Illustration: iStock

Rättvisa byggregler för småhus

Energikraven i de nya byggreglerna ger rättvisa värden på primärenergi, oavsett uppvärmningssätt. Med tillräckligt bra klimatskal kan likadana småhus byggas rationellt över hela landet. Värmepumpar klarar effektkravet med marginal medan elvärme inte kan användas. Detta konstaterar Per Kempe på Projektengagemang efter en jämförelse av två småhus, teoretiskt flyttade från norr till söder.

I de senaste Boverkets byggregler, BBR 25, kom nyheter inom energiområdet. Det infördes faktorer för regionala skillnader och viktningsfaktorer för primärenergi. För att se hur reglerna slår i verkligheten har två småhus jämförts på fem orter: Kiruna, Umeå, Stockholm, Göteborg och Malmö.

För de två jämförda småhusen normaliseras geografin väl, skillnaden mellan orterna blir mycket liten. Ett mindre hus på 130 m² har endast två procent högre primärenergital i Kiruna än i Malmö. Huset i Kiruna har dock 67 procent högre värmeffektbehov för uppvärmning och behöver köpa 90 procent mer energi.

I Kiruna har ett småhus på 190 m² endast 1,5 procent högre primärenergital än i Malmö. Även det huset har 67 procent högre värmeffektbehov i Kiruna och behöver köpa 89 procent mer energi.

De geografiska justeringsfaktorerna normaliserar geografiskt uppvärmningen i stället för som tidigare byggregler med skilda energikrav i olika klimatzoner. För att beräkna byggnadens primärenergital multipliceras respektive energislag med primärenergifaktorer. Kravnivån för primärenergitalet är 90 kWh/m², år enligt BBR 25.

Tabell 1

Beräkningar är gjorda för 40 kombinationer – två småhus, fem orter och fyra värmekällor: Fjärrvärme, frånluftvärmepump (utan FTX), luft/vattenvärmepump samt bergvärmepump. Frånluft- och luft/vattenvärmepumparna har inverterstyrning. (Hela sammaställningen finns i tabell här.)

I södra Sverige blir energianvändning med luft/vattenvärmepump cirka 10 procent större än med bergvärme pump. Energianvändning med frånluftvärmepump är cirka 18 procent större än med bergvärmepump. I norra Sverige är skillnaderna betydligt större.

Alla värmepumpar klarar av primärenergikravet med marginal när primärenergifaktorn för el är 1,6. Skulle den skärpas till 2,5 blir frånluftvärmepump lite sämre än fjärrvärme och ligger vid kravnivån i södra Sverige. I norra Sverige ligger den över eller mycket över kravnivån.

I södra Sverige betyder det att luft/vattenvärmepump har cirka 10 procent marginal på kravet och bergvärmepump 20 procent marginal. Luft/vattenvärmepump hamnar i norra delarna av Sverige strax över eller mycket över kravnivån. Bergvärmepump har 15 procent marginal respektive några procents marginal.

Om inte Boverket föreslår en något lägre primärenergifaktor för el behövs bättre klimatskärm för att luft/vattenvärmepump ska kunna användas i norra Sverige.

Jämförelserna visar att huset med frånluftvärmepump behöver 40 procent högre installerad värmeeffekt. Frånluftvärmepumpar nyttjar frånluftens energiinnehåll till uppvärmning och varmvatten, värmeinnehållet är begränsat men finns hela året. Huset med frånluftvärmepump saknar tilluftssystem som tillför förvärmd luft i rummen, inkommande uteluft värms med rummens värmesystem.

Luftvattenvärmepump har en utedel som avger ljud, men nivån ska vara låg och hålla sig inom gränsvärdena. Huset behöver tilluftssystem, men med serietillverkade småhus kan resurser läggas på bra dragning av kanalerna så att kostnaden inte blir för hög. En fördel är att luften som tillförs rummen via FTX-aggregatet är förvärmd och filtrerad.

Bergvärmepump har bäst energiprestanda av värmepumparna i jämförelsen. Men om många i området har borrhål kan de påverka varandra så att borrhålstemperaturen sjunker. Då kommer det att krävas mer el till värmepumpen. Det finns även mark där det inte är lämpligt att borra. En för snålt borrad värmepumpsanläggning kan också ge fallande temperatur i borrhålet. Då behövs antingen extra borrhål eller att återladdning installeras.

