7164 945 4

Utveckling av fastighetsfรถretagande i offentlig sektor (UFOS)

Byggnader i energisystem Exempel och strategier fรถr lรฅg energifรถrbrukning

© UFOS

118 82 Stockholm Tfn: 08-452 79 33 E-post: fastighet @ skl.se Webbplats: www.offentligafastigheter.se ISBN: 978-91-7164-945-4 Text: Per Wickman, Aton Teknikkonsult AB omslagsfoto: Ingram Image Library grafisk form och produktion: Kombinera AB Tryck: LTAB 2013

Skriften beställs på webbutik.skl.se

Förord För att kunna göra större energieffektiviseringar måste de byggnader som ägs av offentliga fastighetsägare betraktas ur ett systemperspektiv. Att lyfta blicken från komponenter och delsystem till att arbeta med en helhetssyn på energisystemen i fastigheterna är en utmaning, men det finns många goda exempel.

Huvudspåret är att minimera förluster, använda förnyelsebara energikällor och ta till vara möjligheterna att lagra energi. I denna skrift presenteras ett flertal olika systemlösningar, mer som inspiration än som detaljerade tekniska beskrivningar. Vid urvalet av objekten har hänsyn tagits till nytänkande och intressanta tekniska lösningar.

Skriften vänder sig till de som arbetar med energifrågor och fastighetsutvecklingsprojekt i offentliga fastighetsorganisationer. Syftet med skriften är att utmana tankesätt och stimulera till bredare angreppssätt vid investeringar i befintliga och nya byggnader.

Skriften har initierats och finansierats av Utveckling av fastighetsföretagande i offentlig sektor (UFOS). Här ingår Sveriges Kommuner och Landsting, Akademiska Hus, Fortifikationsverket samt Samverkansforum för statliga byggherrar och förvaltare genom Statens fastighetsverk och Specialfastigheter.

Detta projekt har också stöttats ekonomiskt av Energimyndigheten.

Skriften är författad av Per Wickman, Aton Teknikkonsult AB. Till sin hjälp har författaren haft en styrgrupp som medverkat i arbetet, bistått med material och lämnat värdefulla synpunkter. Styrgruppen har bestått av Per Björkman, Norrbottens läns landsting; Christian Nordling, Fortifikationsverket; Jan-Ulric Sjögren, Stockholms stad; Mikael Zivkovic, Statens fastighetsverk; Hans Isaksson, K-Konsult/Energimyndigheten samt Sonja Pagrotsky och Jonas Hagetoft, båda från Sveriges Kommuner och Landsting.

Magnus Kristiansson och Ulf Sandgren, Sveriges Kommuner och Landsting, har varit projektledare.

Stockholm i april 2013

Innehåll Förord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1 Inledning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Läshänvisning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Byggnaden i ett globalt perspektiv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Smarta elnät. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Öppna fjärrvärmenät. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2 Exempel på intressanta energisystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Nyproduktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Värmepump med 100% energitäckning och kyla från marken . . . . . . . . . . . . . . 12 Spillvärme från Stockholms central och ”gröna knappar” . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Markvärme förvärmer tilluft till förskola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Solceller och geoenergi täcker hela energibehovet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Solvärme, låga värmeförluster och återvinning av spillvatten . . . . . . . . . . . . . . . 20 Tuffa energikrav som följts upp systematiskt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Hybridventilation utan värmeåtervinning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Ombyggnad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Dagsänkning och seriekoppling av fjärrvärme sänker effektbehovet med 30 procent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Fönsterutbyte i paketåtgärd med bättre ventilation halverar energinotan. . . . . 28 Solfångare och solceller för både kyla och värme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 I förväg avtalad energibesparing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Sammanfattning av exemplen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3 Byggnadens utformning och läge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Termiskt klimat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Byggnadens form. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Fönster som solfångare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Byggnadsstommen som energilager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4 Byggnaden och dess installationer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Energianvändning för ventilation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Behovsanpassning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Återvinning av energi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Värmepumpar och kylmaskiner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Effektiv belysning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Solenergi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Solceller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Aktiv solvärme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Passiv solvärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Solvärme för komfortkyla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Geoenergi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Markkanaler för värme och kyla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Spillvärme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5 Brukarsamverkan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Synliggjord förbrukning har minskat energianvändningen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Energismart i norr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Gröna hyresavtal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Visualisering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56 59 60 60

Referenser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Ordlista. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

KAPITEL 1

Inledning I EU-direktivet om byggnaders energiprestanda från 2011 ställs krav på att alla nya offentliga byggnader från och med den 31 december 2018 ska vara så kallade nära-nollenergibyggnader (NNE). Men redan idag byggs hus med mycket låg energianvändning, ner mot 30 till 40 KWh/m2 och år eller ännu lägre. Detta ansågs av många som omöjligt eller ekonomiskt oförsvarbart för bara några år sedan.

Den här skriften beskriver kortfattat några av dessa intressanta energiprojekt, mer som inspiration än som detaljerade tekniska beskrivningar.

Vid urvalet av objekten har hänsyn tagits till nytänkande och intressanta tekniska lösningar. Urvalet bygger också på att det finns en genomförd energiberäkning där indata och en sammanställning av beräknad energiprestanda redovisas. I flera fall finns uppmätta data som verifierar beräkningarna.

För nya byggnader finns också ett definierat energikrav enligt de byggregler som gällde för projektet. Nedan finns en sammanställning av energiprestanda och gällande myndighetskrav för de sju nyproduktionsprojekt som redovisas i kapitel två. kWh/m2 120

BBR-krav

Energiprestanda

100 80 60 40 20 0

Studenthuset

Kungsbro- Skogshuset lunden

Uarda Kristinebergshöjden

Kvarn

Vargsbroskolan

bild 1 visar energiprestanda för sju av de exempel som redovisas i kapitel 2.

4

byggnader i energisystem

Att utveckla och optimera lösningar där produktion, distribution och användning av energi ses i ett helhetsperspektiv är avgörande för att nå framgång. Huvudspåret är att minimera förluster, använda förnyelsebara energikällor och ta till vara möjligheterna att lagra energi. Det är också viktigt att utnyttja naturliga variationer i tillgång och efterfrågan på energi.

Då själva byggnadens livslängd vida överstiger de flesta tekniska system måste stor omsorg läggas på att minimera onödiga värmeförluster. Att säkra låga värmeförluster är en förutsättning för att kunna byta energislag med bibehållen låg energianvändning, vilket också är ett krav enligt plan- och bygglagen – PBL. Vid både ny- och ombyggnad krävs insatser från alla discipliner för att så tidigt som möjligt skapa ett bra utgångsläge som kan underlätta användningen av effektiva system och komponenter. Det kan till exempel gälla placering av kanaler, minimera håltagningar, utnyttja intilliggande byggnader, val av orientering, formfaktor, placering av tekniska utrymmen, transportvägar och så vidare.

Det är också viktigt att tidigt tänka på de tröskeleffekter som kan uppstå. När exempelvis behovet av värme understiger en viss nivå kan det räcka att tillföra värmen med enbart ventilationsluft, vilket i sin tur kan medföra att inget annat system för värmetillförsel behövs. Tillförs värmen på annat sätt finns flera exempel på att man kan klara inneklimatet helt utan eftervärmning av tilluften då verkningsgraden för återvinning av värme ur ventilationsluft idag är mycket hög. Ett annat exempel på tröskeleffekt är att med hjälp av effektiv belysning och energieffektiva apparater hålla nere värmelaster så mycket att eventuellt kylbehov klaras med enbart uteluft eller annan så kallad ”frikyla”.

Den andel energi som måste ”köpas” utifrån till systemet ska förstås vara så låg som möjligt, helst noll. All tillgänglig gratis energi och återvinning av energi måste först utnyttjas fullt ut. Den tillskottsenergi som eventuellt behövs bör i första hand tillföras från den nära omgivningen, exempelvis spillvärme eller lokalt förnyelsebar energiproduktion.

Med dagens teknik kan vi utnyttja systemen långt mycket bättre än förr men det finns också fallgropar. Ett exempel är mycket stora fönster utan solskydd som vissa perioder ger mycket gratisvärme men som ibland skapar övertemperatur som i sin tur kan kräva mycket komfortkyla. Ett annat område som alltid måste beaktas är fuktproblematiken kopplat till material och systemlösningar.

byggnader i energisystem

5

ÅT ER VIN

NI NG

LUFT

SOL

Ventilation Uppvärmning

Verksamhet Driftel

FÖRLUSTER

SNÖ

KÖPT ENERGI

Kyla

Belysning

VATTEN

MARK

UTBYTE MED OMGIVNING

bild 2 visar principen för energi- och mediaflöden till och från en byggnad.

Utgångsl äget för ett effektivt energisystem är att:

byggnadens läge och utformning är genomtänkt utnyttja gratisenergi och närproduktion • samverka med omgivningen • ställa tydliga krav som kan följas upp • •

Att bedöma om ett energisystem är lönsamt är problematiskt då själva byggnaden är en mycket långlivad tillgång som i sig består av olika byggnadsdelar och installationer med olika teknisk och ekonomisk livslängd.

Kostnaderna för olika byggnadsdelar förändras också över tid. Under lång tid har en allt större del av den totala byggkostnaden kommit att avse mera kortlivade installationer. Med högre krav på energiprestanda kommer sannolikt kostnaderna för själva byggnaden att öka igen, då kraven ökar på minskade köldbryggor, täthet och bättre isolering.

Inom offentlig verksamhet kan man förvänta sig att byggnaden med dess installationer kommer att utnyttjas för sitt ändamål under mycket lång tid och av samma organisation, vilket också bör återspeglas i kalkylen. Även om delar av byggnaden eller installationer måste ersättas tidigare, kan man skapa förutsättningar för att ersätta dessa på ett energieffektivt sätt. Exempelvis genom väl tilltagna utrymmen för ventilationsaggregat och kanaler.

I den här skriften redovisas därför inte några kalkyler för de olika objekten men det kan ändå konstateras att de ekonomiska besluten i de flesta fall bygger på långsiktiga lönsamhetsperspektiv.

6

byggnader i energisystem

L äshänvisning

Kapitel 1 inleds med en diskussion kring systemgränser och tar därefter upp frågor om bland annat smarta elnät och öppna fjärrvärmenät.

I kapitel 2 beskrivs kortfattat några intressanta energiprojekt, mer som inspiration än som detaljerade tekniska beskrivningar. Kapitlet inleds med sju exempel från nyproduktion. Därefter kommer ytterligare fyra exempel från ombyggnadsprojekt.

Kapitel 3 utgår från byggnadens utformning och läge. Här behandlas bland annat termiskt klimat, byggnadens form, solinstrålning och byggnadsstommen som energilager.

I kapitel 4 är utgångspunkten de olika installationerna i en byggnad – ventilation, behovsstyrning, värmeåtervinning, värmepumpar, kylmaskiner, belysning, solenergi (solvärme, solel), geoenergi, markkanaler samt spillvärme.

I det femte och sista kapitlet fokuseras på brukarsamverkan, hur fastighetsägaren och hyresgästen tillsammans kan arbeta med energifrågor. Här finns exempel från Kulturhuset i Luleå, projektet Energismart i norr, gröna avtal och visualisering av energiförbrukning inom försvarsmakten.

Byggnaden i ett globalt perspektiv Byggnaden ska inte ses som en isolerad enhet som bara ska försörjas med energi utan som en del i ett globalt system. Där ingår självklart också verksamheten som på olika sätt påverkar energianvändningen men även andra system och verksamheter utanför byggnaden, dels i närområdet men även på nationell nivå och utanför landets gränser. Det är först vid byggnadens påverkan på det totala resursbehovet som vi kan bedöma hur effektivt ett system egentligen är.

Det gäller exempelvis värmepumpsbaserade lösningar där insatsen av elenergi först måste värderas i förhållande till alternativa lösningar och hur elen produceras. Om den energi som sparas in bara krävt lite resurser (t.ex. fjärrvärme baserad på spillvärme från avfallseldning, kraftvärme, industriell spillvärme eller solvärme) kan miljövinsten bli begränsad. Hur mycket primärenergi som åtgår när elenergin produceras måste alltid beaktas.

byggnader i energisystem

7

Systemgränser

Värmeförluster Biprodukter

Köpt energi kundmätare

Primärenergi (bruttoenergi) Naturresurser

Nettoenergi Fjärrvärmeverk Elproduktion (kraftverk) Bränslefabrik

Undercentral Värmepump Egen panna

Värme, kyla Varmvatten Fastighetsel

bild 3 visar förhållandet mellan primärenergi, köpt energi och nettoenergi.

Källa: Aton teknikkonsult AB

Det är först när de totala resurserna för att omvandla primärenergi till användbar energi är lägre för energiproduktionen än den energi som sparas som systemet gör nytta ur ett globalt resursperspektiv.

I dag används ofta begreppet ”köpt energi” men i framtiden kommer allt fler att sälja energi från lokal produktion eller spillvärme. Utformningen av både el- och fjärrvärmenät kommer att få allt större betydelse för denna utveckling. Exempelvis att fjärrvärmeleverantören kan leverera lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla till ett lägre pris och att byggnadens system utformas för detta.

