En studie av indata i energiberäkningar utförda i ett system- och bygghandlingsskede

Abstract (Swedish)

Sammanfattning
Titel: En studie av indata i energiberäkningar utförda i ett system- och
bygghandlingsskede
Författare: Joel Nilsson och Sven Lundgren, civilingenjör Väg- och
Vattenbyggnadsprogrammet vid Lunds Tekniska Högskola, LTH.
Handledare: Hans Bagge, Avdelningen för byggnadsfysik inom Institutionen för Byggoch
Miljöteknologi vid Lunds Tekniska Högskola, LTH.
Hans Söderling, NCC Construction Malmö.
Examinator: Dennis Johansson, Avdelningen för installations- och klimatiseringslära
inom Institutionen för Bygg- och Miljöteknologi vid Lunds Tekniska
Högskola, LTH.
Syfte: Syftet med detta examensarbete är att studera indata i
energiberäkningar utförda under system- och bygghandlingsskedet av
byggnaden Greenhouse i Malmö. Studien fokuserar på hur indata har
ändrats mellan olika versioner av beräkningarna och hur en
tredjepartsgranskning skulle kunna utföras. Specifikt studeras:
o Vilka indata som använts i programmet vid
energiberäkningarna utförda inom ramen för projektet.
o Hur indata har ändrats mellan de olika versionerna av
beräkningar.
o Vilka delar av den totala energianvändningen som har
beräknats med hjälp av energiberäkningsprogrammet.
o Hur indata relaterar till de krav som ställts på Greenhouse.
Metod och material: Omfattningen av de utförda energiberäkningarna är stor och ett urval
av dessa beräkningar, benämnda som versioner i rapporten, görs. Det
krävs också att ett verktyg skapas för att säkerställa att all indata i
samtliga versioner studeras på ett likvärdigt och systematiskt vis.
Verktyget, benämnd checklistan, skapas med bakgrund av en teoretisk
beskrivning av en byggnads totala energianvändning, de energikrav som
ställs på Greenhouse och en genomgång av
energiberäkningsprogrammet IDA ICE som de studerade versionerna
har utförts i. Utöver de lagstadgade kraven i Boverkets byggregler skall
Greenhouse klara passivhuskrav enligt FEBY 12, uppnå betyg Guld i
Miljöbyggnad och Miljöklass A i Miljöbyggprogram SYD.
Checklistan delas upp i två huvuddelar; en på byggnadsnivå och en på
lägenhetsnivå. Indata på byggnadsnivå behandlar ortspecifik data,
byggnadselement, köldbryggor, luftläckage, värmeproducerande enhet,
luftbehandlingsaggregat och övrig energi och förluster. På
lägenhetsnivå studeras en lägenhet vilken ses som en referenslägenhet
som anses representera stora delar av byggnaden. På lägenhetsnivå
studeras indata gällande rumsgeometri, ventilation, rumsenheter och
internvärmelaster. Totalt sett studeras 333 identifierade indata i 48
olika versioner av beräkningar.
Resultat och analys: Av 333 identifierade indata är det 234 indata som har använts i minst en
version och resterande 99 indata har aldrig tilldelats ett värde eller
beskrivning. 129 av de 234 använda indata har varit konstanta från
första till sista versionen. När modelleringen av byggnaden ökat i
komplexitet han antalet använd indata ökat.
Exempel på indata som har använts och som har ändrats mellan
versionerna är indata för köldbryggor på byggnadsnivå där tolv indata
har identifierats. Dessa indata har behandlat värmeflöden för elva
specifika typer av köldbryggor och ett schablonvärde för samtliga
köldbryggor. I de först upprättade versionerna i systemhandlingsskedet
har antingen schablonvärdet använts eller indata för fyra specifika
köldbryggor. Antalet använda indata för de specifika köldbryggorna har
sedan ökat, där det i den sista studerade versionen i
bygghandlingsskedet har använts indata för tio specifika typer av
köldbryggor. Att de specifika köldbryggorna inte har använts i vissa av
de första versionerna i systemhandlingsskedet skulle kunna bero på att
de byggnadsdetaljer som ger upphov till köldbryggor inte varit
projekterade tillräckligt detaljerat för att möjliggöra en beräkning av
köldbryggorna.
Några av de indata som varit konstanta genom samtliga versioner är
sådana som varit kända från första början och där ingen anledning
funnits att ändra dessa då de beskrivit gällande förutsättningar. Under
ortspecifika data har bland annat den geografiska placeringen av
byggnaden angetts, vilken är ett exempel på indata som varit konstant.
Exempel på andra indata som har varit konstanta är vissa indata i
luftbehandlingsaggregaten så som verkningsgraden på fläktarna.
För att kunna analysera hur ändrad indata mellan versionerna har
relaterat till ställda krav på byggnaden har vissa ställda krav undersökts
för referenslägenheten. Kontroll av kravet på byggnadens specifika
energianvändning enligt FEBY 12 om 50 kWh/m² har visat sig ha
uppfyllts i flera av de studerade versionerna. I tidiga versioner under
systemhandlingsskedet har dock energianvändningen ökat, och kravet
inte uppfyllts, i samband med att antalet använd indata har ökat. I
versionerna upprättade under senare del av systemhandlingsskedet och
under hela bygghandlingsskedet har den specifika energianvändningen
stabiliserats i kring av kravet på 50 kWh/m². Detta kan vara en
konsekvens av att det gjorts byggnads- och installationstekniska
förbättringar vilket medför förändrad indata baserade på erfarenheter
från tidigare versioner där den specifika energianvändningen visat sig
vara för hög.
Exempelvis har U-värdet på flera av byggnadselementen minskats i
anknytning till att den specifika energianvändningen stabiliserats kring
kravet.
Slutsatser: Resultaten i studien visar på att alla delar i den specifika
energianvändningen i Greenhouse inte har varit en del av
beräkningarna i IDA. Delar som transmissionsförluster, luftläckage,
ventilation och återvunnen värme har varit en del av de studerade
versionerna. Det finns också delar av den specifika energianvändningen
som delvis funnits med i versionerna; distributions- och reglerförluster,
värmetillskott och värmetillskott via solstrålning, samt fastighetsel.
Tappvarmvattenanvändning har endast funnits med i en version.
Undersökningen av relationen mellan indata och ställda krav kan inte
användas som underlag för slutsatser om hur den verkliga byggnaden
kommer att förhålla sig till respektive krav. Det beror på avgränsningar,
förenklingar och antaganden gjorda i studien. Detta medför att
kontrollen av indata i förhållande till kraven endast skall ses som ett sätt
att analysera indata i de studerade versionerna. Undersökningen av
indata i relation till kraven visar på att det finns krav som inte har
uppfyllts i vissa av versionerna.
Möjligheten att genomföra en tredjepartsgranskning av
energiberäkningar utförda i IDA anses vara begränsad. Studien har visat
på att förenklingar och antagande har gjorts vid utförandet av
beräkningarna som blir svåra för en tredje part att tolka i efterhand.

