verkan. Detta påvisar att radiatorsystemet har en bättre motståndskraft för kallras. Det hade varit intressant om en temperaturmätning hade kunnat ske samtidigt för den operativa temperaturen och i taknivå för att se om den vertikala temperaturgradienten överskreds för en komfortabel miljö. Eftersom den vertikala skillnaden kravställs av BBR är den en stor förutsättning för att de boende ska uppleva ett bra inomhusklimat. Golvvärmesystemet som undersöktes uppvisade 3 C skillnad gällande den vertikala temperaturgradienten, vilket är 25

gränsfall till att klara kraven. Detta kan ha berott på att mätningarna för golvnivå och den operativa temperaturen inte ägde rum under samma dygn, vilket påverkar resultatet då solinstrålning och liknande skiljs åt. Påståenden man ofta hör och som även diskuteras av Persson[19] om att inomhustemperaturen kan sänkas då ett golvvärmesystem brukas kan inte denna rapport bekräfta. Vårt resultat visar att den genomsnittliga temperaturen är cirka 22 grader sett över ett dygn oavsett vilket uppvärmningssystem som tillämpas men det är uppmätt i obebodda bostäder vilket gör att den inställda temperaturen kan komma att ändras. Tidigare studier och undersökningar om lätta radiator- och golvvärmesystem har inte funnits mer än som en teoretisk diskussion. Att undersöka lätta golvregelsystem som Granabs regelsystem skulle därför vara intressant ur aspekten om termisk komfort. 5.1.2. Diskussion kring beräkningar och litteraturstudie Vid inhämtning av tidigare litteratur inom ämnet har det visat sig vara svårt att finna moderna studier. Det har i sig varit en begränsning i arbetet även om Tomas Persson [19] undersöker många aspekter på ett ingående plan i hans rapport Lågtemperaturvärmesystem, vilket även har utgjort en grund för att skapa ett bra diskussionsmaterial i denna rapport. Tidigare arbeten som finns tillgängliga från de senaste åren är examensarbeten som till mångt och mycket är baserade på tidigare litteratur och ingen ny undersökning eller nya slutsatser har gått att finna. Rapporten visar att installationskostnaderna är större för golvvärmesystem både med Granabs regelsystem och med ingjutet system än för radiatorsystem. Detta gäller i allmänhet men kan förstås skilja sig i specifika fall. Att tänka på är att denna rapport utgår från just Bonavas nuvarande standard för flerbostadshus vilket bör kunna anses vara en presentabel referens. Vid tolkning av installationskostnaderna är det intressant att titta på hur indexet förhåller sig mellan systemen och lägenhetsstorlekarna. Index visar tydligt att kostnaderna för golvvärmesystemen minskar med ökad lägenhetsarea. Detta betyder att golvvärmesystemets konkurrenskraft ökar ju större lägenhetsarean är ur ett installationskostnadsperspektiv. Då indexet vid 5 ROK mellan golvvärmesystemet och radiatorsystemet har den minsta differensen vore det intressant att undersöka om vid vilken storlek golvvärmesystemet och radiatorsystemet kommer att nå samma index. Detta bör bero till stor del på hur planlösningen ser ut vilket betyder att projekteringen spelar en central roll. För att minska priset per kvadratmeter bör lägenheter planeras så att värmeslingorna går att dra så långt som möjligt utan avbrott. Då sparar man produktionskostnader eftersom effektiviteten ökas samt kostnader för termostater blir färre. Ur detta perspektiv är öppna planlösningar att föredra. 26

Det verkar även råda en viss oenighet i branschen mellan projektörer och installatörer. Projektörer föredrar att projektera radiatorsystem eftersom de anser att det är mindre arbete vid revidering och slutligen billigare projekteringskostnader medan installatörer tycker att golvvärmesystem är enklare att installera. Intressant att veta vore var det största arbetet, och därmed kanske också kostnaderna, föreligger - är det kort projekteringstid eller kort produktionstid som billigast? 5.2 Felkällor 5.2.1. Felkällor vid mätstudie För den tekniska undersökningen som utfördes var den största skillnaden att den ena bostaden var en lägenhet och den andra ett radhus. Eftersom storleken skiljer sig åt, radhuset hade två våningsplan bland annat, så kunde det eventuellt påverkat resultatet. En större area tar längre tid att värma upp, vilket inte har tagits hänsyn till. I lägenheten var det även dubbelfönster i samtliga fönster av akustiska skäl då järnvägen låg precis utanför. Dubbla fönster innebär också en ökad isolering, vilket kan ha gjort att lägenheten är mindre känslig för utetemperaturens skillnad än radhuset. Ytterligare en tydlig skillnad som fanns mellan bostäderna är att lägenheten var möblerad medan radhuset var omöblerat. Då möbler hindrar luften från att cirkulera fritt i rummet kan även det ha en påverkan på hur mätdonen registrerade data. Trots att mätdonen placerades i samma väderstreck bostäderna emellan kan skillnad i fönsterarea ha bidragit till ojämnheter. Lägenheten hade fler fönster men det kunde konstateras att radhuset hade större fönster, vilket kan ha påverkat. Att mätsessionerna gjordes i tre omgångar kan ha påverkat resultatet då utomhustemperaturen har en inverkan på temperaturen. Detta gjorde också att mätningen i golvnivå var tvungen att utföras utanför vistelsezonen horisontellt sett. En felkälla kan vara mätdonen. Då ingen manuell kalibrering kunde genomföras på det fabrikat som användes fick man förlita sig på att den data som presenterades stämde. Mätdonen kalibrerade sig själva över en period om sju dagar, vilket kan ha gett avvikande resultat i början på mätsessionerna om det tog ett tag innan mätdonen ställt in sig. 5.2.2. Felkällor vid beräkningar och litteraturstudie Ett flertal felkällor upptäcktes under rapportens gång. Vid beräkningar för installationskostnader råder det för samtliga system en oklarhet kring vilka komponenter i detalj som ingår i à-priserna i Wikells beräkningar. Rördragningar fanns med som á-pris per meter inklusive material och arbete, men då rapporten bygger på planlösningar från Bonava krävdes en egen bedömning angående längd på rören vilket krävde tidigare kunskap. Detta kan vara en felkälla då rördragningen anses vara korrekt bedömd, men i praktiken kanske skulle skett på ett annorlunda sätt. 27