För elproduktionssystem inom fastigheten behövs ett enkelt och stabilt sätt att mata in och ta ut förnyelsebar energi samt hantera köp- och säljnoteringarna prismässigt. Detta skulle förbättra möjligheterna att hantera tillfälliga stora utbud av billig el, men även att utnyttja tillfälliga toppar av sol- och vindel. Ersättningsfrågan är central och det kan finnas en konflikt mellan så kallad ”nettodebitering”, där in- och utmatad elenergi kan kvittas per månad, och att påverka energiflöden genom att aktivt utnyttja variationer i produktion och användning.

Smarta elnät Smarta elnät innebär i första hand att man styr energiflöden på nya sätt som är anpassade till produktion och konsumtion. Exempelvis förnybar energi som inte nödvändigtvis produceras just när den behövs. Med smarta nät blir det enklare att mata in och ta ut förnyelsebar energi via elnätet och matcha behov och utbud på ett bättre sätt. För att detta ska kunna hanteras i stor skala måste elnäten moderniseras. I Sverige handlar det idag främst om att ta emot mer vindkraft medan det i Tyskland handlar om både vindkraft och lokalt producerad el från solceller. EU med flera framhåller elnäten som

8

byggnader i energisystem

nyckeln till effektivare elförsörjning i Europa. I Sverige måste också ersättningsfrågorna få en lösning.

Ett önskemål är att elanvändningen styrs till tider när elen är billig eller baserad på förnyelsebar energi. Till exempel att man kör värmepumpar, bilvärmare eller laddar elbilar när det finns stor tillgång på vindkraft. Då fungerar bilbatterierna som en utjämnande last i systemet. Det har också diskuterats om de laddbara elfordonen skulle kunna leverera ut el på nätet vid höglast.

För att påskynda implementering av den här typen av teknik behöver även leverans- och affärsmodeller utvecklas. Det ska vara enkelt för slutkonsumenterna att förhandla och sluta avtal med olika leverantörer av tjänster och produkter som exempelvis producenter av vind- och solel via olika elnät.

Ett hinder i dagsläget är att handeln med lokalt producerad el via nätet till stor del är beroende av det leveransskyldiga elbolaget. Lokal produktion skulle kunna överföras till andra konsumenter genom bilaterala avtal mellan olika elhandelsbolag. För konsumenten borde det då vara möjligt att välja, inte bara elproduktionens ursprung på årsbasis utan hur och när elen ska användas beroende på produktion.

Många elbolag har redan installerat mätare, sensorer och annan utrustning för fjärravläsning och automation i näten. På Gotland byggs ”Smart Grids” i full skala för att samla och testa smarta nätfunktioner i ett nät, som kan bli en modell av framtidens elnät. Tanken är att modellen i större skala ska kunna användas i hela Sverige – och även i Europa.

Bild 4 visar schematiskt hur ett ”smart elnät” för en byggnad kan se ut.

Källa:fortum. illustratör: tomas öhrling

byggnader i energisystem

9

I Norra Djurgårdsstaden i Stockholm ska 10 000 bostäder och tre gånger så många arbetsplatser stå klara 2030. Målet är att hela området ska bli klimatneutralt. För detta krävs att många hus blir ”plushus”, vilket innebär att de producerar mer förnyelsebar energi än de förbrukar. Ambitionen är att Norra Djurgårdsstaden ska bli en miljöförebild för hela världen. Här arbetar flera företag med att ta fram smarta elnät bland annat för att slippa importera energi vid förbrukningstoppar.

Öppna fjärrvärmenät Idag står fjärrvärme för närmare hälften av Sveriges totala uppvärmning och anslutning av fjärrkyla ökar kraftigt. Utbyggnaden av fjärrvärmen har medfört stora miljövinster då produktion i stora anläggningar ofta är mer effektiv än i små anläggningar. Det finns också goda möjligheter att utnyttja spillvärme från industrin och olika typer av bränslen.

Den som äger nätet har dock ingen skyldighet att släppa in andra aktörer. För fjärrvärmenäten råder i motsats till elnäten en monopolsituation och i ett konkurrensperspektiv är det viktigt att fler producenter får rätt att använda näten. I Stockholmsregionen finns till och med ett antal fjärrvärmeproducenter som har sina fjärrvärmenät sammankopplade och där producenterna köper och säljer fjärrvärme mellan varandra. Kunderna är däremot förhindrade att välja mellan de olika leverantörerna. Därför väljer allt fler fastighetsägare i Stockholm andra lösningar.

Sammankopplade fjärrvärmesystem ger möjligheter att utveckla affärsoch leveransmodeller på samma sätt som för elnäten. I Täby kommun byggs fjärrvärmenätet ut för att öppnas upp för konkurrens. Under en övergångstid kommer ett energibolag att ha exklusiv leveransrätt, men därefter står det fritt för kunderna att själva välja leverantör. Fjärrvärmenätet i Täby kommer att ägas av Täby kommun. En ny biobränsleeldad produktionsanläggning var klar i slutet av 2012.

Om fler producenter får möjlighet att leverera via fjärrvärmenätet kommer flexibiliteten att öka. Då lockas fler kunder att välja fjärrvärme. Det ger också förhoppningar om att industriell restvärme ska utnyttjas bättre och bidra till att utveckla fjärrvärmen. Även i områden utanför storstäderna menar företrädare för industrin att man redan idag skulle kunna erbjuda fjärrvärmekunder leverans av restvärme. Man anser också att potentialen för återvinning av restvärme är störst i de små och medelstora näten. Idag förekommer till och med att det byggs värmeverk på orter där det finns industriell restvärme vilket kan leda till att industrier tvingas släppa ut sin restvärme i luften eller i vattnet.

10

byggnader i energisystem

KAPITEL 2

Exempel på intressanta energisystem Bland de objekt som beskrivs finns flera exempel på både innovativa och intressanta energisystem med mycket låg energianvändning. Även om energianvändningen i befintliga byggnader kan vara förhållandevis hög beroende på verksamheten, finns mycket goda förutsättningar för energieffektivisering i samband med ombyggnad vilket också framgår av de exempel som redovisas. Kapitlet inleds med sju exempel från nyproduktion. Därefter kommer ytterligare fyra exempel från ombyggnadsprojekt.

byggnader i energisystem

11

Nyproduktion Värmepump med 100% energitäckning och kyla från marken

Bild 5. Studenthuset vid Stockholms universitet försörjs av en värmepump och marklager som står för byggnadens hela behov av värme och kyla. Källa: Erseus Arkitekter AB

Byggnaden i fyra plan är uppdelad på en huvudbyggnad och en flygel med en total area på 6 035 m2 Atemp och ska stå färdig hösten 2013. Byggnadskonstruktionen är i stål och betong. Byggnaden med studentlokaler, café och samlingssalar samt kontor kommer att användas av studentkåren.

En målsättning har varit att täcka hela byggnadens energibehov med värmepumpen och samtidigt optimera hela energisystemet med mycket låg energianvändning. Marklagret används för att kyla hela byggnaden direkt utan kylmaskin.

Stor omsorg har lagts på utformning av byggnadens klimatskärm när det gäller värmeisolering och fönsterkonstruktioner. För att tillföra mer dagsljus till en innergård används fiberteknik. Värme tillförs via radiatorer med större yta än normalt vilket medfört att dimensionerande framledningstemperatur kunnat sänkas från 55°C till 40°C. På motsvarande sätt har dimensionerande framledningstemperatur på köldbärarkretsen höjts från 15°C till 16°C. Värmepumpens värmeväxlare har anpassats efter detta vilket leder till ett beräknat medelvärde på COP 1 på hela 4,5.

Ventilationsflöden är dimensionerade för 50% grundflöde med möjlighet till forcering i rum med varierande belastning. Kontorsrummen har dock konstant flöde. SFP 2 uppgår till 1,3 kW/(m3/s) vid 70 % av maxflöde. Luft1. COP (Coefficient of Performance) beräknas genom att dividera avgiven värme/kyla med tillförd el.

2. SFP (Specific Fan Power) beräknas genom att dividera el till fläktdrift med aktuellt luftflöde.

12

byggnader i energisystem

flöden på aggregatnivå anpassas efter årstid så att huvudflödet reduceras vid fallande temperatur utomhus. Luftflödet kan dessutom reduceras tillfälligt vid behov av värme under vissa väderleksförhållanden. Värme återvinns med roterande värmeväxlare förutom i ett café och ett kök där värme återvinns med plattvärmeväxlar med renspolning.

Intressanta energilösningar: • • • • • • • • •

Värmepump med 100% energitäckning Låg framledningstemperatur till radiatorer Hög framledningstemperatur köldbärarkrets Effektiv fläktdrift Årstidsanpassad ventilation Effektbegränsning av ventilation Överföring av dagsljus till ljusgård med fiber Värmeåtervinning i café och kök med renspolning av värmeväxlare Soprum med ozonrening istället för kyla

Fakta Studenthuset Byggnadsbeskrivning Byggnadsår

2013

Area Atemp, m

6 035

Verksamhet

Kontor, studentlokaler

Antal våningar

4

Ventilation

CAC/VAV

Uppvärmning

Värmepump

2

Komfortkyla

Mark

Um värde, W/m ,K

-

2

Energianvändning* (kWh/m2,år)

Värme använd

35

Kyla använd

3

El till Värmepump

8

Fastighetsel

15

Beräknad Energiprestanda

23

BBR-krav

55

Reducerad energianvändning, ligger 58 % under BBR-kraven Fastighetsägare Akademiska Hus

Källa: Incoord

byggnader i energisystem

13

Spillvärme från Stockholms central och ”gröna knappar”

Bild 6. Spillvärme från Stockholms Centralstation, som har ett stort överskott av värme, kommer att täcka stora delar av byggnadens värmebehov. foto: magnus kristiansson

Läget för det nya Kungsbrohuset i Stockholm innebär kopplingar till närliggande vatten i Klara sjö för kyla och Stockholms Centralstation som har ett stort överskott av värme som kan täcka delar av byggnadens värmebehov.

Energianvändningen för hela byggnaden är beräknad till ca 50 kWh/m2, år vilket är ungefär hälften av det krav som ställs på nya kontor.

Kungsbrohusets 14 våningar och arean på totalt 26 416 m2 innehåller kontor, hotell och butiker. Byggnadens fasad består av dubbla skal, fiberoptik leder in dagsljus i mörka trapphus och armaturer styrs av rörelser.

Värme och kyla till byggnaden styrs delvis med hjälp av vädertjänsten genom så kallad prognosstyrning. Får man till exempel en signal om att det blir varmt om åtta timmar är tanken att man ska värma huset långsammare under den tiden. Med särskilda huvudbrytare, ”Gröna knappar”, i olika zoner i byggnaden kan all el till vissa apparater och belysning stängas för att minimera så kallade tomgångsförluster.

Enligt beräkningarna kommer energiprestandan att ligga på 51 kWh/ m2 och år. Det är ungefär hälften av det krav som ställs på nya kontor. Man har räknat med ca 7 procent i ökade kostnader jämfört med att bygga enligt Boverkets energikrav.

14

byggnader i energisystem

Intressanta energilösningar: • • • • • • •

Fasad med dubbla skal Fiberoptik som leder in dagsljus Armaturer styrs av rörelser Frikyla från Klara sjö ”Gröna knappar” Prognosstyrning Redovisning av energiprestanda i entré

Fakta Kungsbrohuset Byggnadsbeskrivning

Byggnadsår

2010

Area Atemp, m2

26 416

Verksamhet

Kontor

Antal våningar

14

Ventilation

VAV

Uppvärmning

Fjärrvärme

Komfortkyla

Frikyla berg

Um värde, W/m , K

-

Energianvändning* (kWh/m2, år)

Värme

-

Fastighetsel inkl. kyla

-

2

Kyla

-

Energiprestanda

61

BBR-krav

100

Reducerad energianvändning, ligger 49% under BBR-kraven Fastighetsägare

Folksam Fastigheter

byggnader i energisystem

15

Markvärme förvärmer tilluft till förskola

Bild 7. Skoglundens förskola i Åkersberga norr om Stockholm. foto: Eje Sandberg

Skoglundens förskola i Åkersberga norr om Stockholm är byggd för att uppfylla de internationella krav som gäller för passivhus. Byggnaden är uppförd som en kub med minimerade fasadytor. Fönster och glasade dörrar i yttervägg är dimensionerade för fullt dagsljusinsläpp trots att de bara utgör ca 13 procent av byggnadens uppvärmda area (Atemp). Ljusinsläpp i fasad har kompletterats med fönsteröppningar i innerväggar så att dagljuset kan föras längre in i byggnaden.

Man har också försökt att miminera besvärliga anslutningar mellan kalla och varma ytor för att minska värmeförlusterna via köldbryggor. Konstruktionen består av lättreglar för ytterväggar och stålkonstruktion för stomme, samt lösullsisolering med cellulosafibrer och delvis diffusionsöppna dukar.

