Villa Steen

E n e r g i a n a l y s / o p t i m e r i n g

V i l l a S t e e n Ägarens namn: Michael Steen

Adress: Vikgränd 6, 184 63 Åkersberga Datum: 30-­‐03-­‐1213 Företag: Lotus energi AB, Sandra Steen

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Förord ................................................................................................................................... 3 Inledning .............................................................................................................................. 4 Bakgrund ....................................................................................................................................... 4 Syfte ................................................................................................................................................. 4 Mål ................................................................................................................................................... 4 Avgränsningar ............................................................................................................................. 4

Energianalys/optimering av villa Steen .................................................................... 4 Area: ................................................................................................................................................ 5 Vägg beskrivning: ....................................................................................................................... 5 Tak beskrivning: ............................................................................................................................ 5 Bjälklag beskrivning: ................................................................................................................ 6 Grundmur beskrivning: ............................................................................................................ 6 Platta på mark: ............................................................................................................................ 6 Belysning: ...................................................................................................................................... 6 Radon: ............................................................................................................................................. 6 Fönster: .......................................................................................................................................... 6 Dörrar: ............................................................................................................................................ 6 Uppvärmningssystem: .............................................................................................................. 6 Ventilation: ................................................................................................................................................. 6 KWh/år för villa Steen och gäst stuga .................................................................................. 7 Tillförd KWh/år för villan: ................................................................................................................... 7 Kostnader för villan: .................................................................................................................. 7 U-­‐värden: ....................................................................................................................................... 7 Energiprestandan för värme och EL: ................................................................................... 7

Transmissionsförluster för husets skal .................................................................... 8 Ventilation med FTX : ................................................................................................................ 9 Vattenburna värmegolvet ........................................................................................................ 9 Tappvarmvatten: ........................................................................................................................ 9

Energibalans värme ....................................................................................................... 10 Beräkning av kostnadseffektiva energiåtgärder ................................................. 11

Byta belysning: ......................................................................................................................... 12 Tilläggsisolera ytterväggarna: ............................................................................................ 12 Tilläggsisolera grundväggarna ........................................................................................... 13 Solceller ...................................................................................................................................... 13

Förord

Detta projekt har skrivits för utbildningen Byggnadsingenjör Uthålligt byggande, i ämnet Byggfysik fortsättningskurs i energioptimering omfattar 10-­‐YH poäng.

Arbetet utfördes i mars 2013. Kursen ska särskilt uppmärksamma de byggnadstekniska och installationstekniska problem, frågeställningar, bestämmelser och krav som gäller för ROT-­‐projekt och vid förvaltningen av byggnader. Inom ramen för kursen skall vi studenter presentera energioptimerande lösningar på en vald byggnad. Jag bestämde mig för att ta en utmaning och energianalysera villa Steen. Villan har bra och spännandelösningar och ändå stor energiåtgång. Att få dessa siffror på papper och hur man kan förbättra huset ytterligare var för mig en stor och rolig utmaning och ut maning blev det. Den korta tiden vi hade och få ihop alla olika moment tog många sena kvällar. Jag fick ihop det och nöjd vart både jag och ägaren till huset.

Trevlig läsning önskar Sandra Steen

Stockholm 2013

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Inledning

Bakgrund

Vi står in för en stor förändring i samhället.

EU –krav på energieffektivare system och energisnålare hus blir allt hårdare. Stigande oljepriser gör många av dagens system utsatta i framtiden om ingen förändring sker idag.

Syfte

Syftet med detta arbete är att vi ska använda de verktyg som vi har fått kunskap om. Genom att energianalysera en byggnad kommer vi få känna på vilka problem som uppstår, hur vi ska gå till väga när man gör en energideklaration och vad man ska leta efter.

Mål

Målet är att vi ska sätta huset energi i siffror för att det ska vara lättare att analysera huset och ta fram energisparande lösningar.

Avgränsningar

Energisparande lösningarna är ekonomisk och tids begränsade.

För att någon energilösning ska vara effektiv har jag satt en tids gräns då investeringskostnaden ska vara betald inom 15 år max för att det ska vara en bra lösning för villa ägaren.

