Kriterier för miljöanpassade* bostäder:

Sammanställning av erfarenheter och önskemål - Nyckeltal. Mauritz Glaumann 2018-12-03.

Kommentarer

Byggnadsform. 100 m2 bostadsyta kan t.ex. utformas i ett plan med måtten 10x10 eller 5x20 eller i två plan med måtten 7x7. I första fallet får man ca 20% större omslutningsyta och i andra fallet ca 30% större omslutningsyta än tredje fallet (2 våningar). Värmeförluster från byggnadsskalet ökar i motsvarande grad. Att ange en formfaktor dvs omslutningsytan för ett aktuellt hus i förhållande till i en kubisk byggnad med samma golvyta är ett intressant jämförelsemått.

Orientering. Med ett så tätt och välisolerat hus det här är fråga om spelar det liten roll hur man vrider byggnaden. Det är bara under vintermånaderna man behöver uppvärmning och då står solen så lågt och är uppe så kort tid att värmebidraget genom fönster oftast blir litet. Övrig tid är värmeförlusterna genom fönstren mer än 5 gånger högre än genom väggarna. Stora fönster mot söder skapar lätt övervärme inomhus redan på våren och hösten. Solavskärmande överhängen har då ingen effekt. Men det är klart att ett fönster mot söder har något bättre värmebalans under vintern än samma fönster mot norr.

Byggnadsskal. Huset skall vara välisolerat, lufttätt och sakna köldbryggor för att man skall kunna få bra inneklimat på ett energieffektivt sätt. De internationella passivhusreglerna är inriktade på detta. Följer man deras instruktioner eller certifierar en byggnad enligt dessa regler får man ett mycket bra klimatskal. I Sverige finns en intresseförening som driver utbildning och certifiering av passivhus, IGPH www.igpassivhus.se.

Byggnadsmaterialen mot insidan bör vara lätta för att man skall kunna reglera innetemperaturen på ett effektivt sätt. Det finns mång kilowattimmar att tjäna på att sänka temperaturen vid bortavaro eller på nätterna.

Tänk på ett rum med en golvyta som är 4x5 m och en rumshöjd på 2,5 m. Luftvolymen blir då 50 m³. Om golv, väggar och tak är mycket tunga tex i betong kommer det ta lång tid att ändra det upplevda inneklimatet jämfört med om omslutningsytorna vore lätta tex i cellplast. Luftens värmkapacitet är 0,34 Wh/m³,K och betongens 560 Wh/m³,K. Om man skulle variera rumstemperaturen 10 ^oC över dygnet och 5 cm av omslutningsytorna medverkar i temperaturvariationen så går det åt 170 Wh att värma luften 10 ^oC och 23800 Wh att värma rumsytorna i betong lika mycket, dvs 140 gånger mer. Skulle rumsytorna i stället bestå av cellplast (polystyren) med värmekapaciteten 5,8 Wh/m3,k skulle det gå åt 247 Wh att värma väggytorna 10 ^oC. Siffrorna blir naturligtvis annorlunda om man räknar in fönster eller använder andra ytmaterial men skillnaden mellan tunga och lätta omslutande ytor blir alltid väldigt stor. Om rumsytorna vore mycket lätta eller värmereflekterande skulle vi i princip bara behöva värma rumsluften för att temperaturen skall kännas bra och vi skulle kunna minska värmeförlusterna väldigt mycket genom att variera innetemperaturen efter behov. Idealet vore om man kunde sätta på och av värmen, ungefär som vi tänder och släcker belysningen.

Fönster. Idag finns det fönster med U-värde nedåt 0,5 W/m²,K på marknaden och det bör naturligtvis utnyttjas. Som nämnts under orientering är det ändå fortfarande minst 5 gånger så stora förluster genom skuggade fönster som genom väggar och tak. Ur energisynpunkt bör fönsterytorna begränsas. Men fönstrens primära uppgift är släppa in dagsljus och sol samt ge intressanta utblickar. Därför bör fönstrens storlek och placering bestämmas utifrån detta. Under vinterhalvåret lider många på våra breddgrader av brist på dagsljus och längtar efter återkomsten av ljus och värme från solen. Därför är det en stor kvalitet om framför allt kök och vardagsrum, där man vistas mycket, i rimlig utsträckning utformas för få in sol och ljus även under vinterhalvåret. De i tabellen angivna gränsvärdena, som är beprövade, syftar till att uppnå detta.