Um-värdet3 är mycket lågt.

Luftflöden regleras via temperatur och luftens koncentration av koldioxid via ventilationssystemet med roterande värmeväxlare. Tilluften förvärms i en 50 m lång markförlagd kanal. Återluft med grundflöde startar om temperaturen inne understiger 18°C, vilket bara inträffar undantagsvis.

Uppvärmning sker via en värmepump och solfångare på tak. Värmen distribueras med tilluften via ett gemensamt värmebatteri med eftervärmare i vissa rum. Värmen tas från en ackumulator som är gemensam för värmepumpen och solfångarna. Tilluftskanaler är placerade i tak.

3. U-värde är måttet på byggnadens genomsnittliga värmeisolering.

16

byggnader i energisystem

Projektet är upphandlat som samordnad generalentreprenad där arkitekt och konstruktör tagit fram gemensamma lösningar för att undvika onödiga köldbryggor och säkerställa lufttätheten. Förutom entreprenörens egenkontroll har beställaren haft en egen kontrollant som följt projektet.

Intressanta energilösningar:

Markvärme förvärmer tilluft Konstruktionslösningar • Fönster i innerväggar • Mycket låga transmissionsförluster • •

Fakta Skoglundens förskola Byggnadsbeskrivning Byggnadsår

2010

Area Atemp, m2

880

Verksamhet

Förskola

Antal våningar

2

Ventilation

VAV

Uppvärmning

Värmepump, solfångare

Komfortkyla

-

Um värde, W/m2,K

0,14

Energianvändning* (kWh/m2,år) Värme

17

Fastighetsel inkl. el till VP

21

Kyla

-

Energiprestanda uppmätt

21*

BBR-krav

55

Reducerad energianvändning, ligger 64% under BBR-kraven Fastighetsägare Armada fastighets AB

Källa: skriften Passivhus för skolor och förskolor (SKL) *Uppmätt

byggnader i energisystem

17

Solceller och geoenergi täcker hela energibehovet Solceller i tak

Fasta vinklade solcellsmoduler på tak, integrerade i taklandskapets miljö.

Solceller i fasad Vertikala solföljande solcellsmoduler på fasad mot söder

Geotermiskt energisystem

Energilager via borrhål i mark under fastigheten som via styrcentral värmeväxlare skapar ett balanserat energilager, med intelligent lagring och uttag av energi.

Sommartid laddas energilagret av solcellerna samt fastighetens spillvärme. Vintertid hämtas energi ur lagret. Lagret återkyls.

Bild 8. Planerad kontorsbyggnad i Kristineberg med stor andel solel och geoenergilager.

Källa: Förstudie CO2-neutral energilösning för Kristinebergshöjden, Stockholm Elforsk rappport 12:14

I Elforsk-rapporten ”Förstudie CO2 neutral energilösning för Kristinebergshöjden, Stockholm” redovisas ett förslag till energisystem med en betydande andel lokalt producerad solel som ett steg i riktningen mot EU:s målsättning om nära-nollenergibyggnader. Energisystemet innehåller en geoenergilösning för produktion av värme och kyla och en solcellsanläggning. De planerade tekniska lösningarna i byggnaden innehåller luftburen värme och kyla med våningsvisa ventilationsaggregat.

Byggnadsprojektet kommer att vara etappindelat och studien innefattar den första etappen på ca 15 000 m2. I första hand kommer den södra fasaden på byggnaden att förses med solceller och integreras i en rörlig solavskärmning. Ytterligare alternativ där den östra fasaden samt delar av taket försetts med fast monterade solceller har studerats. Elutbytet från de rörliga takplacerade solcellsdelarna visade sig vara väsentligt högre än från de fasta fasadplacerade enheterna.

Den studerade energilösningen bygger på att man placerar ett energilager i berget. Kylan produceras huvudsakligen genom frikyla (gratisenergi) från berget via pumpar. Värmen produceras huvudsakligen genom att man med en värmepump tar tillvara den lagrade värmen i berget. Värmepumpen dimensioneras för att klara hela effektbehovet i byggnaden, vilket delvis är

18

byggnader i energisystem

ett nytt synsätt då man tidigare dimensionerat värmepumpen för 50–60% av det totala värmeeffektbehovet.

Om alla ytor tas i anspråk omfattar anläggningen ca 2 900 m2 solceller med en beräknad årlig elproduktion på ca 238 000 kWh, motsvarande ca 15 kWh/m2,Atemp, år. Samtidigt har elbehovet för att driva en geoenergianläggning som svarar för byggnadens totala behov av värme och kyla, bedömts till ca 170 000 kWh, motsvarande ca 11 kWh/ m2, Atemp, år. Det innebär att på årsbasis täcks hela elbehovet och om nettodebitering per månad tillämpas blir täckningsgraden 71%.

Intressanta energilösningar:

Stor andel solel Geoenergilager • Låga effektbehov • Frikyla från berg • •

Fakta Kristinebergshöjden Byggnadsbeskrivning

Byggnadsår

ej byggt

Area Atemp, m

15 000

2

Verksamhet

Kontor

Antal våningar

5

Ventilation

VAV

Uppvärmning

Geoenergi, solel

Komfortkyla

Frikyla berg

Um värde, W/m2,K

-

Energianvändning* (kWh/m , år)

Värme

11

Fastighetsel inkl. kyla

20

2

Kyla

-

Energiprestanda

31/0*

BBR-krav

55

Reducerad energianvändning, ligger 65-100 % under BBR-kraven Fastighetsägare

NCC

Källa: SBUF *Beräknat 0 vid nettodebitering på årsbasis

byggnader i energisystem

19

Solvärme, låga värmeförluster och återvinning av spillvatten

Bild 9. I Kvarteret Uarda 5 i Solna påbörjades byggandet av Vattenfalls nya huvudkontor 2010 med inflyttning 2012. Källa: fabege/Archus Arkitekter

Byggnaden består av fyra huskroppar med 10 till 15 våningsplan sammanbundna med en gemensam ljusgård. Byggnaderna har solceller på fasader åt söder och solvärmepaneler på taken. Sedumtak med vegetation samlar vatten och smält snö. Taket är även förberett för vindkraftverk.

Kontorsytorna är planerade för att vara så flexibla som möjligt utan pelare eller andra fasta strukturer och varje kontorsplan kan delas in i fyra självförsörjande enheter. Förutom arbetsplatser för ca 2 000 personer innehåller fastigheten garage, restaurang, konferensutrymmen, hörsal, gym och utställningslokaler.

Fastigheten försörjs av luftbehandlingsaggregat med en beräknad värmeåtervinning på hela 90% genom att dubbla plattvärmeväxlare används.

Kontorsytor ventileras med konstant luftflöde som tillförs via aktiva självreglerande kylbafflar. Rum med varierande personbelastning ventileras med variabelt flöde.

Uppvärmning sker med fjärrvärme och solvärme via paneler på yttertak.

Kontorsytor värms via värmeledningar placerade under fönsterna. Större fönster och glaspartier värms via radiatorer eller konvektorer. Tappvarmvatten värms via fjärrvärme och solvärmepaneler. Spillvattenvärmeväxlare förvärmer delar av varmvattnet.

20

byggnader i energisystem

Fastigheten kyls via berghålslager och uteluftsbatterier i luftbehandlingsaggregaten som även laddar berghålen. Uteluften kyls dessutom via indirekt evaporativ kyla i frånluften. Som spetskyla används fjärrkyla.

Intressanta energilösningar: • • • • • •

Tung och välisolerad byggnadsstomme Låg andel fönster Hög värmeåtervinning Evaporativ kyla och berghålslager Solvärmepaneler Återvinning av spillvatten

Fakta Uarda Byggnadsbeskrivning Byggnadsår

2012

Area Atemp, m2

48 734

Verksamhet

Kontor

Antal våningar

15

Ventilation

CAV/VAV

Uppvärmning

Fjärrvärme, solfångare

Komfortkyla

Berg, fjärrkyla, evaporativ

Um värde, W/m ,K 2

0,33

Energianvändning* (kWh/m2, år) Värme

20

Fastighetsel

15

Kyla

4

Energiprestanda

39

BBR-krav

109

Reducerad energianvändning; ligger 64% under BBR-kraven Fastighetsägare

Fabege AB

Källa: Fastighetsägaren *beräknat

byggnader i energisystem

21

Tuffa energikrav som följts upp systematiskt Vid uppförandet av nya elevbostäder vid Försvarsmaktens anläggning i Kvarn utanför Motala har Fortifikationsverket ställt mycket tuffa krav på energiprestanda och hur kraven ska följas upp. Projektet har ingått som ett pilotprojekt inom SVEBY-programmet (Standardisera och verifiera energiprestanda för byggnader). Ett energiprogram togs fram i enlighet med kraven som ingått i rambeskrivningen och förfrågningsunderlaget. Där specificeras ansvarsfördelning mellan olika aktörer i olika skeden och hur uppföljning skulle redovisas.

Elevbostäderna består av två byggnader med två plan. Byggnaderna är belägna i ett skogsparti där kringliggande träd bedöms reducera vindar men ha mindre betydelse för avskärmning av solstrålning till solfångare som är placerade på ett södervänt tak.

Bild 10. Solfångare på en av byggnadernas södervända tak. foto: Per Wickman

Energiprestanda för färdigställda byggnader inräknat energi för uppvärmning, tappvarmvattenberedning och el för byggnadernas drift får inte överstiga 50% av kraven enligt BBR16, vilket innebär 55 kWh/m2, Atemp.

Byggnaderna försörjs med värme från befintligt fjärrvärmenät kopplat till intilliggande värmecentral med en pelletspanna.

22

byggnader i energisystem

Byggnadernas ventilations- och värmeinstallationer kan behovsstyras med anpassning till närvaro och beläggning så att olika zoner i byggnaderna kan fyllas en i taget. Entreprenaden har genomförts som funktions/totalentreprenad.

De provningar som genomförts indikerar att energianvändningen blir lägre än de 55 kWh/m2 och år som var ribban. Vid bl.a. provtryckning för täthet där kravet var 0,5 visade resultatet 0,22 till 0,28. Sannolikt kommer energianvändningen att uppgå till ca 45 kWh per m2 och år som beräknat.

Intressanta energilösningar:

Behovsanpassad värme i zoner Behovsanpassad ventilation • Systematisk uppföljning • Klimatskal med bra lufttäthet • Solfångare och lokal fjärrvärme med pelletspanna • •

Fakta Kvarn Byggnadsbeskrivning

Byggnadsår

2011

Area Atemp, m

4 816

Verksamhet

Elevhem

Antal våningar

2

Ventilation

VAV

Uppvärmning

Fjärrvärme

2

Komfortkyla

-

Um värde, W/m2,K

0,18

Energianvändning* (kWh/m2, år)

Värme

38

Fastighetsel

7

Kyla

-

Energiprestanda, beräknat

45

BBR-krav

110

Reducerad energianvändning, ligger 59 % under BBR-kraven Fastighetsägare

Fortifikationsverket

Källa: Fastighetsägaren * Beräknat exkl. solfångare

byggnader i energisystem

23

Hybridventilation utan värmeåtervinning

Bild 11. I Vargsbroskolan i Storfors kommun kan luftflödena anpassas till behovet. foto: Eje Sandberg

Byggnaden har tre plan där källarplanet rymmer ventilationskulvertar och teknikutrymmen. Konstruktioner under mark, bjälklag och bärande mellanväggar är utförda i betong.

Byggnaden har ett hybridventilationssystem med mekanisk tilluft via kulvertkanal i mark och källare (för mer information se även sida 54). Frånluft sker via självdrag genom takhuvar samt mekanisk frånluft från toaletter och vissa utrymmen. Ventilationssystemet saknar traditionellt luftfilter och värmeåtervinning. För att minska partikelkoncentrationen finns luftrenare med cirkulerande rumsluft i slöjdsalarna.

Tilluftstemperaturen varierar under året mellan ca +5°C och ca +18°C. Tilluftsfläktarna ger ett svagt övertryck i tilluftssystemet. Regleringen av luft sker beroende på rumstemperatur. Ett traditionellt radiatorsystem sörjer för värmedistributionen. Tappvarmvatten värms i elektriska varmvattenberedare, utplacerade i närheten av tappställen.

På skolan finns 130 m2 solceller och ett mindre vindkraftverk för utbildningsändamål. Överskott av elenergi från solcellerna används i intilliggande byggnader och behöver inte köpas eller säljas via eldistributör. Skolan är utrustad med energieffektiva belysningssystem med närvarostyrning och dagsljuskompensering i vissa rum. När ingen rör sig i lokalerna går belysningen ner till 10% av maxlasten vilket reducerar verksamhetselen kraftigt.

Av förbrukningen utgjordes trots det en stor del av stilleståndsförluster i

24

byggnader i energisystem

armaturernas elektronik och reglersystem, vilket visar att de s.k. standbyeffekterna måste bevakas.