Energianalys/optimering av villa Steen

Adress: Vikgränd 6 184 63 Åkersberga Ägare: Michael Steen Fastighets bet: Flaxenvik 2:209 Byggår: 2005 Bostadstyp: Villa Husgrunds typ: Platta på mark/ kryp/ torpargrund Vatten: Egen brunn

Area: Totala uppvärmda ytan: 216 kvm Fasad trä: 160 kvm Betonggrund: 74 kvm Fönster totalt: 28 kvm Fönster grund: 3 kvm Fönster trä fasad: 25 kvm Husgrund: 120 kvm Platta: 96 kvm Berg: 24 kvm Källarutrymme: 45 kvm

Vägg beskrivning: Ytterpanel 22mm Luftspalt 45 mm Vindskiva 15 mm Mineralull 190 mm Plyaskiva 12 mm Byggplast Gipsskiva 12 mm

Tak beskrivning: BTG-­‐pannor Strö och bärläkt U-­‐lagspapp Råspånt 22 mm Luftspalt 25 mm Hård träfiberskiva 3.5 mm Mineralull 250 mm Byggplast Glespanel 34 mm Gips 13 mm

Limträbalk 56 x 270 mm 45 x 45 mm spikas c/c 20u.k

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Bjälklag beskrivning: Brädor 28mm x195 mm Mineralull 200 mm Glespanel 34 Gips 13 mm

Grundmur beskrivning: Leca betong 300 x 600 mm

Platta på mark: BTG 100 mm Cellplast 200 mm 150 mm packad makadam Rutarmering och vattenburen värmegolv 75 kvm

Belysning: Halogen spottar 48 st 300 x 600 mm, 3 st lamputtag, 3 st lysrör

Radon: <20 +/-­‐ 10 Bq/m3

Fönster: 3-­‐glasfönster SP isolerglas fönster

Dörrar: 2 st altandörrar 3 st ytterdörrar

Uppvärmningssystem: • •

värmegolv vattenburen och el Bergvärmepump Luftvärmesystem Bergvärmepump ifrån Nibe, 2 st hål, 70 meter st Vätska/vatten.

COP: värmefaktor upptill 5,03 Beräknar på 2,5 Svårt att få fram exakta COP värdet efter som värmepumpen installerades när huset byggdes. Hoppar därför över att räkna med verkningsgrad av tillför energi.

Ventilation: Alig ventilation AB, (FTX –system) Värmeåtervinning: ca 90% Luftflöde: 0,186 m3/s

KWh/år för villa Steen och gäst stuga Tillförd energi 2012 för villan ca 216 kvm och även en liten sommarstuga på ca 33kvm: 28656 kWh/år

Tillförd KWh/år för villan: Värme: 8815 kWh/år Hushålls EL: 11400 kWh/ år Vatten användning: 8,9 kWh/år

Kostnader för villan: EON är leverantör av el till villa Steen. Priset per kWh är 83,89 öre ca 1 kr/kWh

Värme el: 8815 kr/år Hushålls el: 11400 kr/år Vatten användning el: 8.9 kr/år EL-­‐ användningen för villan: = 20224 kr/år EL -­‐användningen för sommarstuga: 8432.1 kWh/år = 8432.1 kr/år

U-­‐värden: Fasad: 0,47 w/m2c Tak: 0,14 w/m2c Grundväggarna: 0.91 w/m2c Platta på mark: 0.30 w/m2c Fönster: 1,1 w/m2c Altandörrar: 1.1 w/m2c Ytterdörrar: 0.9 w/m2c

Energiprestandan för värme och EL: A temp: 216 kvm* 1.25 = 270 Q tillförd El, värme: 20224/ 270=75kwh/m2 Husets energiprestanda är: 75 kWh/m2

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Transmissionsförluster för husets skal

Beskrivning Tak Väggar trä Fönster i trä Väggar grund Fönster grund Dörr glas x2 Dörr x 3 platta Berg/ golv

U 0.14 0.47 1.1 0.91 1.9 1.1 0.9 0.3 0.91

A 120 157 25 74 3 3.28 7 96 24

U*A w/c 16,8 75.4 27.5 67 3.6 3.6 6.3 29 22 Tot: 251.2

% 7 30 10 26 2 2 3 11 9

Energibalans Tak

Väggar

Fönster/dörrar

20%

Grunden

7%

17% 56%

S = (20 -­‐7) *8760 ch/år =113880 ch/år Q tot, trans= 251.2w/c * 113880 ch/år = 28606 kWh/år Q trans, tillförd= 28606 kWh/år/2.5= 11442kWh/ år

Totalt av vad huset gör av med igenom väggarna när det är 20 C inomhus är 28606 kWh/år.