Popular Abstract (Swedish)

Tillhör examensarbete TVIT-5053
En studie av indata i energiberäkningar utförda i ett system- och bygghandlingsskede
Sammanfattning av examensarbete i installationsteknik - LTH
Joel Nilsson, Sven Lundgren
Byggnader står i dag för ca 40 % av energianvändningen i Sverige. För att uppnå de miljömål som regeringen har formulerat så har de delat ut uppdrag till olika myndigheter däribland Boverket. Man ålägger Boverket att bland annat ”verka för att det generationsmål för miljöarbetet och de miljökvalitetsmål som riksdagen har fastställt nås”. Boverket har möjlighet att genom sina byggregler (BBR) ställa olika typer av krav på det som skall byggas. För att säkerställa att de byggnader som uppförs verkligen använder den mängd energi som projekterats genomförs energiberäkningar med hjälp av datorbaserade energiberäkningsprogram för att modellera en byggnads energianvändning. För att dessa beräkningar skall bli så noggranna som möjligt krävs det att det används indata som representerar den byggnad som skall modelleras i programmet. En ökad förståelse för hur indata har utvecklats under en energiberäkningsprocess skulle kunna vara av stort intresse vid en tredjepartsgranskning där en granskning mellan uppmätt och beräknad energianvändning skall göras. Granskningen behöver inte nödvändigtvis göras med bakgrund av att det visat sig vara en skillnad mellan uppmätt och beräknad energianvändning, utan den skulle lika gärna kunna genomföras med syftet att föra vidare goda erfarenheter från ett projekt där den uppmätta och den beräknade energianvändningen visat sig stämma väl överens.
Syftet med studien var att studera indata i energiberäkningar utförda under system- och bygghandlingsskedet av byggnaden Greenhouse i Malmö. Studien fokuserade på hur indata har ändrats mellan olika versioner av beräkningarna och hur en tredjepartsgranskning skulle kunna utföras.
Det krävdes att ett verktyg skapades för att säkerställa att all indata i samtliga versioner kunde studeras på ett likvärdigt och systematiskt vis. Verktyget, benämnd checklistan, skapades med bakgrund av en teoretisk beskrivning av en byggnads totala energianvändning, de energikrav som ställts på Greenhouse och en genomgång av energiberäkningsprogrammet IDA ICE som de studerade versionerna har utförts i. Utöver de lagstadgade kraven i Boverkets byggregler skall Greenhouse klara passivhuskrav enligt FEBY 12, uppnå betyg Guld i Miljöbyggnad och Miljöklass A i Miljöbyggprogram SYD.
Checklistan delades upp i två huvuddelar; en på byggnadsnivå och en på lägenhetsnivå. Indata på byggnadsnivå behandlade ortspecifik data, byggnadselement, köldbryggor, luftläckage, värmeproducerande enhet, luftbehandlingsaggregat och övrig energi och förluster. På lägenhetsnivå studerades en lägenhet vilken sågs som en referenslägenhet som ansågs representera stora delar av byggnaden. På lägenhetsnivå studerades indata gällande rumsgeometri, ventilation, rumsenheter och internvärmelaster. Totalt sett studerades 333 identifierade indata i 48 olika versioner av beräkningar.
Av 333 identifierade indata var det 234 indata som hade använts i minst en version och resterande 99 indata hade aldrig tilldelats ett värde eller beskrivning. 129 av de 234 använda indata hade varit
Tillhör examensarbete TVIT-5053
konstanta från första till sista versionen. När modelleringen av byggnaden ökade i komplexitet ökade antalet använd indata.
