Tema: Framtidens byggnader | 18 apr

Regler hindrar labblösningar

Regelverk, boendes beteenden och ekonomiska faktorer är hinder för att de testade lösningarna på HSB Living Lab ska användas i vanliga bostadshus. Efter åtta år med forskning i byggnaden ingår ännu få system i HSB:s bostadsbyggande.

HSB Living Lab på Chalmersområdet i Göteborg är en byggnad, ett boende och samtidigt ett laboratorium. Huset är sedan 2016 en arena för forskning om framtidens boende. Med cirka 2 000 sensorer går det att mäta och ta ut data, till exempel om värme, energianvändning och koldioxidhalter i inomhusluften. Kombinationen av labb och verkliga bostäder gör det även möjligt att få synpunkter från de boende.

Återvinning av gråvatten samt värmeåtervinning från spillvatten hör till det som testats i huset i olika projekt. HSB Living Lab har lokal gråvattenåtervinning med en lösning från det svenska företaget Graytec. Ett separat avloppssystem för vattnet från duschar och tvättställ har installerats och leder det till ett reningssystem som tar bort föroreningar, bakterier och virus.

I HSB Living Lab testades först själva reningstekniken och sedan att återföra vattnet. Projektet har verifierat att den lokala reningen fungerar för flerbostadshus och test i HSB Living Lab har visat på möjlig besparing på 50–55 procent för vatten och energi.

– Rent tekniskt sett fungerar lösningen, men det finns utmaningar kring regelverk för hur den skulle kunna användas, förklarar Andreas Fränne, senior konsult inom energi på Bengt Dahlgren, som har drivit egna forskningsprojekt i huset samt stöttat HSB:s projekt där.

I dagsläget finns bara ett regelverk för vattenkvalitet och det gäller dricksvatten, Livsmedelsverkets föreskrifter om dricksvatten.

– Men frågan är om det är nödvändigt att rena hela vägen till dricksvattennivå med ett sådant här cirkulerande system. Egentligen skulle det vara tillräckligt med en typ av tekniskt vatten. Det är säkert att duscha i, köra tvättmaskinen och vattna blommor med, men inte för att laga mat med, säger Andreas Fränne.

Med dricksvattenkvalitet blir kostnaden onödigt hög för systemet.

– När det inte finns något regelverk för olika nivåer av vattenkvalitet blir det svårare att designa bra lösningar, säger Andreas Fränne.

En annan aspekt som har lyfts fram i projektet är reglerna för utformning av tappvattensystem för att förhindra legionella.

– En lösning som åtgärdar legionella utan att höja vattentemperaturen tillräckligt mycket är i dag inte okej. Regelverket behöver kanske komp­letteras så att en lösning som ger tillräckligt låga legionellanivåer är tillåten även om temperaturen inte hålls, säger Andreas Fränne.

I HSB Living Lab har även gråvattenåtervinning i mindre skala testats i duschar och tvättmaskiner.

– Båda lösningarna fungerar tekniskt och det finns inga regelmässiga hinder. I de fallen gäller det mer att hitta rätt applikationer och att kostnaden blir rimlig, säger Andreas Fränne.

Med duscharna från Orbital Systems renas och cirkuleras vattnet. Enligt Orbital Systems blir vattenbesparingen upp till 90 procent och energibesparingen 80 procent jämfört med en vanlig dusch och en duschtid på 15 minuter.

Hur folks beteende förändras med en sådan dusch har inte undersökts i HSB Living Lab.

– Men vi kunde notera att en del boende började duscha längre. Det blev en tävling om vem som hade sparat mest för det kan man se på en display. Att duscha längre är kanske inte ett beteende som ska uppmuntras, säger Andreas Fränne.

En annan lösning som har testats i huset är Mimbox som sparar vatten och energi i tvättmaskiner samt samlar upp mikroplaster. Boxen monteras i anslutning till tvättmaskinen och mäter vattenkvaliteten i det använda vattnet. Om vattnet är tillräckligt rent återanvänds det i nästa tvätt. En normaltvätt sparar ungefär 50 procent av vattenmängden enligt tillverkaren.