Målet har varit en skola med mycket bra inneklimat, enkel att sköta och med låg energi på passivhusnivå. Förutom en mycket bra isolering ställdes höga krav på lufttäthet. Särskild omsorg har lagts på projektering och utförande av tätskikten, speciellt i anslutningar mellan byggdetaljer och vid genomföringar. Provtryckning har skett efterhand som byggnaden färdigställts. Luftläckningen är uppmätt till mindre än 0,3 l/s, m2 vid 50 Pa. Intressanta energilösningar:

Ingen värmeåtervinning Hybridventilation med självdrag • Ingen varmvattencirkulation • Markvärmd tilluft • Solceller • •

Fakta Vargsbroskolan Byggnadsbeskrivning

Byggnadsår

2008

Area Atemp, m

4 030

Verksamhet

Utbildning

Antal våningar

3

Ventilation

Hybrid

Uppvärmning

Fjärrvärme

2

Komfortkyla

-

Um värde, W/m2,K

-

Energianvändning* (kWh/m2,år)

Värme (fjärrvärme)

35

(varav varmvatten, elenergi)

(2)

Fastighetsel

0,2

Kyla

-

Energiprestanda, uppmätt

35

BBR-krav

100

Reducerad energianvändning, ligger 65% under BBR-kraven Fastighetsägare

Storfors kommun

Källa: Kretsloppsrådet *Uppmätt exkl. solceller

byggnader i energisystem

25

Ombyggnad Dagsänkning och seriekoppling av fjärrvärme sänker effektbehovet med 30 procent

Bild 12. Kalix sjukhus uppfört 1950 med en area på 41 879 m2 Atemp är beläget på Skolgatan

i centrala Kalix. Foto: Per Björkman

Energiprestanda 2008 var 155 kWh/m2 varav el 32 kWh/m2 vilket är långt under Boverkets referensvärden för liknande byggnader. Ett par intressanta åtgärder som lyfts fram är dagsänkning av inomhustemperaturen i så kal�lade sängbyggnader och seriekoppling av fjärrvärme.

Fjärrvärmeleverantören vid Kalix sjukhus förändrade i början av 90-talet taxan från helt rörlig debitering till 60% fast avgift. Den fasta avgiften baserades på uppmätt entimmes effekt. Eftersom den nya taxan gjorde energibesparingsåtgärder mindre lönsamma undersöktes andra möjligheter.

Samtidigt fanns problem med klimatet i de s.k. sängbyggnaderna bestående i att det var allt för varmt under eftermiddagarna och för kallt under nätterna. Detta berodde på att värme tillfördes genom personer i aktivitet, belysning och utrustning dagtid, medan detta upphörde nattetid. Rumstemperaturen blev då förhöjd dagtid och för låg nattetid. Åtgärderna för att spara energi bestod i att ”ladda” byggnaderna med värme från cirka kl. 18:00 och avsluta cirka kl. 04:00. Effekten blev att ingen lokalvärme behövdes under förmiddagarna och sammanlagringen med varmvattenproduktionen som tidigare varit effekthöjande uteblev. Samtidigt upplevdes inneklimatet både dagtid och nattetid som förbättrat. Den abonnerade effekten för hela sjukhuset sänktes med hela 30%.

I mitten av 90-talet påtalade fjärrvärmeleverantören också behovet av sänkta returtemperaturer från sjukhuset. Detta berodde på att man investerat i rökgaskondensering för att vid bland annat torveldning få sänkta

26

byggnader i energisystem

emissionsavgifter. Avtal träffades om en rabatt i relation till sänkningen av returtemperaturerna i förhållande till tidigare uppmätta värden.

Tidigare hade sjukhusets värmebehov tillgodosetts genom tre separata parallella värmeväxlare, en för tappvarmvatten, en för ventilationskretsen och en för radiatorkretsen. Den nya lösningen blev att seriekoppla värmeväxlingen så att primär fjärrvärme möter tappvarmvatten som ska eftervärmas, vidare till kombinerad ventilations- och radiatorvärmeväxlare samt slutligen till förvärmning av inkommande kallvatten till varmvattenberedning. För att över tid få en jämnare returvattentemperatur tillkom i tappvarmvattensystemet en ackumulatortank. Investeringen var återbetald inom kortare tid än tre år.

Intressanta energilösningar:

Dagsänkning • Seriekoppling av fjärrvärme • Energismart belysning •

Fakta Kalix sjukhus Byggnadsbeskrivning

Byggnadsår/tid för åtgärd

1950/2010

Area Atemp, m2

41 879

Verksamhet

Sjukhus

Antal våningar

8

Ventilation

FTX

Uppvärmning

Fjärrvärme

Komfortkyla

Fjärrkyla

Um värde, W/m ,K

-

2

Energianvändning* (kWh/m2,år)

Värme

/121

Fastighetsel

/32

Kyla

-2

Energiprestanda

/155

BBR-krav

-

Reducerad energianvändning

-

Fastighetsägare

Norbottens läns landsting

Källa: Fastighetsägaren *uppmätt

byggnader i energisystem

27

Fönsterutbyte i paketåtgärd med bättre ventilation halverar energinotan

Bild 13. Omfattande åtgärder av ventilation och belysning betalar fönsterbyte. foto: Per wickman

Fastigheten Getholmen 1 ligger i Skärholmen söder om Stockholm. I byggnaden finns kontor, lager, lokaler och garage. Fastigheten har en area på 8 460 m2. Byggnaden är uppförd 1975 med tidstypisk byggnadsteknik och arkitektur.

Byggnaden består av olika zoner för kontor, lager, garage och en industrilokal med olika behov av ventilation och värme. I samband med att nya verksamheter etablerades år 2007 genomfördes omfattande åtgärder av energisystemet som en del i BELOK:s totalprojekt (Beställargruppen för lokaler).

Totalprojektet går i princip ut på att mindre lönsamma åtgärder kan finansieras av andra mycket lönsamma åtgärder. Det fanns också ett behov av underhåll för både byggnad och installationer främst avseende fönster respektive ventilationsaggregat.

Samtliga fönster ersattes med nya fönster med lägre U-värde och med solskyddsglas i söderläge. Vissa takfönster byttes ut. Övre bjälklag tilläggsisolerades med 500 millimeter stenull.

Tre nya ventilationsaggregat installerades. Ventilationsflödet behovsanpassades för de olika zonerna. Belysningsarmaturer i garage och trapphus ersattes och närvarosensorer installerades. Nattkyla via ventilation och

28

byggnader i energisystem

årstidsanpassning av luftflöden driftsattes. Värme- och ventilationssystem injusterades.

Intressanta åtgärder: • • • • • • •

Paketlösning med Nya fönster med lägre U-värde Solskyddsglas i söderläge Tilläggsisolering av tak Nya ventilationsaggregat Behovsanpassade luftflöden Närvarostyrning av belysning i garage och trapphus

Fakta Getholmen Byggnadsbeskrivning Byggnadsår/tid för åtgärd

1971/2008

Area Atemp, m2

8 460

Verksamhet

Kontor, lager

Antal våningar

4

Ventilation

FTX

Uppvärmning

Fjärrvärme

Komfortkyla

Fjärrkyla

Um värde, W/m ,K 2

Energianvändning* (kWh/m2, år) Värme, gammalt värde/nytt värde

95/27

Fastighetsel

65/36

Kyla

21/18

Energiprestanda uppmätt

181/81

BBR-krav

-

Reducerad energianvändning efter åtgärderna

55%

Fastighetsägare Fastighetsbolaget Brostaden AB

Källa: BELOK *Uppmätt

byggnader i energisystem

29

Solfångare och solceller för både kyla och värme

Bild 14. Större fasadrenoveringar har genomförts i kvarteret Pennfäktaren i centrala Stockholm vilket bland annat innefattar mer energieffektiva fönster mot gården och bättre solavskärmning. foto: jonas hagetoft

Kvarteret Pennfäktaren 11 är beläget på Vasagatan i centrala Stockholm.

Byggnaden färdigställdes ursprungligen 1977 och genomgick en omfattande ombyggnad 2009. Byggnaden består av tio plan med kontor, restauranger och garage med en totalt uppvärmd area på 13 813 m2.

Byggnaden försörjs med fjärrvärme och fjärrkyla. Före ombyggnaden värmdes huset med radiatorer och kyldes med kylbafflar och så kallade fönsterapparater. Luftbehandlingsaggregaten hade långa drifttider, mindre bra värmeåtervinning och var generellt i dåligt skick.

Större fasadrenoveringar har genomförts vilket bland annat innefattar mer energieffektiva fönster mot gården och generellt bättre solavskärmning. En total ombyggnad av luftbehandlingssystemet har genomförts, bland annat inkluderande nya aggregat med dubbla roterande värmeväxlare och sorptiv kyla för kontorsdelarna. Huvudsakligen sker uppvärmning och kylning av byggnaden via luft med behovsstyrningsfunktion.

I restaurangen installerades nya luftbehandlingsaggregat med effektivare värmeåtervinning. En ny fjärrvärmecentral har installerats med effektivare värmeväxlare och pumpar samt bättre styrning, liksom nya och mindre huvudpumpar för kyla med tryckstyrning.

Solfångare på 125 m2 för värme, sorptiv kyla och tappvarmvatten har installerats, samt 50 m2 solceller, effektivare garagebelysning (för mer information se sidan 50).

30

byggnader i energisystem

Intressanta energilösningar: • • • • • •

Energieffektiva fönster Total ombyggnad av luftbehandlingssystem Sorptiv kyla Solfångare Solceller Effektiv garagebelysning

Fakta Pennfäktaren Byggnadsbeskrivning Byggnadsår/tid för åtgärd

1971/2010

Area Atemp, m

8 460

Verksamhet

Kontor, Rest

Antal våningar

8

Ventilation

FTX/VAV

Uppvärmning

Fjärrvärme

Komfortkyla

Fjärrkyla

2

Um värde, W/m2,K

-

Energianvändning* (kWh/m , år) 2

Värme, gammalt värde/nytt värde

138/55

Fastighetsel

58/29

Kyla

65/16

Energiprestanda

261/110

BBR-krav

-

Reducerad energianvändning efter åtgärderna

58%

Fastighetsägare efter åtgärderna Vasakronan

Källa: Fastighetsägaren *Uppmätt

byggnader i energisystem

31

I förväg avtalad energibesparing

Bild 15. Gällivares badhus byggdes om 2008 med målsättningen att ta ett helhetsgrepp på

installationerna i ett systemperspektiv. Foto: Daniel Olausson

Inga stora åtgärder hade gjorts sedan byggnadsåret 1961. I deras energiprojekt byttes flera mindre ventilationsaggregat ut till ett aggregat med roterande värmeväxlare med effektiv värmeåtervinning. En komplett ny värmeundercentral installerades. Värmesystemet injusterades och fick nya eftervärmare. Belysningen är delvis utbytt.

Byggnaden har fått nya styr- och övervakningssystem. Separat mätning saknas dock på verksamhetselen då kommunen både är fastighetsägare och hyresgäst. Det finns inte någon separat mätning av varmvattenanvändningen, men den uppskattas vara 40 procent av inkommande kallvatten.

Ombyggnadsprojektet har genomförts med så kallad ”Energy Performance Contracting” som innebär att entreprenören garanterar en avtalad energibesparing. I detta fall med målet att minska energianvändningen med 34–43%.