Exempel på indata som har använts och som har ändrats mellan versionerna var indata för köldbryggor på byggnadsnivå där tolv indata identifierades. Dessa indata behandlade värmeflöden för elva specifika typer av köldbryggor och ett schablonvärde för samtliga köldbryggor. I de först upprättade versionerna i systemhandlingsskedet hade antingen schablonvärdet använts eller indata för fyra specifika köldbryggor. Antalet använda indata för de specifika köldbryggorna ökade sedan, där det i den sista studerade versionen i bygghandlingsskedet hade använts indata för tio specifika typer av köldbryggor. Att de specifika köldbryggorna inte hade använts i vissa av de första versionerna i systemhandlingsskedet skulle kunna bero på att de byggnadsdetaljer som gett upphov till köldbryggor inte varit projekterade tillräckligt detaljerat för att möjliggöra en beräkning av köldbryggorna.
Några av de indata som varit konstanta genom samtliga versioner var sådana som varit kända från första början och där ingen anledning funnits att ändra dessa då de beskrivit gällande förutsättningar. Under ortspecifika data har bland annat den geografiska placeringen av byggnaden angetts, vilken är ett exempel på indata var konstant. Exempel på andra indata som var konstanta är vissa indata i luftbehandlingsaggregaten så som verkningsgraden på fläktarna.
För att kunna analysera hur ändrad indata mellan versionerna relaterade till ställda krav på byggnaden undersöktes vissa ställda krav för referenslägenheten. En jämförelse mellan byggnadens beräknade specifika energianvändning och det krav som enligt FEBY 12 finns om en specifik energianvändning av maximalt 50 kWh/m² visar att de beräknade värdena i flera av de studerade versionerna hamnar under den ställda kravnivån. I tidiga versioner under systemhandlingsskedet har dock energianvändningen ökat, och överstigit krav nivåerna, i samband med att antalet använd indata har ökat. I versionerna upprättade under senare del av systemhandlingsskedet och under hela bygghandlingsskedet har den beräknade specifika energianvändningen stabiliserats i kring kravet på 50 kWh/m². Detta kan ha varit en konsekvens av att indata har justerats till bättre värden utifrån erfarenhet av tidigare versioner där den beräknade specifika energianvändningen varit högre en den satta kravnivån. Exempelvis har U-värdet på flera av byggnadselementen minskats i anknytning till att den specifika energianvändningen stabiliserats kring kravet.
Resultaten i studien visade på att alla delar i den specifika energianvändningen i Greenhouse inte har varit en del av beräkningarna i IDA. Delar som transmissionsförluster, luftläckage, ventilation och återvunnen värme var en del av de studerade versionerna. Det fanns också delar av den specifika energianvändningen som delvis var med i versionerna; distributions- och reglerförluster, värmetillskott och värmetillskott via solstrålning, samt fastighetsel. Tappvarmvattenanvändning fanns endast med i en version.
Indata i relation till kraven visade på att det var många krav som inte uppfyllts i versionerna. Kontrollerna baserades på antaganden och förenklingar som gör att detta resultat inte kan ses som ett underlag för att dra slutsatser om huruvida den verkliga byggnaden kommer att uppfylla de kontrollerade kraven eller inte.
Möjligheten att genomföra en tredjepartsgranskning av energiberäkningar utförda i IDA ansågs vara begränsad. Studien har visat på att förenklingar och antagande har gjorts vid utförandet av beräkningarna som blir svåra för en tredje part att tolka i efterhand.

• author: Lundgren, Sven and Nilsson, Joel
• supervisor: Dennis Johansson
• organization: Division of Building Services
• course: ABK920 20151
• year: 2015
• type: M3 - Professional qualifications ( - 4 Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Energy calculation, energy balance, IDA ICE, input, Greenhouse Augustenborg
• publication/series: TVIT-5053
• report number: TVIT-5053
• language: Swedish
• additional info: Examinator: Dennis Johansson
• id: 7766835
• date added to LUP: 2017-09-04 13:49:27
• date last changed: 2017-09-04 13:49:27