I HSB Living Lab används dock tvättmaskinerna för sällan för att vattenbesparingen skulle bli tillräckligt stor.

– Är det för lång tid mellan att tvättmaskinen används kan du inte använda vattnet igen. Det bygger på att man har en tvättstuga som används mycket och regelbundet, säger Andreas Fränne.

En lärdom som han har dragit från HSB Living Lab är hur samspelet mellan teknik, beteende och återkoppling påverkar vilka tillämpningar som är lämpliga för lösningarna. Detsamma gäller för om kostnaderna blir rimliga.

– Det är inte självklart att lösningarna som vi har testat ska sättas in i nya bostäder även om de fun­gerar i begränsad skala, på duschnivå och i tvättstugan. Kopplingen mellan beteende och teknik är spännande och intressant, säger Andreas Fränne.

Ibland blir resultaten överraskande som i ett projekt där vattenbesparande blandare testades.

– Rent tekniskt stryps flödet i kranen, men när vi mätte ökade vattenanvändningen under testperioden. Exakt varför det blev så vet vi inte men det är en fråga om beteende, säger Andreas Fränne.

– Sambandet mellan teknik, beteende och återkoppling är komplext. Det är mycket lättare att förutse resultat med åtgärder som till exempel värmeisolering eller att energieffektivisera ventilationssystem där boendes beteende och användning har liten eller ingen påverkan.

Forskarna Jesper Knutsson, Chalmers, och Jörgen Wallin, KTH, har i HSB Living Lab undersökt energiförlusten i avloppsflöden. Studien visade att det försvann 30 megawattimmar ut med det i genomsnitt 27-gradiga avloppsvattnet. Ett flerbostadshus, som tar vara på värmen i avloppsvattnet, skulle kunna minska sin energianvändning med ungefär 836 kilowattimmar per lägenhet.

Det saknas oberoende långtidstester av de här produkterna. Fungerar de över tid även om de boende inte rensar ut håret ur silfiltret?

– Ungefär 40 procent av energin i ett nytt flerbostadshus skickas ut i avloppet. Så det är klart att man vill titta på energiåtervinning från spillvatten, säger Andreas Fränne.

I HSB Living Lab testades två enkla duschvärme­växlare som monteras nära värmekällan, exempelvis under duschkabinen, och förvärmer det inkommande tappvattnet. Med dagens energipriser och den uppmätta kapaciteten på produkterna var det inte ekonomiskt lönsamt att installera dem i flerbostadshus.

De uppmätta och beräknade verkningsgraderna i studierna var generellt betydligt lägre än vad som angetts av leverantörerna. Hur underhållet påverkar funktionen är en viktig aspekt, påpekar Andreas Fränne.

– Det saknas oberoende långtidstester av de här produkterna. Fungerar de över tid även om de boende inte rensar ut håret ur silfiltret?

En annan produkt som har testats i huset är Enduce golvbrunn som återvinner värme i duschvattnet. Analyserna av den var inte klara vid pressläggningen för det här numret av Energi & Miljö.

I HSB Living Lab finns systemet HSB FTX som är en vidareutveckling av ett vanligt FTX-system. Uteluften förvärms eller -kyls med hjälp av passiva borrhål (utan värmepump). Förvärmningen bidrar till att minska energianvändningen för uppvärmningen av ventilationsluften och minskar även behovet av avfrostning i aggregaten. Lösningen reducerar framförallt effekttoppar vilket är positivt ur ett miljö- och kostnadsperspektiv.

– En svårighet med passiva borrhål är att det inte går att styra effektuttaget, det blir lite att du får det du får. Det innebär en utmaning för projektering och att det är svårt att säga exakt hur systemet kommer fungera i drift och vilken besparing det kan ge, säger Andreas Fränne.

HSB FTX är ett exempel på en lösning som har testats i HSB Living Lab och som används i HSB:s bostadsbyggande.