I en välisolerad byggnad kan även måttliga fönsterstorlekar mot söder ge överhettning inomhus under sommaren. Med rörliga solskydd kan man få in den efterlängtade vårsolen men hindra för mycket solvärme att komma in när det redan är varmt och ljust ute. Utvändiga rörliga solskydd - markiser, persienner, jalusier eller fönsterluckor - kan rätt utformade hindra uppåt 90% av solstrålningen att komma in i huset medan invändiga persienner och gardiner inte alls är lika effektiva. Möjlighet att skapa korsdrag genom fönstervädring är också en viktig åtgärd för att få bra inneklimat under heta sommardagar eller frisk luft när mycket folk samlas i samma rum.

Ventilation. I en tät byggnad är det viktigt att ha en god mekanisk ventilation för att få en bra luftkvalitet inne. De angivna gränsvärdena för luftomsättning per kvadratmeter finns att läsa i de svenska byggreglerna. De är väl tilltagna och en stor del av den befintliga bebyggelsen klarar inte dessa gränsvärden vilket av en del betraktats som ett folkhälsoproblem. Behovet av frisk tilluft beror på föroreningsbelastningen, vanligtvis antalet personer som vistas i byggnaden. Därför talar de internationella passivhusreglerna om behovet av frisk luft per person (det andra gränsvärdet). Eftersom värmeförlusterna genom ventilation kan vara stora är det klokt att försöka reglera luftomsättningen efter behovet. Det kan ske manuellt eller automatiskt via en koldioxidmätare vars värde speglar antalet personer genom koldioxidhalten i rumsluften. Att kunna öka luftomsättningen genom fönstervädring tex vid fester eller tillfälligt dålig inneluft av annan orsak är det enklaste sättet att behovsstyra. En viss minimiventilation behövs alltid för att vädra bort emissioner från byggmaterial och inredning. Utan värmeåtervinning på ventilationen utgör den en mycket stor del av de totala värmeförlusterna. Men idag finns värmeåtervinningsaggregat för ventilation med en verkningsgrad på uppåt 90%. Det kräver att kanalsystemen för tilluft och frånluft möter varandra i en punkt där värme kan växlas. Tilluftskanaler måste regelbundet rengöras från damm och smuts och filtren måste bytas. Man kan också använda en frånluftsvärmepump som tar tillbaks värme ur frånluften. Då behövs inte tilluftkanaler i samma utsträckning utan tilluften kan komma direkt via ventiler i ytterväggen. En markkulvert för tilluften förvärmer luften på vintern och förkyler den på sommaren. Fläktförstärkta självdragssystem kan fungera bra men det är svårt att återvinna värme vid självdragsdrift.

Uppvärmning. De internationella passivhusreglerna syftar till att skapa så välisolerade byggnader att rumsuppvärmningen under vintern kan ske genom uppvärmd ventilationsluft. Det skall alltså kunna ske utan att behöva öka ventilationen utöver vad som krävs för frisk luft inne. Ökar man lufttillförseln därutöver leder det lätt till besvärande drag eller buller. Den maximala energitillförseln som kan ske via ventilation utan forcering kan beräknas till 10 W/m². Det innebär att en byggnad på 100 m² inte får kräva mer än 1 kW i uppvärmning när det är som kallast ute. Det är mindre än effekten i en spisplatta. Ju kallare klimat desto bättre isolering krävs alltså (men svenska byggreglerna tillåter större förluster i kallare klimat). Vid så låga effektbehov är knappast fjärrvärme, som i Sverige ofta är mycket miljövänligt producerad, något alternativ. Det enklaste är förstås att tillgodose det låga uppvärmningsbehov genom ett elelement i tilluften. Ur miljösynpunkt är detta emellertid ingen bra lösning eftersom när det är som kallast ute är också elnätet som högst belastat och elproduktionen då innehåller både kärnkraft och fossilbränslen. En braskamin kan tillfälligt avlasta eluppvärmningsbehovet men värmen därifrån är svår att reglera – först får man för mycket och sen för lite. En vattenmantlad kamin som laddar ett värmemagasin med vatten är då en väsentligt bättre lösning. Därifrån kan man hämta värme efter behov både för uppvärmning och för varmvatten. Ett vattenmagasin kan också laddas med solenergi (solfångare, solceller) under en stor del av året. En del av tilluften kan antingen ledas mellan värmemagasinet och dess isolering eller via en värmeväxlare utanför magasinet. Men lokal biobränsleeldning ger utsläpp som kan skapa utemiljöproblem i tätbebyggelse, i synnerhet vid kaminer med dålig verkningsgrad. Därför är det ytterst viktigt att alla eldstäder eldas rätt, är miljömärkta och har bästa tänkbara verkningsgrad.

