Energieffektivisering kräver rätt beräkningar
Hedda Andersson, civilingenjör i energi- och miljöteknik, Karlstads universitet, har i sitt examensarbete undersökt precisionen i energiberäkningar genom att jämföra beräknad och uppmätt energianvändning för fyra olika skolor i Stockholm. Resultatet påvisade att beräknat och uppmätt värmeenergibehov varierade mellan -3 och -16 procent, medan elenergibehovet varierade mellan -2 och +28 procent.
I takt med att hus byggs allt tätare och energieffektivt ökar även förväntningarna på att precisionen i energiberäkningarna ökar. Osäkerheten som finns i energiberäkningar baseras på vår komplexa verklighet, och svårigheten att ta hänsyn till olika scenarier i en beräkning eller ett beräkningsprogram.
Det krävs att man gör antaganden och förenklingar av verkligheten, vilket leder till en viss felmarginal. Ju fler antaganden och förenklingar som görs, desto mer ökar felmarginalen.
Syftet med examensarbetet var att i del 1 undersöka vilka parametrar som utgjorde störst påverkan på skolornas energibehov samt i del 2 undersöka vilka parametrar som bidrog till störst osäkerhet i energiberäkningarna.
Indata för skolorna som undersöktes återfinns i tabell 1 där samtliga är placerade i Stockholm.
Vid undersökningen av parametrarna med störst påverkan valdes skola 1 som referensskola. En beräkningsmodell byggdes i Excel. Beräkningsmetodiken för energihushållning i BBR 25 låg som grund för beräkningsmodellen. Utifrån en litteraturstudie inom ämnet valdes de mest relevanta parametrarna ut samt rimliga intervall.
Det resulterade i att följande parametrar undersöktes:
- rumstemperatur, drifttider på ventilationen,
- temperaturverkningsgrad på ventilationsaggregat,
- tilluftstemperatur,
- personbelastning,
- köldbryggor,
- luftläckage,
- vädringspåslag,
- vvc-förluster,
- g-värde,
- armatur och utrustning,
- elenergibehov till storkök,
- drifttid på storkök
- tappvattenanvändning.
En parameter åt gången testades medan resterande hölls konstanta, för att undersöka dess påverkan på det totala el-och värmeenergibehovet.
I tabell 2 återfinns den maximala påverkan på skolans totala energibehov, när det lägsta och högsta värdet inom intervallet undersöktes. I tabellen kan man utläsa att parametrarna som påverkade skolans energibehov mest var köksanvändningen, rumstemperatur, drifttider på ventilationen, g-värde, tilluftstemperatur, temperaturverkningsgrad på ventilationsaggregat, köldbryggor och tappvattenanvändning.
I examensarbetet drogs slutsatsen att ett schablonvärde kan vara gott nog att använda för att beskriva skolans luftläckage, vädringspåslag, vvc-förluster, personbelastning, utrustning/armatur och belysning vid energiberäkning.
I del 2 av examensarbetet undersöktes om avvikelsen mellan beräknat och uppmätt energibehov för skolorna kunde minska samt vilka parametrar som i så fall utgjorde avvikelsen. Först jämfördes skolornas uppmätta energibehov med det beräknade energibehovet som beräknats fram vid projekteringsfasen, se tabellerna 3 och 4.
fasen samt den procentuella avvikelsen.
För att identifiera vilken eller vilka parametrar som låg bakom den procentuella skillnaden mellan skolornas beräknade och uppmätta energibehov kategoriserades parametrarna. Kategoriseringen baserades på vilken årstid de påverkade mest samt om de var beroende av när skolorna hade sina lov under läsåret.
Metodiken gick ut på att jämföra skolornas uppmätta och beräknade energibehov under ett år, att undersöka mönstret på differensen, det vill säga när skillnaden är som störst, och med hjälp av kategoriseringen av parametrarna kunna dra slutsatser om vilken av parametrarna som skulle kunna vara orsaken.
Vid några av skolorna påvisade resultatet att det var fler än en parameter som kunde förklara avvikelsen.
Figur 1 visar exempel på där en justering av temperaturverkningsgraden på ventilationen och g-värdet på fönstren gjorde att den procentuella skillnaden mellan beräknat och uppmätt värmeenergibehov på skola 1 kunde minska.
Samtliga fyra skolor undersöktes på det här sättet med både el- och värmeenergibehovet. Resultatet av denna undersökning sammanställdes i tabell 5.
Tabell 5 visar rekommenderade intervall på de parametrar som påverkade skolornas energibehov mest, riktvärde för de parametrar där schablonvärde var gott nog att använda samt de parametrar som behöver undersökas noggrannare vid energiberäkningar för att kunna öka precisionen i våra energiberäkningar.
För mer ingående information om antagande, indata, beräkning och metod, gå in på diva-portalen.org och sök på El-och värmeenergibehov för skolor: Beräknade och uppmätta värden för 4 skolor i Stockholm.
Artikelförfattare: Hedda Andersson, civilingenjör i energi- och miljöteknik, Karlstads universitet.