– Det finns i ett antal projekt, men vi har inga siffror på vad det exakt har gett. I ett av projekten hade det inte behövts avfrostning eftersom utelufttemperaturen var tillräckligt hög, säger Susanne Rodin, som är installationssamordnare för nyproduktion på HSB Göteborg.

Det lokala klimatet påverkar också om systemet är lämpligt.

– En viktig förutsättning för att få ekonomi i projekt med HSB FTX är att fläktrummen är placerade långt ned i huset. En annan är att det inte finns för många ventilationsaggregat så att det krävs fler än ett borrhål. Ekonomiskt sett är det också en fördel om fjärrvärmetaxan är baserad på en effektavgift, säger Susanne Rodin.

Komfortgolvvärme är vanligt i HSB:s bostäders badrum och har också testats i HSB Living Lab.

– Komfortgolvvärme kan vara svårt att få ihop utifrån dagens krav på energianvändning. Det handlar om att hitta balansen mellan komforten för de boende och att inte överdriva energianvändningen, säger Andreas Fränne.

Studierna i HSB Living Lab resulterade i fyra rekommendationer för att minska energianvändningen med komfortgolvvärme. Dessa är mindre uppvärmd yta, exempelvis inte under tvättmaskin eller wc, isolering av värmeslingorna, begränsad maxtemperatur till cirka 26 °C och tidsstyrning till när badrummet används. Rekommendationerna bekräftades senare av en större SBUF-studie.

HSB tillämpar rekommendationerna för komfortgolvvärme i nybyggnadsprojekten.

– Vi lägger det bara på själva gåytan och med tidsinställning, antingen får det användas fyra eller sex timmar om dygnet. I ett nytt projekt har vi mätare så att det går att följa upp hur mycket golvvärmen används och hur stor energianvändningen blir, säger Susanne Rodin.

– Det enda av rekommendationerna som vi hittills inte har lyckats få med är den extra isoleringen. Vi har försökt i några projekt men det har byggtekniskt blivit för svårt och för dyrt, säger Susanne Rodin.

Sammantaget är det ännu få tekniska lösningar som har testats i HSB Living som används i HSB:s bostadsbyggande.

– Vi har varit försiktiga med att ta det steget. En anledning är att vi främst bygger för bostadsrättsföreningar och överlämnar driftansvaret till dem när huset är färdigbyggt. I dagsläget är det också väldigt tufft att få ihop de ekonomiska kalkylerna i nybyggnadsprojekten. Då är det väldigt bra att labbet finns så att man faktiskt kan se hur det fungerar här, säger Susanne Rodin.

HSB Living Lab är en av demonstrationsanläggningarna för EU-projektet I-Greta. Förutom Sverige deltar även Tyskland, Österrike och Rumänien. Syftet är att testa tekniska lösningar som får användarna att använda el på ett smartare sätt utan att tumma på komforten. En viktig del är även studier av användarbeteendet.

I projektet studeras lokala energigemenskaper tillsammans med de andra demonstrationsplatserna där det simuleras att byggnaderna ligger intill varandra.

Om det finns problem med elnätet på en av platserna skickas automatiskt en signal till de andra. De får då en förfrågan om att ändra sin elförbrukning för att hantera problemet och inte överbelasta elnätet mot en ekonomisk ersättning.

– Mycket handlar om att testa styralgoritmerna och hur man hanterar osäkerheter i modellerna, exempelvis hur mycket el som solcellerna kommer att producera, säger David Steen, forskare på Chalmers.

Även värmeförsörjningen ingår i projektet som pågår under våren. HSB Living Lab har både fjärrvärme och värmepumpar samt ackumulatortankar. Det går att växla mellan fjärrvärme och värmepumpar beroende på om belastningen är hög i fjärrvärme- eller elnätet. Med hjälp av ackumulatortankarna kan värmebehovet klaras under en viss tid utan att använda både fjärrvärme och värmepumpar.

– Det går även att använda byggnaden eller byggnadsstommen som ett termiskt lager. Om man stänger av värmen under någon timme påverkas inte inomhustemperaturen så mycket. Det kommer vi också att testa, säger David Steen.