Vatten är det ojämförbart bästa mediet att lagra värme i. Det har en volymetrisk värmekapacitet som är dubbelt så hög som betongens och nästan fyra gånger så hög som teglets. Dessutom kan man utnyttja temperaturskiktningen i ett vertikalt vattenmagasin så att man kan lagra olika temperaturer på olika nivåer. Det kan tex vara 60^oC i toppen och 20^oC i botten, vilket gör att uppvärmningen i en kamin blir särskilt effektiv eftersom den tar kallt vatten från botten och levererar varmt vatten i toppen. Eftersom varmvattnet behöver värmas till 60^oC, åtminstone intermittent, för att döda legionellabakterier placeras en varmvattenslinga eller mindre separat magasin i toppen på vattenlagret. Vid tappning av varmvatten kyls då slingan och magasinvattnet kring den och sjunker med omblandning och förstörd skiktning till följd. Det kan förhindras tex med en strut och ett rör under slingan som samlar upp det avkylda vattnet och låter det sjunka för sig ner till en temperaturnivå i magasinet som är ungefär densamma. Får man inte upp varmvattnet till 60oC i magasinet kan det eftervärmas efter behov av ett elelement i eller utanför magasinet.

El. Det är självklart att abonnera på miljövänligt producerad el, ofta kallad källmärkt. I det framtida elsystemet är all elproduktion förnybar, dvs kommer från vattenkraft, solceller, vindkraft eller biobränslen i kraftvärmeverk. De tre första energislagen är att föredra eftersom de är flödande och inte skapar miljöproblem under produktionen medan ett bränsleeldat kraftverk alltid ger utsläpp, däribland koldioxid även om det av konvention inte brukar räknas för biobränslen. Sverige hör till de högsta elanvändarena per capita i världen (plats nr 6). Att producera denna elanvändning med solceller skulle kräva en yta motsvarande ungefär 1000 km2, motsvarande hela Ölands yta täckt med solceller. Under den kalla perioden november till februari är instrålning mot en sydvänd lutande yta i Stockholm bara ca 8% av årsinstrålningen, dvs den är obetydlig när efterfrågan är som störst. Det innebär att solel inte kan ge något avgörande bidrag till landets elförsörjning utan säsongslagring av el vilket är svårt än så länge knappast förekommer. Däremot kan solceller öka självförsörjningsgraden och minska sårbarheten för enskilda byggnader med låg effektanvändning och batteribackup under perioden mars till oktober. Under november räcker solelen inte till hur gärna man än skulle önska det. Byggnadsknuten vindkraft skulle kunna bidra något på vintern, då det blåser mest under året, men bidraget är litet (se nedan). En biobränsleeldad Stirlingmotor kan förse en byggnad med både el och värme under vintern (tex från Inresol) men dessa ger för mycket värme i förhållande till el för en energisnål byggnad.

I framtiden kommer merparten av förnybar el säkert från vattenkraft men en betydande del också från vindkraft som ger en oregelbunden tillförsel. Det innebär att elsystemet bättre måste matcha konsumtion med produktion. Vid vissa tillfällen vintertid kommer det ändå kunna uppstå elbrist dvs effektbrist med tidvis höga priser som följd. Det kan man på byggnadsnivå motverka genom att minimera effektuttaget, fördela det jämnt över faserna och förskjuta uttag genom batteribackup till tider med mindre belastning på elnätet. Därför anges också ett gränsvärde för eleffekt.

Solfångare. Solfångare är ett bra sätt att ta tillvara solenergi för varmvatten och någon mån för uppvärmning tidigt och sent på året. Solfångarnas verkningsgrad är idag ungefär tre gånger så stor som solcellernas. Men installerar man för stor yta får man mycket mer varmvatten sommartid än man kan använda Därför är ett ungefärligt gränsvärde för storleken angivet.