Ventilation med FTX : 0,186 m3/s x 1,2 kg/m3 x 1 KJ/kg, C x 87600ch/år= 19552.3 kWh/år 90 % av 19552,3 = 17596 17596 – 19552,3= 1955 1955/2.5= 782 Q tillförd= 782 kWh

Vattenburna värmegolvet Q tillförd : 8815kWh – (782 kWh + 8.9 kWh) = 8024 kWh Nyttiga energi: 8024 x 2,5= 20060 kWh

Tappvarmvatten: Vatten=100 m3/år Tagit nyckeltal eftersom det ej går att mäta vattnet på grunda egen brunn.

Varmvatten: 0,4 x 100m3/år= 40 m3/år Qvv=0,40x1000 kg/m3 x 4.18 Kj/kgc x 48 c= /3600 = 22,29kwh/år Q tottillförd: 22.29/2.5= 8.9 kWh/år

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Energibalans värme

Transmission: 28606kWh/år Ventilation: 19552 kWh/år Tappvarmevatten: 22.3kWh/ år Vattenburna värmegolvet: 20060 kWh/år

Totala energianvändningen/år: 68240 kWh/år

Energibalans

29% 42%

Transmission Ventilation Tappvarmvatten

0%

Värmegolv 29%

19552+22.3 + 20060= 39634 39634/ 8815= 4,4 COP blir då 4,4 för att det finns extremt bra värmeåtervinning i ventilationssystemet som gör att COP:en höjs.

Beräkning av kostnadseffektiva energiåtgärder

Huset har mycket bra grunder så som återvinning av värme ur frånluft med FTX –system, det befintliga fönsterna är 3 –glas, det är behovsstyrt ventilationssystem, bra vattenarmaturer med envägs blandare.

Det finns bergvärmepump där det står COP 5 vilket jag anser är det bästa alternativet till värm då inga fjärvärmeledningar finns i närheten för att ta tillvara på för en rimlig kostnad.

Pelletspanna skulle vara ett bra alternativ om inte bergvärmepumpen redan var installerad. Eftersom pellets har relativt låg driftkostnad och nästan inget koldioxidutsläpp bara vid tillverkning och vid transport vilket är väldigt lågt.

Bergvärmepump är ett mycket bra energisystem som drar lite i driftkostnader och har lite koldioxidutsläpp Dock är investeringen av bergvärmepump dyrare och det gör att många väljer pelletspanna. Men eftersom bergvärmepumpen redan är installerad och betald finns det ingen anledning att byta till pelletspanna nu.

Huset har bra isolerat tak på U-­‐värde 0,14 kWh/m2c. Huset ligger högt och har bra tillgång till solenergi.

Det som kan bli bättre är installera fler termostater och behovs styrdbelysning. Byta ut halogen belysningen till låg energibelysning som led belysning. Tilläggsisolera väggar, tak, betonggrunden, berget och även ventilationsrören. Stänga ”rök dörren” och sätta dit en ”sluss”, det vill säga en inglasat rum på verandan. Den inglasade delen kommer även kunna vara som hjälpa till att isolera den andra glasdörren och fyra stora fönster.

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Byta belysning: Just nu finns det 48 st vanliga halogen på 50 w som lyser i snitt 4h per dag under hela året. Här visas energi och underhållskostnaderna per år och LCC är beräknad på 10 år.

Halogen lampor 48 st Lågenergilampor 48 st 8 w 50w (livslängd 5 år) (Livslängd 15 år) Köpt energidrifttid: 3504 kWh 560 kWh 1460h/år Energikostnad EL-­‐pris: 3504 kr/år 560 kr/år 1 kr/kWh Underhållskostnad: 500 kr 200 kr Energi och 3504 kr/år 560 kr/år underhållskostnad: Investeringskostnad: 7200 kr 21600 kr Livscykelkostnad 49940 kr 27400 kr på 10 år Koldioxid utsläpp:

904 CO2/år

Tilläggsisolera ytterväggarna:

Här visas energikostnaderna före och efter investeringen av tilläggsisolerad yttervägg. LCC är beräknad med kalkylperiod på 40 år med en energiprisökning på 3%.