Ytterligare en felkälla som skulle kunna påverka installationskostnaderna kan vara att det i praktiken tillkommer mängdrabatt vid beställning av material till större ytor, vilket minskar priset. Eftersom inget system har tagit hänsyn till detta kan det vara så att det tar ut sig, men eftersom Granab kräver mer material än de övriga systemen kan det innebära att en mängdrabatt skulle ge mer effekt där. Avgränsningar som har gjorts utgör ett hinder för en komplett prisbild för de tre systemen. För en komplett prisbild bör även projekteringskostnader beaktas samt en mer noggrann undersökning av vad Bonavas leverantörsavtal samt eventuell mängdrabatt för material och arbete hade betytt. Avtal räknas dock som företagshemligheter och att inkludera sådana i rapporten är därför inte möjligt. Däremot är resultatet enkelt och tydligt presenterat och kan på det viset utgöra en bra riktlinje att utgå från för andra aktörer. Det gör rapporten användarvänlig för en större målgrupp. 28

6. SLUTSATS 6.1. Rekommendationer Utifrån resultatet kan det konstateras att radiatorsystemet är billigare att installera än för ett golvvärmesystem. Radiatorsystemet ger en jämnare inomhustemperatur. Radiatorsystem kan därför sägas vara bättre ur aspekten termisk komfort. Installationskostnaderna behöver dock inte vara utslagsgivande utan andra faktorer kan behöva tas i beaktande i valet av system. I avsnitt 1.1 framgick det att vi skulle ta fram en rekommendation för Bonavas framtida nybyggnationer gällande värmesystem och installationssätt. Vilket av de tre uppvärmningsalternativen är att föredra ur installationskostnadssynpunkt? Rekommendation: Vi rekommenderar radiatorsystem. Vi bygger det på att resultatet visar en billigare installationskostnad. Våra beräkningar tyder på att golvvärmesystemet är mer konkurrenskraftigt vid större lägenhetsarea. Vilket uppvärmningsalternativ är att föredra utifrån det termiska komfortperspektivet? Rekommendation: Vi rekommenderar radiatorsystem. Detta bygger vi på vår mätstudie som visar att radiatorsystemet ger en jämnare inomhustemperatur. Det vore dock intressant att se hur väl ett golvvärmesystem hade fungerat i ett flerbostadshus med en lätt stomme och ett lätt regelsystem eftersom det finns en förhoppning om att det kan ge jämnare inomhustemperaturer. Tyvärr är lätta system fortsatt dyrare i installationskostnader. 6.2. Förslag på fortsatt undersökning Med hänsyn till rapportens avgränsningar finns flera studier som vore intressanta att göra. Några exempel kan vara: Undersökning av lätta golvvärmesystem med avseende på eventuella besparingar gällande driftkostnader och jämnare inomhustemperatur. Vilken betydelse systemen har för det lokala distributionsnätet. Analys på reparations- och driftskostnader för att se hur värmesystemen skiljer sig åt under en längre tid. LCA och LCC för respektive värmesystem. Varför andra länder använder golvvärme i flerbostadshus men inte Sverige? 29