Intressanta åtgärder:

Byte av flera mindre ventilationsaggregat till ett aggregat med effektiv värmeåtervinning • Energy Performance Contracting •

32

byggnader i energisystem

Fakta Gällivare simhall Byggnadsbeskrivning

Byggnadsår/tid för åtgärd

1961/2008

Area Atemp, m2

2 606

Verksamhet

Simhall

Antal våningar

2

Ventilation

FTX

Uppvärmning

Fjärrvärme

Komfortkyla

-

Um värde, W/m2, K

-

Energianvändning* (kWh/m , år)

Värme, gammalt värde/nytt värde

621/289

Fastighetsel

243/173

Kyla

14

Energiprestanda

864/462

BBR-krav

-

Reducerad energianvändning efter åtgärder

47%

Fastighetsägare

Gällivare kommun

2

Källa: Kretsloppsrådet *Uppmätt

byggnader i energisystem

33

Sammanfattning av exemplen Studenthuset • • • • • • • • •

Värmepump med 100% energitäckning Låg framledningstemperatur till radiatorer Hög framledningstemperatur köldbärarkrets Effektiv fläktdrift Årstidsanpassad ventilation Effektbegränsning av ventilation Överföring av dagsljus till ljusgård med fiber Värmeåtervinning i café och kök med renspolning av värmeväxlare Soprum med ozonrening istället för kyla

Kungsbrohuset • • • • • •

Fasad med dubbla skal Fiberoptik som leder in dagsljus Armaturer styrs av rörelser Frikyla från Klara sjö ”Gröna knappar” för att minska tomgångsförluster Prognosstyrning

Skogslunden

Markvärme förvärmer tilluft Konstruktionslösningar • Fönster i innerväggar • Mycket låga transmissionsförluster • •

Kristinebergshöjden

Stor andel solel Geoenergilager • Låga effektbehov • Frikyla från berg • •

Kvarteret Uarda • • • • • •

34

Tung och välisolerad byggnadsstomme Låg andel fönster Hög värmeåtervinning Evaporativ kyla och berghålslager Solvärmepaneler Återvinning av spillvatten

Byggnader i energisystem

Elevhem Kvarn

Behovsanpassad värme Behovsanpassad ventilation • Systematisk uppföljning • Solfångare och lokal fjärrvärme med pelletspanna • •

Vargsbroskol an

Ingen värmeåtervinning Hybridventilation med självdrag • Ingen varmvattencirkulation • Markvärmd tilluft • Solceller • •

Kalix sjukhus

Dagsänkning Seriekoppling av fjärrvärme • Energismart belysning • •

Getholmen • • • • • •

Nya fönster med lägre U-värde Solskyddsglas i söderläge Tilläggsisolering av tak Nya ventilationsaggregat Ventilationsflödet behovsanpassades Närvarostyrning av belysning i garage och trapphus

Pennfäktaren • • • • • • • • •

Energieffektiva fönster Effektiv solavskärmning Sorptiv kyla Behovsstyrning av ventilation Effektivare värmeväxlare Solfångare Solceller Effektiv garagebelysning Effektivare varmvattenarmaturer

Gällivare simhall

Byte av flera mindre ventilationsaggregat till ett aggregat med effektiv värmeåtervinning • Energy Performance Contracting •

Byggnader i energisystem

35

KAPITEL 3

Byggnadens utformning och läge Byggnadens utformning och läge i förhållande till omgivningen

påverkar energibehovet och det termiska klimatet på olika sätt och allt fler arkitekter jobbar aktivt med energi- och hållbarhetsfrågor. Vissa arkitektkontor har anställt särskilda energiingenjörer för att få med energifrågorna i ett tidigt skede och begrepp som ”Solar architecture” har skapats.

Historiskt har man varit tvingad att anpassa byggnadens läge och val av material utformning efter de lokala förutsättningarna. Med en stark utveckling av bygg- och installationsteknik har möjligheterna att skapa nya förutsättningar och lösningar ökat. Vi befinner oss nu i ett systemskifte där alltfler ser det om en självklarhet att nya byggnader ska uppfylla höga krav på energieffektivitet och hållbart tänkande. Det har redan börjat påverka värderingen av fastigheter, framförallt kommersiella fastigheter.

Markförhållanden och omgivning i anslutning till byggnaden påverkar möjligheterna att utnyttja gratisenergi från mark och grundvatten för att erhålla värme och kyla.

Bild 16. Klostret ”Panagia Chozoviotissa” på den grekiska ön Amorgos har ett spektakulärt

läge i stort sett helt integrerat med berget vilket ger ett stabilt inomhusklimat året om.

Foto Per Wickman

36

byggnader i energisystem

Fönsterplacering, glasytornas storlek och solavskärmning måste anpassas till omgivningen för att utnyttja solinstrålning för uppvärmning men också för att minimera eventuellt kylbehov. Luftintag i anslutning till tak kan i vissa lägen höja temperaturen på luften som tillförs byggnaden men det finns också exempel där man har utnyttjat markens förhållandevis låga temperatur för att kyla luft innan den tas in i byggnaden.

Termiskt klimat Verksamheten i en byggnad är förstås utgångspunkten för kravet på termiskt klimat. Det finns flera sätt att anpassa byggnaden efter verksamhetens förutsättningar med avseende på tider, sektionering, klimatkrav etc. De flesta byggnader har mycket massa i byggnadselement och inredning som kan lagra värme. Beroende på planlösning och zonindelning kan värme överföras direkt eller via installationssystemen från en del av byggnaden till en annan utifrån behov och användning. En viktig uppgift för arkitekten eller för den som ansvarar för inomhusmiljön är att undersöka hur verksamheten och byggnaden kan anpassas optimalt genom till exempel: • • • • • •

Planlösningar Zonindelningar Placering av arbetsplatser Placering av värmealstrande utrustning Färgsättning och ytskikt Ljusmiljö

Verksamheter med olika temperaturkrav kan så långt som möjligt anpassas till byggnadens olika temperaturzoner, exempelvis norr-sydläge eller inner-ytterzoner. Värmealstrande apparater bör placeras i utrymmen där värmen inte behöver kylas bort, exempelvis i anslutning till trapphus eller hygienutrymmen.

Byggnadens olika temperaturzoner som trapphus, korridorer, allmänna utrymmen, entréer, m.m. kan utnyttjas för att jämna ut temperaturer. Här finns ett stort utrymme för kreativitet och nya lösningar.

Färgsättning och ytskikt påverkar ljusförhållanden och behovet av belysning. Värme från belysning ökar i sin tur temperaturen inomhus och därmed kylbehovet.

Ett exempel där byggnadens arkitektur och planlösning på ett avgörande sätt påverkar energibehovet är förskolan Skogslunden i Österåker utanför Stockholm. Byggnaden är kompakt utformad och i två plan (kuben har samma höjd som längd) med minimerade fasadytor och låg formfaktor. Den

Byggnader i energisystem

37

låga fönsterarean i yttervägg (13 procent) har kompenserats med fönsteröppningar mellan innerväggar som för in dagsljuset längre in i byggnaden.

Byggnadens form Byggnadens form påverkar klimatskärmens omgivande area i förhållande till den uppvärmda arean, så kallad formfaktor, vilket i sin tur påverkar värmeförlusterna. Formfaktorn påverkas framförallt av själva formen, utskjutande delar, takhöjd och antal våningsplan. Att gå från enplanslösning till tvåplanslösning ger den största skillnaden för formfaktorn. Formfaktorn påverkar inte bara förlusterna genom väggar och tak, fler möten mellan olika byggnadsdelar, exempelvis ytterhörn, ökar även antalet köldbryggor.

Bild 17. Nytt forsknings- och utbildningskomplex vid Karolinska Institutet Science

Park, Solna. Byggnadens runda form minskar den omslutande arean. Notera också de förhållandevis stora intagen för uteluft som förutom att ge plats för informationstext på fasaden bidrar till att reducera el för fläktdrift. foto: per wickman

Fönster som solfångare Solinstrålning genom fönster har stor påverkan på byggnadens energibehov på både gott och ont. Under vintern bidrar solinstrålningen till uppvärmningen men kan också bidra till att temperaturen blir för hög och skapa ett kylbehov. Stora glasytor i söderläge är relativt enkla att skugga av med fasta solskydd sommartid och ger bäst värmebidrag vintertid när solen står lågt.

Värre är det med fönster i öst eller väst som kan medföra betydande kylbehov. Värdet av solvärme via fönstren minskar ju bättre isolerad byggnaden är eller ju mer spillvärme som ändå fås från verksamheten.

Behovet av solskydd kan också utnyttjas för produktion av solel genom att integrera solcellsmoduler i avskärmningen. Det enklaste sättet är att utnyttja standarmoduler som exemplet nedan visar, men det finns även andra typer av solceller som kan anpassas till olika storlekar och former av solskydd.

38

byggnader i energisystem

När Kristianstads kommun byggde Naturum kombinerades arkitekturen med solceller.

Bild 18. Vid Kristianstads besökscentrum Naturum Vattenriket har kommunen låtit installera takintegrerade solceller. Förutom att ge el fyller solcellerna funktionen som regnskydd och solskydd. foto: Mark Kretz, tidningen Energi & Miljö

2011 fick anläggningen, uppförd av White Arkitekter AB, priset för årets solcellsanläggning med motiveringen att anläggningens utformning bidrar till byggnadens och solcellernas funktion och skapar arkitektoniskt intressanta effekter. Det finns många exempel där solcellsteknik integrerats med arkitekturen på ett intressant sätt.

Bild 19. SL:s nya bussdepå i Gubbängen utanför Stockholm med kombinerade solskydd och

solceller. FOTO: JOHAN PARADIS, ENERGIBANKEN I JÄTTENDAL AB

byggnader i energisystem

39

Byggnadsstommen som energilager Byggnadsstommen fungerar som ett energilager och gör det möjligt att utnyttja solvärme från dagen för uppvärmning under natten. På samma sätt kan byggnadsstommen användas för kylning under dagen då värme kan ackumuleras och hålla temperaturen nere under dagen. På Kalix sjukhus ”laddas” byggnaderna med värme under natten på vintern vilket medför att ingen värme behöver tillföras under förmiddagarna. Dessutom minskar den sammanlagring med varmvattenproduktion som höjt effektbehovet. Den abonnerade effekten för hela sjukhuset har sänkts med hela 30 procent.

För att detta ska kunna utnyttjas maximalt bör byggnadsstommen exponeras så mycket som möjligt och inte täckas av mattor och paneler.

En förutsättning är att temperaturen tillåts variera ett par grader under dygnet. Då kan byggnadsstommen ta hand om höga kyleffekter och stora mängder energi kan lagras mellan dag och natt. Kravet på temperaturvariation förutsätter att styr- och reglersystemet kan hantera detta.

Att ställa krav på en konstant temperatur eller ett snävt temperaturintervall hela sommarperioden kräver däremot mycket höga kyleffekter. Man måste då dimensionera för ett fåtal timmar med mycket hög temperatur ute som bara inträffar vid några enstaka tillfällen vilket blir både kostsamt och energikrävande. Mer information om kylproblematik finns i UFOS skrift Ta det kallt.

40

byggnader i energisystem

KAPITEL 4

Byggnaden och dess installationer Utöver att själva byggnaden måste anpassas och utformas så att värmeförlusterna genom klimatskärmen minimeras, är det viktigt att värme, kyla, ventilation och belysning anpassas till det faktiska behovet. Så mycket som möjligt av energin måste återvinnas. Dessutom måste energin transporteras på olika sätt med hjälp av fläktar och pumpar med så små förluster som möjligt.

Energianvändning för ventilation Ventilationstekniken har utvecklats mycket under senare år men det återstår också mycket att göra när det gäller till exempel behovsanpassning och driftoptimering. Potentialen för effektivare energianvändning är fortfarande mycket stor.

Fläktel

Värme

80 60 40 20 0

Utan återvinning

Med behovs anpassning-

Med återvinning

Återvinning och behovsanpassning

bild 20 visar ett exempel på energibehov för ett kontor i kWh/m2 och år med en drifttid på

3000 timmar per år, 85% återvinning, luftflöde 1,5 l/s,m2 och ett SFP-värde på 2,5 kW/m3,s vid maxflöde.

byggnader i energisystem

41

Exemplet ovan visar den stora potentialen för reducering av energibehovet för ventilation. Med både behovsanpassning och återvinning av ventilationen behövs knappt 5% av el- och värmebehovet för konstant luftflöde utan värmeåtervinning.

Man ska notera den stora skillnaden i elåtgång för fläktdriften vid behovsanpassning. Man ska också vara medveten om de systemeffekter som kan uppstå vid behovsanpassning av ventilationen som exempelvis att aggregatstorleken påverkas när de gemensamma luftflödena minskar.

För att lyckas nå riktigt bra prestanda i verkligheten krävs noggrannhet och omsorg vid projektering, genomförande och inte minst i den fortlöpande driften. Systemet måste utformas så att drift och underhåll kan skötas på ett bra sätt.

Behovsanpassning Den vanligaste tillämpningen och den med störst potential är behovsanpassning av ventilation. Det är fortfarande mycket vanligt att byggnader ventileras med höga luftflöden helt i onödan. Det ger inte bara upphov till höga onödiga värmeförluster utan även höga kostnader för fläktdrift.

En potentiell besparing kan, förutom värmeåtervinning, uppgå till mellan 50 och 60 procent beroende på hur byggnaden används och lokala förhållanden. Behovsanpassning ger inte bara möjligheter att minska energianvändning genom lägre luftflöden utan kan också förbättra inomhusklimatet då luftflöden även kan ökas vid behov. Konstanta höga luftflöden kan ge upphov till högre ljudnivåer och torrare luft.

Ett intressant exempel på behovsanpassning av ventilation finns I Vargsbroskolan i Storfors. Luftflöden till de olika rummen styrs via tilluftsspjäll utifrån temperatur i rummen och förs bort passivt via överluftsdon till korridor och sedan vidare ut ur byggnaden via reglerande spjäll. Med detta system kan luftflödet variera kraftigt och med låg hastighet (liten risk för drag och ljudproblem). Flödet kan stängas nästan helt när ingen finns i rummen.

En effektiv behovsanpassning reducerar i viss mån underlaget för värmeåtervinning men kombinationen är mycket energieffektiv. Ett argument mot behovsanpassning kan vara att en förväntad hög värmeåtervinning gör att behovsanpassningen inte behövs. Men förutom uppvärmning eller kylning kan också el till fläktdriften minimeras kraftigt vilket tydligt framgår av figuren ovan.

System för behovsanpassad ventilation, ofta kallat VAV-system (VAV = Variable Air Volume), utgår vanligtvis från en reglering av temperaturen i ett rum där tilluftstemperaturen i regel är konstant och luftflödet varierar efter temperaturbelastningen. Ett annat mått på belastningen i ett rum är koldioxidhalten (CO2) där luftflödet regleras utifrån en koldioxidgivare.