Idag 0,47 U Ny vägg 0,27 U Köpt energi: 11442 kWh 9930 KWh Energikostnad: 11442 kr/ år 9930 kr/år Besparing:

1512 kwh Investeringskostnad:

46016 kr Återbetalningstid:

30 år (utan pris och energiökning ökning) Livscykelkostnad 40 år 264424 kr 275498 kr Koldioxid besparing:

139.86 CO2/år

Tilläggsisolera grundväggarna Här visas energikostnaderna före och efter investeringen av tilläggsisolerad yttervägg. LCC är beräknad med kalkylperiod på 40 år med en energiprisökning på 3%.

Idag 0,47 U Ny vägg 0,27 U Köpt energi 11442 kWh 10294 KWh Energikostnad: 11442 kr/ år 10294 kr/år Besparing

1148 kr/år Investeringskostnad:

31780 kr Återbetalningstid

27 år (utan pris och energi ökning) Livscykelkostnad 40 år 264 424 kr 269 674 kr Koldioxid besparing:

106 CO2/år

Solceller Beräknat på 10 år med en energiprisökning på 3%

Idag Solceller Köpt energi 20224kWh 17424 KWh Energikostnad: 20224kr/ år 17424 kr/år Besparing

2800 kwh/år Investeringskostnad:

62500 kr Återbetalningstid

22 år (utan pris och energi ökning) Livscykelkostnad 10 år 172 510 kr 210669kr Koldioxidbesparing 280 CO2/år

Beräknat på 25 år med en energiprisökning på 3%

Idag Solceller Köpt energi 20224kWh 18324 KWh Energikostnad: 20224kr/ år 18324 kr/år Besparing

1900 kWh/år Investeringskostnad:

62500 kr Återbetalningstid

22 år (utan pris och energiökning) Livscykelkostnad 25 år 352 099kr 381063kr Koldioxidbesparing 190 CO2/år

Tilläggsisolering av trä fasad beräkning

120 mm Mineralull med lamda 0.037 = 0.120/0.037= 3.2 R lamda= 3,2 + 4,347 = 7.5 Fa= 0,015 Fb= 0.135 Fc= 0,089

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Fb= 0,765 *Hämtat ur tabellberäkningen vägg

Ru= 0.015/ 5.178+ 0.135/6.05 + 0.089/8.048+ 0.765/8.92= 2,91 1/ 2.91= 0.34

Rp= (7.5+0,34)/2 = 3.92 Up= 1/3.92 +0.02= 0.27 w/m2c UxA w/c Vägg= 0.27 x 157= 43.1 175 UxA w/c + 43UxAw/c= 218 UxAw/C

S = (20 -­‐7) *8760 ch/år =113880 ch/år Q tot, trans= 218w/c * 113880 ch/år =24825 kwh/år Q trans, tillförd=24825 kwh/år/2.5= 9930 kwh/ år 11442-­‐ 9930= 1512 kwh/år

Ekonomisk besparing: 1512 kwh/år x 1 kr= 1512 kr/år

Vad kostar det att tilläggsisolera med 120mm mineralull?

Material:

• • • • • • •

Vägg-­‐ och bjälklagsskiva "1303", Paroc Mått (TxLxB): 120 x 1170 x 560 mm Stenullsisolering Lambdavärde: 37 Universalmått, passar både C/C 60 och 120 cm Obrännbar, Euroclass A1 Förpackningsstorlek: 3,97 m² Pris 52:85 /m² Art.nr 5094298

Area vägg 157 kvm/ 0,55 kvm= 285.4 stycken Pris: 157 kvm x 53 kr= 8321 kr

Reglar: 45x 120 mm pris: 21 kr meter Hur mycket? Yta på 157 kvm med cc 60 ca 270 m Pris: 5695 kr

Arbetstid: 10 dagar x 8h x2 personer= 160 h 400 kr/ h x160 = 64000 kr ROT: 50% bort= 32000 kr

Totalt: 46016 kr

46016/1512= 30 år

LCC: 46016+ (9930 x 23,11)= 275498 kr

CO2 besparing: S = (20 -­‐7) *8760 ch/år =113880 ch/år Q tot, trans= 218w/c * 113880 ch/år =24825 kwh/år 24825 -­‐28605= 3780 kWh 3,780 x 37= 139.8 co2 /år

