03 | 2012

5006

Energieff ektivtvälbefi nnandeG O LV V Ä R M E / K Y L A I L Å G E N E R G I B YG G N A D E R

Varför lågenergibyggnader?

Byggbranschen står för 40 % av

EU:s energiförbrukning och 36 %

av CO2-utsläppen. Mer än 90 % av

en byggnads belastning på miljön

kommer från energiförbrukningen

(värme, kyla, ventilation och belys-

ning).

Ökad energieffektivitet är nödvän-

digt för att sänka kostnader, öka

konkurrenskraften samt för att upp-

fylla de krav på miljöförändringar

som internationella avtal ställer.

År 2020 kommer byggnormerna

att anpassas så att energinivå-

erna närmar sig noll. Jämfört med

byggnadsstandarderna från 2005

kommer värmeförlusten att minska

med mer än 80 %.

I framtiden kommer bostadshus

att ha värmebelastningstoppar

på 20-40 W/m2 och den täta och

välisolerade fasaden skapar behov

av kylning under sommaren. Belast-

ningstopparna för kylning kan vara

betydande – upp till 40 W/m2.

Energieffektiva värme- och

kylsystem

Energieffektiva värme- och kylsys-

tem är avgörande för att lågenergi-

byggnader ska kunna uppfylla de

framtida kraven.

De nya byggnadsstandarderna i

Europa ställer högre krav på bygg-

naders klimatskal. Mer termisk iso-

lering, bättre U-värden på fönster

och lägre infi ltration, allt detta för

att minska värmeförlusterna.

Tendens för energiförbrukning till 2020

0

20

40

60

80

100

120

140

kWh/

m2 p

er å

r

2005 2020

Växthusgas-

nivåer

Energi-

förbrukning

Förnyelsebara

energikällor i

energimix

100

0

20 %

-20 % -20 %

EU:s 20-20-20-policy för 2020

Den europeiska 20-20-20-planen ställer upp följande

mål som ska ha uppnåtts senast år 2020:

• 20 % sänkning av utsläppen av växthusgaser inom EU

• 20 % energi från förnyelsebara källor

• 20 % ökning av energieffektiviteten

2 U P O N O R · E N E R G I E F F E K T I V T V Ä L B E F I N N A N D E

Framtidssäkrade förnyelsebara energikällor med maximal eff ekt

Lågtemperaturvärme och

högtemperaturkyla

För att effektivt kunna utnyttja låga

tempereraturer för värmeinstal-

lationer och höga temperaturer för

kylinstallationer krävs stora strå-

lande ytor. Detta sätt att använda

stora ytor för värmning, har länge

tillämpats i golvvärmesystem.

Ett värmesystem med golvvärme

kan värma hus med temperaturer

ned mot 25 °C, man kan också kyla

hus med i kylsammanhang så höga

temperaturer som 20 °C.

Med låga temperaturer ökas verk-

ningsgraden markant hos alla typer

av värmepumpar. Med någon typ av

geotermisk värmepump, berg, mark

eller sjö öppnas möjligheten för att

kostnadseffektivt kyla huset med

det redan installerade ”värmesys-

temet”.

En tumregel är att en sänkning på

systemets framledningstemperatur

med 1°C sänker den årliga energi-

förbrukningen med cirka 2 %.

Konstruerat för framtiden

En byggnads livslängd är mellan 75

och 100 år. Därför är det nödvän-

digt att installera ett distributions-

system för värme och kyla som kan

utnyttja framtida energikällor. Med

ett inbyggt strålningssystem blir

byggnaden i det närmaste framtids-

säkrad eftersom det fungerar ef-

fektivt med alla energiframlednings-

system som kan tänkas användas

i framtiden, inklusive individuella

lösningar som sol- och bergvärme

eller eventuella framtida fjärrener-

gilösningar. Detta är värdefullt både

för den årliga energikostnaden samt

för det framtida fastighetsvärdet.

Värmefaktorn (COP) för en värmepump som en funktion av inloppstem-

peraturen på den primära sidan (marktemperatur) och olika vattentem-

peraturer i distributionssystemet (35°C, 50°C och 60°C).

2

3

4

5

6

7

8

-5 0 5 10 15 20 °C

35 °C

50 °C

60 °C

COP

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

Exempel med ett enfamiljshus i Norden, 165 m2, inklusive energi för

uppvärmning, varmvatten och ventilation.

kWh/

m2 p

er å

r

Fjärr-

värme

Gas Luft till

vatten-

värmepump

Berg till

vatten-

värmepump

Framledningstemperatur

Golvvärme 35 °C

Framledningstemperatur

Luftvärme för värmebatteri 60°C

Inbyggda lösningar ger komfort

med minimal energiförbrukning

Även lågenergibyggnader behöver

energitillförsel för att inomhusmil-

jön ska vara behaglig. Utmaningen

är att tillföra denna energi på ett så

hållbart sätt som möjligt. Studier av

lågenergibyggnader har undan-

tagslöst visat att optimal komfort

och minimal energiförbrukning

uppnås genom en kombination av

vattenburna värme-kylsystem och

ventilation med värmeåtervinning.