42

byggnader i energisystem

Regleringen via temperatur och/eller koldioxid kan också kompletteras med styrning med närvarogivare och timer. Behovsanpassning kan naturligtvis också styras manuellt med exempelvis en knapp för så kallad ”bortafunktion” som drar ner ventilationen till ett minimum när ingen vistas i rummet.

Ofta är det också möjligt att fördela luft mellan olika zoner för att utnyttja luften optimalt vid öppna planlösningar med olika belastning, exempelvis mellan korridor och kontorsrum om dörrarna till rummen normalt är öppna.

På rumsnivå bör man vara försiktig med individuell värme- och kylreglering då det finns en uppenbar risk för att byggnaden kyls och värms samtidigt om inte alla dörrar är stängda till de olika rummen, vilket idag är ovanligt i normal kontorsverksamhet.

Förutom att energianvändningen hålls nere kan hela ventilationsanläggningens storlek i många fall reduceras, vilket ger lägre investeringskostnader.

Återvinning av energi Värmeåtervinning handlar i första hand om att ta till vara den energi som behövs för att värma ventilationsluften men det är också möjligt att återvinna värme ur avloppsvatten, som i fallet Uarda 5, och i viss mån även transmissionsförluster. Det går även att återvinna värme från olika processer i byggnaden exempelvis vid torkning av fuktig luft.

Med återvinning av värme ur frånluften tillvaratas även en del värme från belysning, apparater och människor i byggnaden. På sommaren kan även kyla återvinnas ur frånluften när dess temperatur är lägre än luften ute. Då återvinningen även sänker behovet av installerad värmeeffekt kan de tekniska installationerna för uppvärmning bli mindre och billigare.

byggnader i energisystem

43

Bild 21. I Sjöstadsskolan i Hammarby sjöstad söder om Stockholm finns inte någon installerad värmetillförsel för ventilation då den höga värmeåtervinningen är tillräcklig för att täcka behovet. foto: per Wickman

2011 kom ett genombrott för värmeåtervinningssystem med upp till 90 procents verkningsgrad vilket halverat ventilationsförlusterna jämfört med tidigare system med ca 80 procents verkningsgrad.

Värme kan återvinnas ur spillvatten genom att förvärma inkommande kallvatten med spillvattnet. Mängden energi som kan återvinnas är begränsad, för bostäder i storleksordningen 10% av varmvattenbehovet, vilket normalt ger försumbara energimängder för t.ex. en kontorsbyggnad. Det kan dock vara intressant i exempelvis idrottshallar med stor användning av varmvatten och där bör potentialen alltid utvärderas.

Badanläggningar behöver avfukta luften för att inte byggnaden ska skadas. Det kan göras genom ventilationen, som kan kräva mycket höga luftflöden och värme, eller särskilda avfuktare. Med en avfuktare kan den fuktiga luften cirkuleras genom ett avfuktningsbatteri där fukten fälls ut. Den torra luften kan därefter föras tillbaka till anläggningen. Energin som används för avfuktningen kan med hjälp av värmepump återföras till anläggningen.

44

byggnader i energisystem

Värmepumpar och kylmaskiner Tekniken med värmepumpar kan ge mycket energieffektiva lösningar. Den så kallade värmefaktorn som är förhållandet mellan tillförd drivenergi och utvunnen värmeenergi anges som COP-värde och kan uppgå till 4–5 och i vissa fall ännu högre värden. Vid COP 5 kan man av 1 kWh el få ut 5 kWh värmeenergi.

Vid COP lägre än 3–4 är det inte längre självklart att elenergi som driver en värmepump för att minska användningen av exempelvis fjärrvärme i sin tur minskar primärenergiåtgången6. Då drivkällan för värmepumpen nästan alltid är elenergi måste man alltså ta hänsyn till hur den el som används till värmepumpen produceras i ett primärenergiperspektiv.

Värmefaktorn är helt beroende av temperaturskillnaden mellan den kalla och den varma sidan. En liten temperaturskillnad mellan det man tar värmen ifrån (t.ex. mark eller luft) och det man avger värmen med (luft eller vatten) ger hög värmefaktor. Att hålla nere byggnadens värmeförluster och behov av hög temperatur för uppvärmning ger både lägre energianvändning i sig och effektivare drift av värmepumpen.

Det finns en mängd olika typer av värmekällor som ytjord där solvärme lagrats i marken, grund/sjövatten och processvärme från verksamheten i byggnaden.

De mest intressanta tillämpningarna för värmepumpar är då både kylning och värmning kan utnyttjas och då kylan direkt från mark eller sjö inte räcker till, exempelvis för verksamheter som kräver kyla året runt som livsmedelsbutiker eller vissa typer av idrottshallar. I flera fjärrvärmesystem används stora värmepumpar för att samtidigt producera både värme och kyla. Det finns också många exempel på säsongslagring där bortförd värme under sommaren lagras och används för uppvärmning under vintern i exempelvis en akvifer. Dessa typer av årslager måste dock vara riktigt stora för att inte förlusterna ska dominera.

Alla större fastighetsbolag använder värmepumpsteknik i olika former.

Akademiska Hus har använt värmepumpar och geoenergi i snart 15 år till en rad utbildningslokaler i bland annat Lund, Örebro och Umeå och är ägare till ett av Europas största borrhålslager vid Kemicentrum i Lund.

Ofta används någon form av spetsvärme, exempelvis el, i kombination med värmepumpen för de dagar då pumpen inte kan ge tillräcklig värme.

6. Primär energianvändning är ett mått som återspeglar ett totalt resursbehov.

byggnader i energisystem

45

Kemicentrum

Ingvar Kamprads Designcenter

Fjärrvärme

Fjärrvärmeväxlare

Kylmedelkylare

Värmepump

Värmeväxlare

Borrhålslager

Bild 22. Akademiska Hus har byggt ett av Europas största borrlager vid Kemicentrum i Lund.

Här finns 165 borrhål som är 230 meter djupa. Energilagret leverara leverera värme och kyla till bland annat Ingvar Kamprad Designcentrum. Källa: Akademiska Hus/Petter Lönegård

Effektiv belysning En modern belysningsanläggning drar bara en femtedel så mycket energi som en 10–15 år gammal anläggning på grund av effektivare armaturer och modern teknik för behovsstyrning. Utbytestakten är dock låg, cirka 3 procent per år. Från 1995 har inte ens 40 procent av belysningsanläggningarna bytts ut och det kommer att ta ytterligare 20 år innan hela besparingspotentialen har utnyttjats.

Möjligheterna att minska elanvändningen genom byte av belysningssystem är mycket stora. I en riksomfattande studie som gjorts av Energimyndigheten framgår att mer än 63 procent av kontoren, 67 procent av idrottsanläggningarna, 73 procent av landets skolor och hela 82 procent av sjukhusen har föråldrade belysningssystem.

Man kan anpassa ljuset efter olika ändamål eller verksamheter i lokalen, dämpa belysningen när dagsljuset blir starkare och släcka när ingen är där.

Exempel är kulvertar på sjukhus där ljuset regleras ner när ingen är där utan att ljuset släcks helt. Att det inte släcks helt beror på att livslängden på lysrör och drivdon påverkas om tänd- och släckintervallerna blir för korta. I sammanträdesrum och i skollokaler önskar man olika ljusscenarier för olika tillfällen.

Det finns även styrsystem som tillåter att man steglöst kan förändra både ljusfärg och belysningsnivå. Man kan på detta sätt skapa olika ljusscenarier, till exempel genom att ljuset regleras så att det liknar dagsljusets förändringar under dagen.

I Bredtorps ishall som byggdes 1978 blev energikostnaderna ett växande bekymmer för Tranås kommun. Man valde att bland annat se över belys-

46

byggnader i energisystem

ningen i arenan. Inventeringen av den 30 år gamla anläggningen visade på en stor besparingspotential.

Istället för att dra ner på ljuset ville man passa på att förbättra ljuskvaliteten för såväl elitidrottare som motionärer. Lösningen blev ett system med ljusstyrka som kan anpassas efter de olika verksamheterna. Åtgärderna medförde en besparing på mer än 50 procent och en bättre belysningsmiljö.

Bild 23. Utbyte och uppgradering av belysningssystemet i Bredtorps ishall i Tranås reducerade energianvändningen med mer än 50 procent samtidigt som ljuskvaliteten förbättrades. Foto: belysningsbranschen

Solenergi All energi tillförs i princip från solen. En del som ”gratisenergi” direkt via fönstren, medan indirekt solenergi tillförs via solceller, solfångare eller en värmepump som hämtar lagrad solenergi från mark, luft eller vatten. Solceller producerar alltmer el på en växande marknad. För tillförsel av värme och energi till varmvatten används olika typer av solfångare.

Kostnaden för solenergin beror på hur man kan lagra, omvandla och använda energin på ett effektivt och hållbart sätt. Solenergi kan lagras på flera sätt, bland annat i marken, i någon form av tillverkad ackumulator eller i byggnadens stomme. Det finns också lagrad solenergi i form av biobränslen och fossila bränslen. Alla former av lagring och omvandling innebär dock någon form av förluster och det mest effektiva är förstås att använda solenergin direkt med så låga förluster som möjligt. För mer information se även UFOS skrift Solenergi – möjligheter för offentliga lokaler.

byggnader i energisystem

47

Solceller Det finns en stor potential för solceller i byggnader om dessa integreras med byggnaden. Med dagens nätanslutna anläggningar kan dessutom elenergi användas utanför byggnaden när det inte finns behov i den egna byggnaden.

Om annan produktion av elenergi samtidigt kan sparas, exempelvis vattenkraft, kan detta i viss mån betraktas som ett sätt att lagra energi.

På byggnadsnivå finns en begränsning i hur väl klimatskärmen kan utnyttjas för solceller, hur produktionen kan anpassas till behovet och hur eventuellt överskott kan överföras till andra användare. Sedan beror det förstås på hur man får betalt för den el som överförs till nätet.

En fördel med lokalt producerad el är att förlusterna på nätet reduceras och att nätet kan utnyttjas bättre. Trots stadigt sjunkande priser är det ofta något dyrare med solcellslösningar på kort sikt om man bara ser till kostnaden för elproduktion.

Idag är det vanligast att solcellsanläggningar i byggnader installeras som en egen enhet på till exempel byggnadens tak, så kallade byggnadsapplicerade solceller (BAPV, Building Applicated Photovoltaics). Det kommer också allt fler exempel på byggnadsintegrerade solcellsanläggningar (BIPV, Building Integrated Photovoltaics) där solcellerna, utöver sin funktion att generera el, även har en byggnadsfunktion, i de flesta fall som klimatskydd. Det kan vara ett tak där solcellsmoduler ersätter takpannorna och därmed även får en väderskyddande funktion. Solcellerna kan också ersätta fasadmaterial, solskydd etc. Att förena två eller fler funktioner skapar nya möjligheter.

Bild 24. 2011 invigdes Oseana vid Björnefjorden i Norge med museum, restaurang och konsertlokal där solceller integrerats med arkitekturen på ett innovativt sätt. FOTO: OSEANA KF

48

byggnader i energisystem

De solcellsanläggningar som byggts de senaste åren använder i huvudsak en modultyp som är uppbyggd av kristallina kiselsolceller, men det finns även andra typer av moduler exempelvis så kallade tunnfilmssolceller. En kristallin solcellsmodul har en modulverkningsgrad på upp till 20% och marknadsandelen uppgår till 80–90%. Tunnfilmsmodulerna består av en tunn film som endast är några mikrometer tjock men de har fortfarande något lägre verkningsgrad och livslängd än de kristallina.

Marknaden för solceller växer kraftigt världen över. Det finns flera skäl till detta: Priserna har stadigt gått ner och verkningsgraden har förbättrats.

Det finns en mängd intressanta tillämpningar för solel som kan anpassas till och integreras i byggnaden och fastigheten.

• Drift- och underhållskostnader är låga.

• Förutsättningarna för anslutning till elnätet har förbättrats även om det finns mycket kvar att göra för att förenkla handeln med solel.

• Lokal elproduktion reducerar förluster på hela nätet.

• •

Arkitekter och fysiska planerare har en viktig roll att spela när det gäller att utnyttja solenergin på bästa sätt i våra byggnader. I ett större perspektiv finns naturligtvis en begränsning för hur mycket solel som kan utnyttjas och matas in på nätet.

Aktiv solvärme Termisk solvärme är den tekniska termen för det som ofta kallas solvärme.

Solen värmer upp ett medium i en sluten krets, till exempel glykolblandat vatten, specialolja eller luft. Den är sedan kopplad till en ackumulatortank eller varmvattenberedare.