Solceller. Ca 6000 kWh el för ett hushåll är en vanlig förbrukning. För att producera så mycket el med solceller krävs en yta på ca 60 m². Med detta skulle man alltså kunna sägas vara självförsörjande på årsbasis men man säljer el till nätet under sommarhalvåret när landet har överskott på el och köper under vinterhalvåret då vi har ett nationellt underskott. Detta kallas ofta ganska oegentligt för nollenergihus (om man även täcker in värmebehovet) men ur miljösynpunkt är det inte särskilt klokt. Det är i så fall bättre att tala om hur stor del av året man är självförsörjande på dygns- eller månadsnivå. Men det är roligt att producera egen el och intressant att se hur produktionen varierar över året. Hur mycket solceller man vill köpa är förstås en kostnadsfråga. Värdet på den solel man använder själv motsvarar priset på köpt el. Vid de tillfällen man producerar mer el än vad man använder säljs överskottet på nätet till ett pris som ligger under marknadspriset för köpt el. Ekonomiskt sett skall man inte producera mer än man använder så att man inte behöver sälja något överskott. Det kan svara mot ca 4-5 m² per hushåll. För att minimera mängden såld el kan man använda ett korttidslager i form av batterier. Sommarens sålda överskottsel kan teoretiskt sett användas för att pumpa upp vatten till kraftverksdammar, eller ersätta annars använd vattenkraft under sommaren. Det innebär att man bidrar till elförsörjningen i landet med en större anläggning som kanske är mindre lönsam privatekonomiskt sett.

Avlopp. Mycket värme spolas ut i avloppsnätet med uppvärmt vatten. Därför kan det vara värt att hämta tillbaks en del av värmen genom att förvärma ingående kallvatten. Olika typer av avloppsvärmeväxlar finns att köpa men verkningsgraden är ofta låg, mellan 10-30%. Ackumulerar man först avloppsvattnet i tank, som tex töms automatiskt när den är full via en hävert, kan man med hjälp av en värmepump få ut mer värme. Men det drar å andra sidan el.

Vindenergi lokakalt. Vindenergiproduktion är proportionellt mot vindhastigheten i kub, dvs dubblas vindhastigheten produceras 8 gånger så mycket el. På grund av träd, byggnader m.m. så bromsas vinden i staden och är genomsnittligt ofta inte mer än hälften av hastigheten vid kusten. Vidare ökar vindhastigheten logaritmiskt med höjden över marken. Så den vindenergi man kan få ut i tättbyggda områden på höjder under 10 m är bara en bråkdel av som kan produceras ute vid kusten på höga torn. Men lite kan man få t.ex. med en nockturbin. Eftersom vinden måste passera ett hus får man en hastighetsökning längs kanterna som kan utnyttjas vid taknock med en liggande turbin. Man kan säga att huset då utgör en vindfångare, dvs ju större byggnad desto större vindhastighet över taket. Produktionen per kvadratmeter exponerad turbinyta kan ligga på ungefär desamma nivå som för solceller men fördelen att man har produktion hela året runt. Av praktiska själ kan man däremot inte få upp lika många kvadrater vindturbin som solceller. Färdiga nockturbiner finns inte att köpa utan ligger på idéstadiet (Se avsn. Nockturbin).

Sol på uteplatser. Svenskarna är ett soldyrkande folk inte minst därför att vi har en så lång och mörk vintersäsong. Att kunna gå ut och sola eller fika på ett utrymme direkt intill bostaden när solen börjar värme är därför en kvalitet som alla bostäder borde vara försedda med. Det angivna gränsvärdet är ett mått som tidigare rekommenderades i Sverige.

Radon. Den nordiska berggrunden utsöndrar mycket radon som kan tränga in i byggnader och leda till ohälsa i synnerhet kombinerat med rökning. Halter av markradon finns i regel karterat i kommunerna och där höga halter förekommer bör man täta grunden för att få in så lite som möjligt. Det angivna gränsvärdet är en fjärdedel av dagens riktvärde.

Odling. Stads- och balkongodling är begrepp som seglat upp under senare år. Det handlar om nyttoplanteringar i eller i omedelbar närhet av bostaden. Allt fler människor är intresserade av detta och bör ges möjlighet att också utöva nyttoodling. Det kan ske både horisontellt eller vertikalt varför ett gränsvärde är angivet i kubikmeter. Idag finns inga rekommendationer på utrymme för närodling så gränsvärdet är tillyxat för att markera behovet.

Återbygg. I stort sett alla hus byggs om flera gånger under sin livstid. Det beror på att ny teknik introduceras, nya vanor skapas, nya krav ställs på energieffektivitet etc. Mycket är då vunnet om man redan på ritningsstadiet har tänkt igenom hur en byggnad skall kunna förändras på ett enkelt sätt över tid - hur man kan demontera, bygga om och återvinna material och komponenter i framtiden. För detta behövs också dokumentation och instruktioner som bevaras och uppdateras över tid. Med intåg av ny teknik krävs också instruktion och undervisning för att kunna utnyttja nya faciliteter och uppnå samt vidmakthålla den prestanda som finns möjlighet att nå.