Sammanställning av erfarenheter och önskemål - Nyckeltal. Mauritz
Glaumann 2018-12-03.
Byggnadsform |
|
Ju närmare kuben
desto bättre |
Byggnadsorientering |
|
Har liten
betydelse vid bra byggnadsskal |
Byggnadsskal |
Välisolerat |
Väggar och tak
U< 0,1 W/m2,oC. |
Tätt |
Vid
täthetsprovning N50<0,6 oms/h (~ 0,4 l/m2,s) |
|
Inga köldbryggor
|
Ψ< 0,01 W/m,K |
|
Material |
Lätta. Liten
klimatpåverkan vid tillverkning. Inga ohälsosamma emissioner. Genomtänkt
återvinning. |
|
Innerväggar/inredning |
Egenskaper |
Låg
värmeupptagning och/eller värmereflekterande. Flyttbara innerväggar. |
Fönster |
Storlek. |
< 15% av
golvytan. Storlek och orientering väljs efter dagsljusbehov och utsikt
– inte energi. Dagsljusfaktor i kök och vardagsrum ≥ 1%. Utvändig
solavskärmning om behov finns. 5 timmars sol i kök och vardagsrum under
jämndygn. |
Isolering |
U<0,70 W/m2,oC |
|
Ventilation |
Luftomsättning |
0,35 l/s,m² (golvarea)
i bemannat rum, 0,10 l/s,m² (golvarea) i tomt rum eller 30 l/pers,h. |
Värmeväxling |
Verkningsgrad
η> 75% (aggregat) |
|
Uppvärmning |
Luft |
Via värmemagasin
och luftvärmepump. Eventuellt golvvärme i badrum och entré. |
Vatten |
Vattenmagasin 200l/person. Uppvärmning: Solfångare, luftvärmepump, vattenmantlad kamin. Välisolerad varmvattenberedare: ≥ 60 oC för att undvika legionella. Elpatron i reserv. |
|
El |
Låg effekt |
Jämn fördelning
på elfaserna, max 3 kW/fas och bostad. Gärna batteribackup. Välj LED-belysning
och apparater med låg effekt. |
Solfångare |
Storlek |
1,5 m2/person |
Solceller |
Storlek |
4 m2/hushåll |
Avlopp |
Värmeväxling |
Urinseparering
och gråvattenseparering om näringsämnena kan utnyttjas på plats. |
Vindenergi |
Liten produktion
i bebyggelse |
Möjligen
taknocksturbin. |
Sol på
uteplats/balkong |
Gränsvärde |
≥ 5 timmar vid
jämndygn |
Radon |
Gränsvärde |
≤ 50 Bq/m3. Tätning mot markradon vid behov. |
Odling |
Utrymme |
>2 m3/person på
balkong/uteplats eller i närmiljön. |
Återbygg |
|
Dokumentation av
inbyggt material. Driftinstruktioner. Demonterings-/återvinningsinstruktioner. |
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 60oC i toppen och 20oC
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 60oC, 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.