I de exempel som tas upp här avses byggnadsanknutna anläggningar för uppvärmning och tappvarmvatten, men också för komfortkyla i vissa tillämpningar som t.ex. kvarteret Pennfäktaren. Det finns också större anläggningar med solfångare som är anslutna till ett distributionsnät och har säsongsvärmelager. Det finns idag cirka 15 000 solvärmesystem i Sverige och det installeras drygt 2 000 system per år. De flesta solvärmesystem är installerade i småhus men det finns också tillämpningar i anslutning till flerbostadshus, mindre fjärrvärmesystem, utomhusbad, idrottsplatser och campinganläggningar.

Energiproduktionen på årsbasis är nästan fem gånger högre än för solceller för samma yta. Nackdelen med solvärme är svårigheten att lagra överskottsvärmen vilket medför att energitäckningsgraden begränsas beroende på vilken typ av lager som används. Detta kan delvis lösas med ett säsongs-

byggnader i energisystem

49

värmelager men för detta krävs stora volymer. Lagren ger också upphov till värmeförluster och är oftast inte lämpliga för enskilda byggnader.

Passiv solvärme Passiv solvärme innebär att den infallande solstrålningen direkt värmer upp byggnaden. Den instrålade energin från dagen lagras i golv och väggar och hjälper till att värma upp huset på natten utan särskilda tekniska hjälpmedel. Däremot ställs krav på styr- och reglersystemet för att utnyttja tillskottet av energi på ett effektivt sätt.

Solvärme för komfortkyla I kvarteret Pennfäktaren i Stockholm används sorptiv kyla med solvärme som drivenergi. Tekniken innebär att man först torkar tilluften och därefter fuktar den för att få en temperatursänkning (se även sidan 30). Fuktig och varm uteluft värms och torkas i en torkrotor. Därefter kyls tilluften först i en roterande värmeväxlare och sedan i en evaporativ kylare (befuktning).

Förutom att det åtgår vatten används värmeenergi för torkningen.

Sorptiv kyla kan vara ett energisnålt sätt att kyla ventilationsluft men det finns tekniska begränsningar bland annat med avseende på hur låg temperatur man kan nå. Energitekniskt kan det förstås vara en fördel att utnyttja värme för att kyla under sommaren men det är viktigt att se verkningsgraden för hela systemlösningen.

De extra komponenter som behövs för torkprocessen ökar behovet av kontroll och skapar tryckfall som i sin tur påverkar behovet av eleffekt.

Det finns en effektbegränsning kopplad till perioder med hög fukthalt och utetemperatur utomhus då effektbehovet kan vara som störst.

Bild 25. I kvarteret Pennfäktaren på Vasagatan i Stockholm finns 100 m2 solfångare på taket

som används för sorptiv kylning och beredning av tappvarmvatten. foto: per wickman

50

byggnader i energisystem

Geoenergi Geoenergi är ett samlingsnamn för hur man kan lagra solenergi i marken och använda energin för värmning och kylning. De vanligaste tillämpningarna av geoenergi är bergvärme, jordvärme och sjövärme.

Man skiljer på passiv och aktiv geoenergi där man måste dimensionera systemet så att man har balans mellan aktivt uttag och omgivningens passiva återladdning. Om uttaget är större än återladdningen kommer marken/ omgivningen på sikt att kylas ner och man måste återladda systemet aktivt med exempelvis värme från en kylanläggning.

Värdet med att använda geotermiska lösningar för lagring eller för att hämta lagrad energi med aktiva system kan bedömas både ekonomiskt och energisystemmässigt. Om energisystemet vidgas till att även inkludera försörjningssystem och en större elinsats för att minska fjärrvärme eller fjärrkyla, kan påverkan på primärenergin bli negativ.

Lagringssystemen med kombinerad produktion av värme och kyla till större fastigheter har under senare år vuxit snabbt på energimarknaden.

Idag finns det flera hundra borrhålslager och ett hundratal akviferlager i drift.

Ofta används begreppet energifaktor som beskriver förhållandet mellan energisystemets producerade energi och dess energibehov (normalt köpt energi).

Erfarenhetsvärden för system med aktiva geoenergisystem med kyla och värme framgår av tabellen nedan.

Typ av system

Arbetstemperatur (ºC)

Energifaktor

Geologiska förutsättningar

Borrhålslager

-1/+10

4,5-5,5

Ex kvartsrikt urberg

Akviferlager

+6/+13

6,0-7,0

Åsar, sand

Aktiva system med lagring har högre energifaktor än de passiva systemen vilket beror på att den del av energin som utgörs av kyla produceras med en energifaktor som är betydligt högre än den för värmeproduktionen. Allra bäst i detta avseende är akviferlagren som vid kylproduktion har en mycket hög energifaktor.

byggnader i energisystem

51

Vinterfall

Sommarfall Ute

+25 +12

+35

+12

-

8

+20 Sommarfall när inte hålen räcker till

+

+1

+Y

Berg Så många hål som behövs

Bild 26. Principbild för hur ett borrhålslager kan användas för både kyla och värme.

En lösning som Akademiska Hus har använt med framgång. Källa: Ta det kallt

I ett system med kombinerad produktion av värme och kyla kan t.ex. värme hämtas från ett borrhål via en värmepump som värmer tilluften till byggnaden under vintern. Vid sommarfall när borrhålet används för kylning cirkuleras vatten som värmts av uteluften genom rören och borrhålen. Borrhålen kan även laddas aktivt med värme under sommaren med kylmaskin/värmepump. När temperaturen i borrhålen blir för hög för kylningen används värmepump som kylmaskin.

Kylning med grundvatten kan ske med hjälp av en akvifer som lagrar grundvatten med så stor lagringskapacitet och genomsläpplighet att grundvatten kan utvinnas. I ett akvifersystem tas kallt vatten upp ur en brunn och används till kylning. När vattnet värmts upp i huset pumpas det tillbaka till en annan brunn. Vattnet i den varma brunnen kan tas tillvara for uppvärmning. Den enda tillskottsenergi som behövs är till pumparbete.

Exempel på byggnader med akviferlager är Arlanda flygplats som har ett stort akviferlager. SAS huvudkontor i Solna använder ett akviferlager för både värme och kyla.

52

byggnader i energisystem

Bild 27. Bilden visar principen för akviferlagret vid Arlanda där vatten pumpas mellan den

varma och kalla brunnen beroende på byggnadens behov av energi. Illustration Charli Kasselbäck

Den solenergi som lagrats i sjövattnet kan användas med hjälp av en värmepump och slangar som läggs på sjöns eller vattendragets botten. Då temperaturen några meter ner i vattnet är jämn och låg passar det även för kylning. Ett exempel på en byggnad som använder sjövatten för kylning är Moderna Museet i Stockholm. Sunderby Sjukhus i Luleå kyls med älvvatten.

En hög dimensionerande framledningstemperatur ger goda möjligheter att utnyttja frikyla från grundvatten. Frikyla från sjö- och grundvatten kan få negativa konsekvenser på ekosystemet och det krävs alltid en miljökonsekvensanalys innan tillstånd beviljas av miljödomstolen för vattendom.

Markkanaler för värme och kyla En teknik för att använda marken direkt för värme och kyla har använts under lång tid. Tekniken går ut på att använda markens värmetröghet över året. Potentialen är begränsad men ökar i förhållande till hur effektivt man kan bygga. Intresset för tekniken har ökat under senare år och tillämpas bland annat i Vargsbroskolan som beskrivits tidigare. I Sverige där det kan finnas behov av både kyla och värme är tekniken särskilt intressant.

Caroline Törnqvist har i sin masteruppsats7 beräknat tillskottet till en byggnads energibalans genom en modell för beräkning av temperaturförhållanden och värmeöverföring. Resultaten visar att temperaturen i tilluften kan höjas med upp till 3,5°C för uppvärmning och sänkas med hela 5°C för kylning.

7. Markkanaler för förvärmning och förkylning av ventilationsluft, Masteruppsats vid KTH, Caroline Törnqvist 2011

byggnader i energisystem

53

Genomsnittlig temperaturförändring (°C) 6

Uppvärming

Kylning

5 4 3 2 1 0

10

20

Rörländ 30 (m)

bild 28. Genomsnittlig temperaturförändring vid olika rörlängder. Temperaturförändringen beror också på lufthastighet och markdjup. KÄLLA: C Törnkvists uppsats

Förvärmning i marken medför att återvinningen via värmeväxlaren i FTXsystemet begränsas något. För aggregat med avfrostningssystem kan dock förvärmningen innebära att avfrostning inte längre behövs. Man bör också ta hänsyn till minskat effektbehov inte minst om man är ansluten till fjärrvärmenätet med effektavgifter.

Ett alternativ är brineslinga nedgrävd i marken och en konvektor placerad i tilluftsintaget. Denna lösning används bland annat av HSB. Dessa är enklare att styra så att värme/kyla endast utnyttjas när behovet är som störst.

Bild 29. I Vargsbroskolan i Storfors kommun används ett markvärmt tilluftssystem med mycket låga tryckfall. En kulvert har anlagts med en omslutande markarea på 0,6 ggr den uppvärmda arean i skolan. Tilluften förvärms under vintern och kyls under sommaren. FOTO: EJE SANDBERG

54

byggnader i energisystem

Spillvärme Spillvärme är en biprodukt från andra processer som inte använder någon primärenergi och har därför inga koldioxidutsläpp. En förutsättning i ett större perspektiv är förstås att processen som genererar spillvärmen drivs effektivt så att inte värme produceras i onödan. På motsvarande sätt är det viktigt att byggnaden som försörjs med spillvärme inte använder energi i onödan bara för att den tillfälligt är gratis eller billig.

Processen som ger spillvärme kan vara industriell eller finnas i verksamheter inom fastigheten.

Bild 30. I en ny vårdbyggnad på Centrallasarettets område i Västerås tas överskottsvärme

från en datahall placerad i byggnaden och används för att värma inkommande uteluft samtidigt som den kyler datahallen. KÄLLA: Landstinget i Västmanland. FOTO: LENNART HYSE

byggnader i energisystem

55

KAPITEL 5

Brukarsamverkan Det finns stora möjligheter för de som brukar en byggnad att påverka energianvändningen på olika sätt. På många arbetsplatser är apparater och belysning igång även när lokalerna inte används. Här kan man påverka direkt genom att informera och ändra vanor och beteenden. I andra fall där även driftpersonal är inblandad på olika sätt kan det vara knepigare.

Det kan exempelvis gälla drifttider för ventilationen som kanske inte alltid sammanfaller med verksamheten. Det kan också gälla problem med termisk komfort som påverkas av en rad faktorer som drag, fukt och temperatur.

Här är det förstås viktigt att brukare och driftpersonal har en bra kommunikation.

Med ökad medvetenhet om energi- och miljöfrågor kommer alltfler exempel på brukarsamverkan på olika plan.

Synliggjord förbrukning har minskat energianvändningen I Kulturens hus i Luleå har man genom realtidsmätning och visualisering av energiförbrukningen lyckats sänka energianvändningen med cirka 25 procent, något som fått stor uppmärksamhet i media.

– Det intressanta är att brukarna har ändrat sitt beteende utan att det funnits egentliga incitament, säger Marianne Palovaara som är projektledare.

I mars 2009 startade EU-projektet Save Energy som omfattar försök i offentliga byggnader i fem europeiska städer: Luleå, Helsingfors, Leiden, Lissabon och Manchester. När Tekniska förvaltningen i Luleå skulle välja ut en byggnad föll valet snabbt på Kulturens hus.

Kulturens hus är en modern anläggning som redan från början innehållit energieffektiv teknik. Utgångspunkten blev därför att fokusera på det mänskliga. En utmaning var att kostnaden för energi ingår i hyran. I grunden fanns alltså inga incitament för hyresgästerna att försöka minska sin energianvändning, förklarar Marianne Palovaara.

56

byggnader i energisystem

Bild 31. Kulturens hus i Luleå. foto: Richard Kårström

Restaurang Luleå och Norrbottensmusiken valdes ut som pilotfall, eller ”levande laboratorier” som man kallar dem inom projektet. Båda är ickekommunala verksamheter som slukar mycket energi och som hyr lokaler i Kulturens hus. Forskare vid Centrum för distansöverbryggande teknik vid Luleå tekniska högskola fick i uppdrag att hitta lösningar på hur teknik och mänskligt beteende skulle knytas ihop. I samarbete med företaget KYAB Sweden AB tog de fram ett system som går ut på att synliggöra energiförbrukningen med hjälp av strategiskt utplacerade monitorer.

Hösten 2009 påbörjades implementeringen av den tekniska utrustningen och i maj 2010 inleddes mätningarna. Hos Restaurang Luleå finns två monitorer uppsatta – en i köket och en i matsalen. Norrbottensmusiken har fyra monitorer – en vid ingången, en vid fikarummet och två i korridoren, utanför kontoret respektive repetitionslokalerna. Dessutom finns en sjunde monitor uppsatt i entrén till Kulturens hus, avsedd för besökarna.