Ständig mekanisk ventilation krävs

till följd av kraven på att byggnaden

ska vara tät. Att använda ventila-

tionssystemet som enda värmekälla

är dock ineffektivt. Ett normalt

värmeåtervinningssystem kan inte i

sig ge den värmetillförsel som krävs

för att garantera komforten under

de högst belastade perioderna

under vintern. Dessutom kräver

luftvärme relativt höga temperatu-

rer, vilket leder till dålig prestanda

hos de energikällor som används.

Ett strålningsvärmesystem ger bästa

energieffektivitet tack vare den låga

drifttemperaturen.

3U P O N O R · E N E R G I E F F E K T I V T V Ä L B E F I N N A N D E

Golvvärme ger överlägsen komfort

En behaglig inomhusmiljö kräver

noggrann utformning av värme-

miljön, luftkvaliteten, de akustiska

förhållandena och belysningen. Ett

välutformat golvvärmesystem är det

första steget mot god inomhuskom-

fort under året. Det ger en idealisk

temperaturfördelning, gör att du

slipper kalla drag och får en effektiv

rumsreglering.

Optimal inomhustemperatur

Uponors strålningssystem är utfor-

made för att ge behagliga rumstem-

peraturer, vilket garanterar perfekt

värme året om. Varje rum regleras

separat så att olika temperaturer

kan ställas in enligt användarnas

önskemål.

Den optimala temperaturen enligt

ISO 7730 ligger runt 21-22°C under

vintern och 24-25°C under som-

maren.

Vertikal temperaturprofi l med olika distributionssystem

[°C]

18 20 22 2624

Idealisk uppvärmning Golvvärme

Takvärme Radiatorvärme

Idealisk värmefördelning

Ett välfungerande golvvärmesystem

ger en vertikal temperaturprofi l i

rummet som i det närmaste är idea-

lisk. Det garanterar ett behagligt

klimat för dem som befi nner sig i

rummet.

Golvvärme ger den mest behagliga

värmen eftersom energin strålar upp

från golvet. Strålningsvärmen ger

en enhetlig temperatur i hela rum-

met utan luftdrag. Risken för kalla

drag och drag från mekanisk venti-

lation är praktisk taget obefi ntlig.

Isolerande effekt av

klädesplagg: 0.5

Optimal temperatur med vinter- och sommarkläder

Pro

gnos

tise

rad

proc

ent

mis

snöj

da a

nvän

dare

Drifttemperatur

Isolerande effekt

av klädesplagg:

1.0

Ämnesomsättning:

1.2

19

20

21

22

23

24

25

26

27

°C

c

b

a

Självreglerande effekt där värmeväxlingen mellan ytan och rummet är

positiv eller negativ

= Golvets yttemperatur

= Rumstemperatur

a värme = 19.1 W/m2

b värme = 13.9 W/m2

c kyla = 10.5 W/m2

Tid (h)

Självreglerande med snabba

reaktioner

Inomhustemperaturen i lågener-

gibyggnader är mycket känslig för

snabba förändringar genom värme-

tillförsel, exempelvis när solen lyser

in genom fönstren. Därför måste

värmeeffekten hos värmesystemet

kunna ökas eller minskas relativt

snabbt.

Den så kallade självreglerande

effekten hos golvvärme och -kyla

bidrar till en stabil inomhustempe-

ratur. Den självreglerande effekten

uppstår på grund av att värme-

massan i golvet absorberar och

avger energi när huset utsätts för

oväntade belastningar.

4 U P O N O R · E N E R G I E F F E K T I V T V Ä L B E F I N N A N D E

Optimal reglering av rumstemperaturen med Uponor Control System

Ger ett behagligt inomhusklimat

enligt de boendes önskemål

Att tillhandahålla rätt temperatur

vid rätt tid och plats är nödvändigt

för att de boende ska uppleva in-

omhusklimatet som behagligt. Olika

personer föredrar olika temperaturer

i olika rum under dygnets timmar,

Uponor Reglercentral C-56 Radio och Uponor Manöverpanel I-76 tillsammans med Uponor Termo-

stat med display T-75 Radio och Regulator C-46 för säker reglering av framledningstemperaturen.

Ett exempel på normal variation för önskade rumstemperaturer

Ru

mst

em

pera

tur/

inst

äll

nin

gsp

un

kt

°C

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Sovrum Vardagsrum Hemma-

kontorBadrum

Ett exempel på normal variation av värmebehovet i en lågenergibyggnad

t.ex. 22°C i vardagsrummet, 19°C i

sovrummet och 24°C i badrummet.

I lågenergibyggnader varierar vär-

meförlusten mellan olika rum kraf-

tigt beroende på i vilket väderstreck

rummet ligger och hur stora glasy-

tor det har (upp till 50 %). Utan

separat rumsreglering blir rummet

med högst värmekrav normen och

påverkar de andra rummen. Detta

leder till onödig energiförbrukning

och för höga temperaturer i de rum

där uppvärmningsbehovet är lägre.