Utan fjärrvärme eller pelletspanna krävs det värmepump för att kunna använda el till uppvärmning. Elradiatorer eller elpanna klarar max installerad eleffekt, men med hänsyn till primärenergitalet fungerar det inte. Den större villan i Kiruna har dimensionerande värmeeffektbehov på 6,6 kW, tillåten installerad eleffekt är 8,61 kW.

Med elpanna eller direktverkande el blir specifik energianvändning 123,8 kWh/m², år och primärenergitalet 123 kWh/m², år, vilket är nästan 40 procent för högt. Detta beror på att byggnadens uppvärmningsenergi ska divideras med Fgeo, 1,9, sedan ska elenergin multipliceras med primärenergifaktorn 1,6.

Om primärenergifaktorn för el skulle vara 2,5 blir primärenergitalet för huset 192 kWh/m², år, vilket är cirka 115 procent för högt. För att då klara byggnadens primärenergital krävs i princip ett passivhus.

Beräkningarna visar att om det mindre småhuset har genomsnittlig värmegenomgångskoefficient, Um=0,23 W/K, m², och det större Um=0,25 W/K, m² skulle det vara tillräckligt för att kunna använda samma klimatskärm på alla orterna. Värmesystemet i Kiruna behöver förstås 70 procent högre värmeeffekt än i Malmö.

Tabell 2

Det viktigaste är att mäta den starkt brukarrelaterade användningen av varmvatten. Enklast mäts det kallvatten som blir varmvatten men noggrannare är att mäta även inkommande temperatur på kallvattnet som varierar 3–15 °C över året.

Enligt Sveby är ett bra medelvärde för energibehovet för varmvatten 55 kWh/m³. Men om varmvattenenergin används för att månadsvis korrigera värmen och göra en energiindex-normering behöver man ta hänsyn till inkommande kallvattentemperatur. Annars finns risken att i slutet av sommaren korrigera den lilla värmeenergin för mycket, så att värmeenergin blir negativ.

För att nå den beräknade energiprestandan är det viktigt att installationssystemen är väl drifttagna och fungerar som avsetts. Och att skilja på byggnads- och hushållsenergi eftersom det är byggnadsenergin som kraven i byggreglerna gäller.

Det är vidare viktigt att mäta de olika energierna så att det går att normalårskorrigera användningen.

FAKTA

SÅ GJORDES BERÄKNINGARNA

De teoretiskt jämförda villorna är två tvåplanshus, gynnsamt geometriskt utformade, med areorna 130 m² respektive 190 m². Gemensamt är höjden på 5,2 m och bredden 8 m, längden är 8,1 respektive 11,9 m. Villorna har golvvärme på nedre plan och radiatorer på övre plan, förutom badrummet på 5 m² som har golvvärme. Villorna har en hög lufttäthet (0,3 l/s, m² vid 50 Pa, med frånluftvärmepump 0,6 l/s, m² vid 50 Pa).

Alla hus, utom det med frånluftvärmepump, har FTX-ventilation med roterande värmeväxlare (verkningsgrad 80 procent) för att minimera avfrostning. Genomgående har energieffektiva fläktar, blandare och andra komponenter valts.

Jämförelserna kan inte användas till att bygga efter. För varje byggnad måste energiberäkning göras för att få den aktuella byggnadens energianvändning och primärenergital. Vid förändring av byggnadens konstruktion ska energiberäkningen uppdateras.

Vid jämförelserna är Um valt så att fjärrvärmehusethuset klarar primärenergitalet med 10 procent marginal. Samma Um-värde har använts för att beräkna värmepumphusens primärenergital.

Beräkningarna är gjorda med TMF Energi, ett energiberäkningsprogram främst för småhus. I programvaran går det att jämföra olika uppvärmningskällor. Det är ett av få beräkningsprogram där olika värmepumpars egenskaper är inlagda från provningar enligt EN 14 511. I programmet anges byggnadens primärenergital och behov av köpt energi.

TMF Energi är framtaget av Rise på uppdrag av Trä- och möbelföretagen och organisationens trähustillverkande medlemmar.

Per Kempe, Tekn Dr Installationsteknik, Projektengagemang

 

 

 

 

 


Sammanställning av beräkningar med TMF Energi 7.1. Primärenergikravet för småhus är 90 kWh/m², år och på det värdet bör beräkningarna ha cirka 10 procent marginal. (Klicka på tabellen för större storlek. Den finns även i pdf-format här.)

Tabell 3