På bildskärmarna kan man i form av enkla staplar se hur energiförbrukningen ser ut just nu, hur man ligger till i förhållande till genomsnittsförbrukningen de senaste sju dagarna och till den förbrukning man hade innan projektet startade. Mätvärdena uppdateras varje minut och staplarna visas i grönt, gult eller rött beroende på om man ligger under, på gränsen till eller över grundvärdet, förklarar Marianne Palovaara.

byggnader i energisystem

57

Bild 32. Marianne Palovaara, projektledare för Save Energy står framför bildskärmen i Kulturens hus. Foto: Lena Callne, Sveriges Radio P4 Norrbotten

Över tid har energibesparingen legat på mellan 17 och 29 procent. Att hyresgäster och besökare ser att de själva kan påverka energiförbrukningen har lett till ändrat beteende och därmed lägre konsumtion. Mätningarna har blivit ett gemensamt diskussionsämne. Dessutom visar de enkäter som genomförts att projektet har haft positiva synergieffekter. Många vittnar om att de har blivit mer energimedvetna även privat.

Projektet har kostat drygt 2 miljoner kronor, varav hälften är projektpengar från EU. I detta ingår den tekniska utrustningen, kostnad för den underleverantör som levererat utrustningen och som samlar in data och analyserar statistik, samt personalkostnader. Som projektledare har Marianne Palovaara haft en ekonom till sin hjälp som stöttat henne i redovisningen, men i övrigt har det inte krävts någon särskild organisation.

En viktig lärdom av projektet är att man måste involvera brukarna redan på ett tidigt stadium, påpekar hon.

– När vi valde ut våra pilotverksamheter missade vi att informera hyresgästerna ordentligt om projektets syfte. De förstod inte riktigt vad det var de skulle medverka i, de upplevde det som att vi bara var där och satte upp monitorer. Detta gjorde att vi tappade lite fart i början. En annan lärdom är att man tidigt måste undersöka de tekniska förutsättningarna. I Kulturens hus var målsättningen att vi skulle ha ett trådlöst system. Vi tänkte inte på att det var dålig täckning på vissa håll. Nu har vi lärt oss att det är bättre att ha systemet uppkopplat till en fast lina.

58

byggnader i energisystem

I juli 2011 avslutades projektet med en konferens i Helsingfors där de medverkande länderna kommer att dela med sig av resultat och erfarenheter.

Då ska också den slutgiltiga analysen vara klar. Men i Luleå har man redan nu beslutat sig för att permanenta systemet och fortsätta med mätningarna och de visuella staplarna i Kulturens hus.

– Vi vill se vad som händer när medieintresset svalnat, om de positiva beteendeförändringarna håller i sig, säger Marianne Palovaara.

Tekniska förvaltningen har också beslutat att införa systemet på två skolor, inom ramen för ett annat projekt, samt på en förskola som just nu är under uppbyggnad. En monitor kommer att placeras i skolköket så att personalen kan se hur mycket el och varmvatten som förbrukas. Man jobbar också på att ta fram någon form av pedagogisk visualisering för förskolebarnen för att öka deras medvetenhet när det gäller energiförbrukning.

Energismart i norr Ett annat exempel på brukarsamverkan är kommunikationskampanjen ”Energismart i norr” som vill visa att även små förändringar i det dagliga beteendet kan hjälpa till att hindra utsläpp av växthusgaser utan att det påverkar vår livskvalitet.

Kampanjen är en gemensam satsning av landstingen i Jämtland, Norrbotten, Västerbotten och Västernorrland och främst inriktad på information till personalen. Den innehåller också en informell tävling där vinnaren blir det landsting som minskat sin elförbrukning mest.

Bakgrunden till kampanjen är att elförbrukningen i landstingens verksamheter på senare tid ökat i stället för att minska, då arbetet pågår dygnet runt med ökande mängder elektronik som måste vara i gång för att garantera en god vård. Med bestående beteendeförändringar hos landstingets personal skulle energianvändningen på landstingens arbetsplatser kunna minska. Några viktiga punkter inom kampanjen är att:

• lyfta goda exempel • kunskapshöjande aktiviteter som till exempel utbildning • kommunikationen är begriplig, hanterbar och meningsfull • arbeta genom opinionsbildare och ambassadörer, t.ex. miljösamordnare Resultaten visar på en minskning i samtliga landsting med upp till hela 6 procent i Jämtland. Även i de landsting där minskningen är liten är påverkan på energikostnader stor.

byggnader i energisystem

59

Gröna hyresavtal Ett annat sätt att engagera brukaren är genom så kallade ”gröna hyresavtal”.

Gröna hyresavtal är en bra plattform för bättre samarbete mellan olika delar av en organisation. De ger en god struktur och praktiska redskap för att hantera det gemensamma uppdraget – att värna miljö och klimat.

Gröna hyresavtal fungerar som en överenskommelse mellan hyresvärd och hyresgäst om att åtgärder ska vidtas för att behålla eller förbättra lokalens miljömässiga prestanda. Syftet är att genom samverkan mellan hyresvärd och hyresgäst bidra till en hållbar utveckling. Att behålla en hög miljöprestanda kan vara en utmaning i nybyggda eller nyrenoverade byggnader med hög miljöprofil. Energirelaterade frågor ingår alltid, ofta kompletterade med åtaganden avseende inomhusmiljö, materialval och avfallshantering liksom informations- och utbildningsinsatser.

Mer information om gröna hyresavtal finns i skriften Gröna avtal för ett bättre samarbete – en guide för hållbarhet i offentliga lokaler.

Visualisering På flygflottiljen i Såtenäs har Fortifikationsverket kompletterat sitt övervakningssystem för tekniska installationer med publika bildskärmar med information om energiprestanda för olika byggnader. Uppmätt el och värme den senaste timmen visas direkt och jämförs med maximal användning på en femgradig skala för varje byggnad. Olika byggnader kan jämföras med varandra. Aktuell temperatur utomhus visas som referens. En prognos som bygger på hur mycket energi som använts hittills jämförs med statistik från förra året och ett mål visar hur mycket energi byggnaden borde använda.

Genom att jämföra energiprestanda och målvärden för olika byggnader kan olika verksamheter jämföra sig med varandra och uppnå ett mått av ”tävling” för att minska energianvändningen.

Bild 33. Publik bildskärm som visar aktuella värden på en 5-gradig skala för värme och el i

olika byggnader. Källa: Klas Björkman

60

byggnader i energisystem

Referenser Bygg energieffektiva lokaler – lågenergibyggande i stat, kommun och landsting, UFOS 2012, ISBN 978-91-7164-818-1 Bättre klimatskärm – att ställa krav och följa upp, UFOS 2011, ISBN 978-91-7164-530-2 Delegationen för hållbara städer Demand Controlled Ventilating Systems – Source Book D2:1993, BFR, ISBN 91-540-5513 Effektiv solvärme för byggnader med fjärrvärme, Armatec Energieffektiva byggnader – Kretsloppsrådets översikt 2011 Energieffektivitet i skolor och förskolor – Arkus, Lars Lindstaf, 2010 Energieffektivt byggande – möjlighet och hinder för högre krav, ATON teknikkonsult AB, 2012 Energihushållning och värmeisolering – Byggvägledning 8, Svensk Byggtjänst, ISBN 978-91-7333-338-2 Exploateringskontoret Stockholms stad Föredömliga offentliga byggnader – Främjar användningen av energi från förnybara källor, Energimyndigheten 2010 Förstudie CO2-neutral energilösning för Kristinebergshöjden, Stockholm, Elforsk rapport 12:14 Geoenergin i samhället – en viktig del i en hållbar energiförsörjning, Svensk geoenergi, 2012 Gröna avtal för ett bättre samarbete – en guide för hållbarhet i offentliga lokaler, SKL 2012, ISBN 978-91-7164-798-6 Hela vägen fram: uppföljning av energikrav i byggprocessen, UFOS 2007, ISBN 978-91-7164-215-8 Idrottshallar – energieffektivisering med stor potential, SKL 2010, ISBN 978-91-7164-577-7 Klimatsmart brukarsamverkan – arbetssätt för sänkt energianvändning, UFOS 2009. ISBN 978-91-7164-473-2

byggnader i energisystem

61

Kulturens Hus i Luleå, www.kulturenshus.com/ Markkanaler för förvärmning och förkylning av ventilationsluft, Stockholm, KTH, Caroline Törnqvist 2011 Miljönytta – lagring och värme under marken, 2009 När ljusnar det? – Belysningsbranschens rapport om offentlig belysning, 2010 Passivhus för skolor och förskolor, SKL, ISBN 978-91-7164-657-6 Solenergi – möjligheter för offentliga lokaler, UFOS 2013, ISBN 978-91-7164-946-1 Stockholmsprojektet – Kontor, bostäder och glasgårdar i energiteknisk samverkan, 1992, BFR STIL2, Statistik i lokaler – Energimyndigheten driver i samarbete med Boverket Ta det kallt – strategier för komfortkyla, UFOS, 2009, ISBN 978-91-7164-425-1 Utvärdering prognosstyrning – Svenska miljöinstitutet – IVL 2008 Värme och kyla – Värmepumpsteknologi för ett hållbart samhälle, Energimyndigheten 2006

62

byggnader i energisystem

Ordlista Atemp definieras som golvarean i tempererade utrymmen avsedda att värmas till mer än 10° C, begränsade av klimatskärmens insida.

Um-värde är ett mått på byggnadens genomsnittliga värmeisolering inklusive köldbryggor och benämns värmegenomgångskoefficient.

Primärenergi är den energi som en naturresurs har t.ex. olja och som inte har genomgått någon av människan utförd konvertering eller omvandling.

Primär energianvändning är ett fysikaliskt mått som används för att återspegla ett totalt resursbehov.

Primärenergifaktorer för olika energislag anger hur mycket primärenergi som krävts för att få fram energin i användbar form.

Gratisenergi eller fri energi är tillgodogjord energi från omgivningen, t.ex. energi som värmepumpar tar upp från mark, luft eller vatten. Denna energi är egentligen olika former av solvärme. Det kan också vara spillvärme från en angränsande byggnad.

Köpt energi är den energi som debiteras och fysiskt levereras till byggnaden som t.ex. fjärrvärme eller el.

Nettoenergianvändning är den energi som slutligen används för värme, varmvatten, hushållsel och driftel och som kan bestå av både gratisenergi och köpt energi.

byggnader i energisystem

63

Det här är UFOS Den offentliga sektorn äger och förvaltar tillsammans cirka 90 miljoner kvadratmeter lokalyta. De fastighetsorganisationer som hanterar förvaltningen av dessa byggnader har som uppgift att ge maximalt stöd till den offentliga sektorns kärnverksamheter och att hålla dem med lokaler och service som har rätt kvalitet till lägsta kostnad. UFOS (Utveckling av fastighetsföretagande i offentlig sektor) bedriver utvecklingsprojekt som ger offentliga fastighetsförvaltare verktyg att effektivisera fastighetsföretagandet och att höja kvaliteten för hyresgästerna. Bakom UFOS står Sveriges Kommuner och Landsting, Fortifikationsverket, Akademiska Hus och Samverkansforum för statliga byggherrar och förvaltare genom Statens fastighetsverk och Specialfastigheter. Sedan 2004 deltar även Energimyndigheten för att särskilt stötta projekt som syftar till energieffektivisering och minskad miljöbelastning i fastighetsföretagandet. Denna satsning går under namnet UFOS Energi. UFOS energisamarbete har hittills resulterat i ca 25 publikationer, både handböcker och idéskrifter, i något som kallas för Energibiblioteket.

Syftet med detta är att ta fram goda exempel från offentliga fastig­ hetsägare och att visa på praktiska verktyg. Se Energibiblioteket som en verktygslåda – den självklara startpunkten för dig som arbetar med energifrågor!

Mer information hittar du på www.offentligafastigheter.se

Utveckling av fastighetsföretagande i offentlig sektor (UFOS)

Byggnader i energisystem Exempel och strategier för låg energiförbrukning För att minska energianvändningen måste byggnader betraktas ur ett systemperspektiv. Det gäller med andra ord att lyfta blicken från komponenter och delsystem till att arbeta med en helhetssyn på energisystemen.

Huvudspåret är att minimera energiförluster, använda förnyelsebara energikällor och ta till vara möjligheterna att lagra energi. I denna skrift presenteras elva exempel på olika systemlösningar, mer som inspiration än som detaljerade tekniska beskrivningar. Exemplen är valda för att de visar på nytänkande och intressanta tekniska lösningar. Exempel på frågor som behandlas är byggnadens utformning och läge (termiskt klimat, solinstrålning och byggnadsstommen som energilager), de olika installationerna i en byggnad (ventilation, värmeåtervinning, värmepumpar, solenergi och geoenergi) samt brukarsamverkan, det vill säga hur fastighetsägaren och hyresgästen tillsammans kan arbeta med energifrågor. Här finns exempel från bland annat Kulturhuset i Luleå och projektet Energismart i norr.

Syftet med skriften är att utmana tankesätt och stimulera till bredare angreppssätt vid investeringar i befintliga och nya byggnader. Målgruppen är ni som arbetar med energifrågor och fastighetsutvecklingsprojekt i offentliga fastighetsorganisationer.

Rapporten beställs på webbutik.skl.se ISBN: 978-91-7164-945-4