Det går att spara upp till 30 % med

separat rumsreglering jämfört med

zonreglering.

Uponor Control

System är utformat för

lågenergibyggnader

Uponor Control System med DEM-

teknik är utformat för lågenergi-

byggnader och klarar värmning och

kylning med separat rumsreglering

och framledningstemperaturregle-

ring med hänsyn till luftfuktigheten.

DEM-tekniken (Dynamic Energy

Management) reglerar vattenfl ödet

genom att dynamiskt utvärdera

varje zons faktiska värmebehov.

Uponor Control System med DEM-

teknik ger besparingar på 5-8 %

jämfört med ordinarie system med

on/off-reglering.

5U P O N O R · E N E R G I E F F E K T I V T V Ä L B E F I N N A N D E

att skugga direkt solstrålning. Detta

bekräftas även av värmesimule-

ringar som genomförts.

Dagsljus måste släppas in i huset

för att det ska bli behagligt att

vistas där, men direkt solstrålning

genom fönstren orsakar överhett-

ning. För höga inomhustempe-

raturer uppstår inte bara under

sommaren, utan även under vår och

höst när solen står lågt på himlen. I

tillägg till solstrålningen bidrar även

människor och elektrisk utrustning

till att höja inomhustemperaturen

till för höga nivåer.

Den mest effektiva skuggningen,

med en skuggfaktor på 85 %, kan

Behov av kyla i lågenergibostäder

Lågenergibyggnader är täta och

välisolerade. Det garanterar låga

uppvärmningskostnader, men det

fi nns risk för att det blir för varmt

inomhus under sommaren. Ett

kombinerat system för golvvärme

och -kyla kan ge hållbar kylning

och därmed garantera en behaglig

inomhusmiljö året om.

En välgenomtänkt lågenergidesign

omfattar att arkitekturen optimeras

och byggnaden placeras på det

bästa sättet i förhållande till väder-

strecken. Dessutom krävs adekvat

skuggning av fönster och glasfasa-

der. De som bor i lågenergihus kan

dock intyga att behovet av kylning

inte kan tillgodoses enbart genom

Extern och intern värmetillförsel

Kylbelastning i ett enfamiljshus i Norden

2 % 5 %3 %

10 %

13 %

15 %

52 %

Distribution av värmetillförsel i ett enfamiljshus i Norden

Värme från luftfl öden

Värme från personer i

rummet (inkl. latent)

Värme från utrustning

Värme från väggar och

golv (struktur)

Värme från belysning

Värme från dagsljus

(direkt solljus)

Värme från fönster

(inklusive absorberat

solljus) och andra

öppningar

Exttern ochh ih i tntern ävär tmet llillillfförför lselsel

minska den totala kylbelastningen

med upp till 50 % men kylning

krävs ändå. I den täta och väliso-

lerade lågenergibyggnaden kan

värme inte slippa ut och markiser

och persienner löser enbart en del

av problemet. Därför krävs aktiv

kylning, men traditionell luftkon-

ditionering kräver elektricitet och

är därför inget alternativ när låg

energiförbrukning är målet.

Lösningen är att använda frikylning

från marken kombinerat med strål-

ningskylning i golv, väggar eller tak.

Om ett golvvärmesystem har instal-

lerats kan det användas för kylning

under sommaren genom att leda

vatten som håller marktemperatur.

6 U P O N O R · E N E R G I E F F E K T I V T V Ä L B E F I N N A N D E

Golvvärmesystemet som ett kylsystem med gratis kyla från marken

Passiv kylning – kylning nästan helt utan

driftskostnader

Eftersom ett strålningssystem kan kyla vid relativt höga

temperaturer kan det utnyttja marktemperaturen under

sommaren utan behov av en värmepump. Resultatet blir

”frikylning” eftersom den enda driftskostnaden kommer

från cirkulationspumparna.

Bilderna ovan visar ett värme- och kylsystem från Uponor i kombination med en bergvärmepump och och en Uponor

”frikylningspump”/värmeväxlargrupp som kallas EPG, inklusive Uponor Regulator C-46, som klarar värmning och

kylning med separat rumsreglering, framledningsvatten och fuktreglering.

ESEER kan jämföras med en årsvärmefaktor för uppvärmningsperioden

0

5

10

15

20

25

Luft till luft-

värmepump

Luft till vatten-

värmepump

Köldbärare till

vatten-värme-

pump

Passiv

kylning

ESEER (European Seasonal Energy Effi ciency Ratio)

Värmeläge Kylläge

7U P O N O R · E N E R G I E F F E K T I V T V Ä L B E F I N N A N D E

T 021-380 00

F 021-387 10

W www.uponor.se

Uponor AB

Uponor VVS

Box 2

721 03 Västerås

Uponor AB, Sverige förbehåller sig rätten att utan föregående meddelande ändra specifi kationen

av ingående komponenter i enlighet med sin policy om kontinuerlig förbättring och utveckling.1665S 1

2-0

3-3

-SP