Tilläggsisolera grundväggarna

100 mm Mineralull med lamda 0.037 = 0.100/0.037= 2.7 R lamda= 2.7 + 0.62 = 3.32

1/3.32= 0.30 0.30 + 3.32 = 3.62 3.62/2 = 1.81 Up= 1/1.81 + 0.02= 0.57

UxA w/c Vägg= 0.57 x 74= 42.36 184 UxA w/c + 42UxAw/c= 226 UxAw/C

S = (20 -­‐7) *8760 ch/år =113880 ch/år Q tot, trans= 226w/c * 113880 ch/år =25736 kwh/år Q trans, tillförd=25736 kwh/år/2.5= 10294 kwh/ år 11442-­‐ 10294= 1148 kwh/år

Ekonomisk besparing: 1148 kwh/år x 1 kr= 1148 kr/år

Vad kostar det att tilläggsisolera med 50 x 2 mm mineralull?

Material: Isolering: Area vägg 74 kvm/ 20 = 4 x2 = 8 paket Pris: 15kr/kvm x 74 = 2x 1110 kr = 2220 kr

Reglar: 45x 45 mm pris: 8 kr meter Hur mycket? Yta på 74 kvm med cc 60?

(2,5 meter x 74 kvm)x 2= 370 meter 370 x 8 kr= 2960 kr Pris: 2960 kr Skruv: ca 1000 kr

Arbetstid: 8 dagar x 8h x2 personer= 128 h 400 kr/ h x128 = 51200 kr ROT: 50% bort= 25600kr kr

Totalt: 31780 kr

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

(31780/1148= 27 år)

LCC: 31780 +( 10294x 23.11) = 269 674 kr CO2 besparing: S = (20 -­‐7) *8760 ch/år =113880 ch/år Q tot, trans= 226w/c * 113880 ch/år =25736 kwh/år 28606 – 25736= 2870 2,87 x 37= 106 CO2/år

Byta belysning:

Just nu finns det 48 st vanliga halogen på 50 w som lyser i snitt 4h per dag under hela året.

Byta belysning/ beräkning

50x 48 = 2400 w 2400x 4h = 9600w/dag 365 x 9600= 3504 kwh/år

48 x 150 kr/st = 7200 kr

8x 48 = 384 w 384 x 4h= 1536 1536 x 365= 560 kwh/år

450kr x 48kr= 21600 kr

LCC: (560 kr år x 10) + 200 kr + 21600 kr = 27202 kr

CO2 besparing: 100 kg co2 x MWh 9600 – 560 = 9040 9,04x 100= 904 co2/år

Solceller

• • • •

Solcellspaket levereras komplett med solpaneler, växelriktare och allt nödvändigt installationsmaterial.

Systemet genererar runt 2850 kWh/år solenergi, mer i södra Sverige, mindre i norra.

Det täcker en yta på 20 kvm.

Solcellspaketet kopplas till elnätet.

41990 kr ink moms

• • • •

12st 250W Csun/ Eoplly/ Renesola solcellspaneler (Csun 250 Datasheet / Eoplly 250 Datasheet/ Renesola 250 Datasheet) 1st Samil Power 3000TL växelriktare Monteringssystem beroende på tak (tegel, plåt, papp) Allt nödvändigt installationsmaterial och kablage

Garantier • • • •

Solpaneler 10 år tillverkningsgaranti 10 år 90% effektgaranti 25 år 80% effektgaranti Växelriktare 5 år funktionsgaranti

Investering: 41990kr bidrag ca 30% 41990kr – 12597 kr= 29393 kr Installation: 16h x 400 kr = 6500 kr ROT 50% = 32500 kr

Totalt: 62043 kr 62043/2800kr = ca 22 år

10 år LCC: 62043+( 17424 x 8,53) = 210669 kr 25 år LCC: 62043 +(18324 x 17,41)= 381063 kr

CO2 be sparing: (10 år) 100 co2/ Mwh Spar 2800 kWh = 2,8 x 100= 280 CO2 /år 1,9 x100 = 190 CO2/år

Energianalys/ optimering 30-­‐03-­‐1213

Diskussion Det var svårt att få fram alla exakta tal eftersom det inte fanns mätartavlor överallt. Det som var bra var att ägaren till huset har samlat all information om huset i pärmar som var lätt att hitta i.

Slutsats: Husets energiprestanda är 75 kWh/ kvm vilket är relativt bra om man jämför med gamla hus i samma storlek. Det är svårt att göra en lönsam investering på huset för att spara pengar iså fall görs en investering enbart för miljöns skull.