7. REFERENSER [1] C. Warfvinge and M. Dahlblom, Projektering av VVS-installationer. Lund: Studentlitteratur, 2010. [2] Teknikhandboken. (n.d). Konvektion [Online]. Available: http://www.teknikhandboken.se/handboken/paverkan-pa-tak-och-fasader/inrepaverkan/konvektion/ [Accessed: April 6, 2020] [3] Boverket. (2017, April) PBL Kunskapsbanken [Online]. Available: https://www.boverket.se/sv/pbl-kunskapsbanken/regler-om-byggande/boverketsbyggregler/termiskt-klimat/ [Accessed: March 31, 2020] [4] J. Kellner, Klimat Energi Hållbarhet-Är byggsektorn en miljöbov? Stockholm: Balkong, 2017. [5] P-G. Persson, VVS-system/Inneklimat, Stockholm: Schneider Electric, 2012. [6] J. Forslund, Bästa inneklimat, Lund: Svensk Byggtjänst, 2010. [7] Purmo. (2016, februari) Dimensionering av radiatorer [Online]. Available: http://whatsup.purmo.com/se/dimensionering-av-radiatorer/ [Accessed: April 6, 2020] [8] Sacramento Repipe and Plumbing. (2020) Underfloor-heating [Online]. Available: http://www.repipesacramento.com/repipe-articles/underfloor-heating/ [Accessed: April 8, 2020] [9] Uponor. (n.d) Radiatorrör RAKA Handbok [Online]. Available: http://www.uponornordic.com/arkiv/hs_archive/utgangna_broschyrer_ovrigt/2012_04_1998_ wirsboraka.pdf [Accessed: April 6, 2020] [10] Energikontoret. (2016) Värmedistribution. November [Online]. Available: http://energikontoretostergotland.rationellit.se/wpcontent/uploads/2016/11/kursmaterial_2016_del_3.pdf [Accessed: April 13, 2020] [11] Uponor. (1998, April) VVS Handboken. 5:e upplagan [Online]. Available: https://www.uponor.se/vvs/produkter/golvvarme/fix-rorhallarskena [Accessed: March 31, 2020] [12] Thermotech. (n.d) Ingjutning av golvvärme [Online]. Available: https://www.thermotech.se/golvvaerme/foerlaeggningssystem/ingjutning [Accessed: April 1, 2020] [13] Uponor. (2018, March) Drift- och underhållsinstruktion för Uponor Golvvärme [Online]. Available: 30

https://www.uponor.se/vvs/sok?q=drift%2520och%2520sk%25c3%25b6tselrutiner&um=0&dow nloadcenter=1 [Accessed: April 27, 2020] [14] Granab. (n.d) Projektering [Online]. Available: http://granab.se/projektering/ [Accessed: March 30, 2020] [15] Giha. (n.d) Golvvärme [Online]. Available: https://www.giha.se/produkter/golvvarme [Accessed: May 4, 2020] [16] Uponor. (n,d) Golvvärme [Online]. Available: https://www.uponor.se/vvs/produkter/golvvarme/fix-rorhallarskena [Accessed: March 31, 2020] [17] A. Tanik and R. Schedin, Golvvärme eller radiatorer. KTH, Stockholm, 2017. [Online] Available: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1147653/fulltext01.pdf [Accessed: April 17, 2020] [18] T. Persson. Lågtemperaturvärmesystem. Högskolan Dalarna, Dalarna, Ekos, 2000. [Online] Available: http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:522704/fulltext01.pdf [Accessed: April 17, 2020] [19] S. Karlsson. (2020). Bonava [Intervju] [20] SMHI. (2020, April) Ladda ner meteorologiska observationer [Online]. Available: https://www.smhi.se/data/meteorologi/ladda-ner-meteorologiskaobservationer#param=airtemperatureinstant,stations=all,stationid=97510 [Accessed: April 20, 2020] [21] Wikells, Sektionsfakta -VVS 19/20 Växjö: Wikells, 2019. [22] Wikells. (n.d) Om oss [Online]. Available: http://wikells.se/om-oss/ [Accessed: June 3, 2020] [23] Purmo. (2017, July) Teknisk broschyr Panelradiatorer [Online]. Available: https://www.purmo.com/docs/purmo_teknisk_broschyr_panel_0717_se_web.pdf [Accessed: April 22, 2020] [24] Wikells, Sektionsfakta -NYB 18/19. Växjö: Wikells, 2018. 31

BILAGOR Bilaga 1: Utomhustemperatur i centrala Uppsala enligt SMHI den 8:e t.o.m. 20:e April B1.1

Bilaga 2: Beräkningar av installationskostnader för radiatorer B2.1

Bilaga 3: Beräkningar av installationskostnader för golvvärme B3.1

Bilaga 4: Planlösningar med installationskostnader 1 ROK, 35 m 2 [24] Installationskostnader för 1 ROK 1 ROK Radiator GV - Ingjuten GV - Granab VS-kostnad 7 928,40 11 798,60 11 798,60 Stomkostnad 10 258,50 10 258,50 18 937,30 Fördelarskåp med samtliga ingående delar 0,00 8 635,30 8 635,30 Rör 1 082,40 0,00 0,00 TOTAL [SEK] avrundat 19 300 30 700 39 400 Index 100 159 204 B4.1

2 ROK, 45 m 2 [24] Installationskostnader för 2 ROK 2 ROK Radiator GV - Ingjuten GV - Granab VS-kostnad 13 520,30 15 687,70 15 687,70 Stomkostnad 13 189,50 13 189,50 24 348,00 Fördelarskåp med samtliga ingående delar 0,00 8 635,30 8 635,30 Rör 2 947,35 0,00 0,00 TOTAL [SEK] avrundat 29 700 37 500 48 700 Index 100 126 164 B4.2

Bilaga 5: Placering av mätdon i golvnivå vid fönster för byggnad med golvvärmesystem B5.1