Jämförelse mellan energiregler i de nordiska länderna och Tyskland

Transkript

1 Datum Diarienummer /2011 PM I denna PM redovisas en jämförelse mellan aktuella energiregler för nya byggnader i de Nordiska länderna och Tyskland. I Sverige återfinns energireglerna i Boverkets Byggregler (BBR 19) avsnitt 9. Kraven på energihushållning har skärpts i BBR 19. Dessa reviderade regler beslutades den 4 okt 2011 och trädde i kraft De svenska reglerna hävdar sig väl i jämförelse med övriga länder. Jämförelse mellan energiregler i de nordiska länderna och Tyskland Sammanfattning Reglerna (lag, förordning och föreskrift) som formellt begränsar energianvändningen i nya byggnader, i Norden och i Tyskland (och övriga EU) utgår från direktiven 2002/91/EG och 2010/31/EU. Direktiven har införlivats i respektive nationell lagstiftning. Det enskilda landet har därvid rätt att införliva direktivet så att hänsyn tas till de nationella förutsättningarna. Ländernas nationella regler har således tillkommit med olika hänsyn, beroende på landets energi- och klimatförutsättningar, miljöhänsyn och beskattning. Detta gör att det som på ett generellt plan kan anses som enkelt (energihushållning) har uttryckts i förskrifter eller motsvarande på mycket olika sätt. I arbetet med denna PM har det inte gått att finna ett enda krav som har sin exakta motsvarighet i något annat lands regelverk. I de något förenklade jämförelser som därför görs i denna PM konstateras dock att Sverige står sig väl i jämförelse med övriga länder. Det är endast Danmark som siffermässigt anger skarpare energikrav än Sverige. Men dessa krav baseras på andra förutsättningar än motsvarande svenska energikrav och i en jämförande beräkning framgår att våra svenska krav leder till byggnader med lägre verklig energianvändning än i Danmark och övriga länder. Detta beror på att Sverige är det enda land som sätter en gräns för den verkliga, uppmätta energianvändningen. Erhvervs- og Byggestyrelsen i Danmark redovisade i februari 2011 en Kartläggning av strategier för lågenergibyggnation i EU-länder. Av denna framgår enligt 8.2 att Sammenligning af eksisterende energirammer er umulig. (bilaga 1, energikrav_i_eu_lande[1].pdf). Avgränsningar Jämförelser med andra länders energikrav görs endast mot huvudreglerna i BBR, avsnitt 9:2 Bostäder. Ett beräkningsexempel för att kunna jämföra kraven, trots de olika förutsättningar som dessa bygger på i olika länder, görs för ett småhus och jämförelsen gäller de danska kraven jämfört med de svenska (bilaga 2, Nordisk jämförelse, parcel-

2 2(10) hus Danmark.xlsx). Redovisningen i denna PM avser endast att ge läsaren en uppfattning om de viktigaste dragen i de olika ländernas regler och skillnader mellan dem. Regelverk De energiregler som jämförs är de senast fastställda reglerna för respektive land och avser krav enligt följande dokument: Sverige, BBR 19 (BFS 2011:26) med ikraftträdandedag BBR19.pdf Danmark, BR 10 enligt internetversion Finland, D3 Finlands byggbestämmelsesamling, Miljöministeriets förordning om byggnaders energiprestanda som träder ikraft den 1 juli Norge, FOR nr 489: Forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift) med ikraftträdelse Tyskland, Energieeinsparverordnung vom 29 april Allmänt I denna PM har de viktigaste aspekterna på energiregler i de nordiska länderna samt i Tyskland belysts. De studerade reglerna är i sig komplexa och hänvisar dessutom till många standarder för underliggande beräkningar som måste göras för att visa att kraven uppfylls. För Tysklands del rör det sig om mer än 50 hänvisningar till standarder som utgör underlag till reglerna, medan de nordiska länderna har begränsat sådana hänvisningar till en handfull eller färre standarder precis som i Sverige. Mängden varianter av regler, förutsättningar och hänvisningar gör att det svårligen låter sig göras en enkel och tydlig bild av hur ländernas kravnivåer förhåller sig till varandra. En exakt jämförelse skulle innehålla så mycket detaljer och hänsyn till olika förutsättningar att helheten förloras. Bilden förvärras ytterligare av att några länder har omräkningsfaktorer beroende på energislag samt att tillåten specifik energianvändning varierar med byggnadstyp och antalet m 2 golvarea som huset innehåller. I något land tar även kraven hänsyn till om huset har bastu. I denna redovisning har därför avgränsningar gjorts dels för att klara den begränsade tidplanen, dels för att en fullständig redovisning inte blir tillräckligt tydlig.

3 3(10) Energiregler Värmeisolering På ett övergripande plan kan det konstateras att reglerna i de Nordiska länderna och Tyskland har mycket gemensamt. Det gäller exempelvis att det ställs krav på värmeisolering av klimatskalet (tak, väggar, golv, fönster, dörrar) och krav på högsta energianvändning för byggnaden under ett år. Vid en närmare granskning av hur dessa krav anges visar det sig att det finns lika många varianter som antal länder. När det gäller kravet på värmeisolering, som anges som ett U-värde (W/m 2 och grad Celsius) ställs kravet antingen på de olika byggnadsdelarna eller som ett genomsnitt för byggnaden som helhet. I Danmark varierar dessa krav beroende på hur många våningar huset har och hänsyn kan dessutom tas till våningshöjden. I Finland och Norge finns en speciell, lägre kravnivå för timmerhus. Förutom krav på U-värde ingår även ett krav på timrets minsta tjocklek. Tyskland anger U-värden m.m. för de olika byggnadsdelarna i en referensbyggnad. Denna referensbyggnad skall sedan jämföras med den verkliga byggnaden på ungefär samma sätt som var fallet i tidigare svenska byggregler (Nybyggnadsregler 1988:18 NR 1 och BBR 1993:57) som tillämpades mellan 1989 och 1993 respektive 1994 och 2005, där omfördelningsberäkning kunde göras. Genom en omfördelningsberäkning kunde klimatskalets U-värde ökas gentemot kraven, förutsatt att motsvarande ökade värmeförluster minskades på något annat område genom t.ex. återvinning av värme i frånluften. I Finland kan en motsvarande omfördelning göras. Den svenska erfarenheten av regler baserade på referensbyggnad är att dessa ger en oacceptabelt stor spridning av den faktiska energianvändningen i byggnader. Man har haft svårt att träffa den föreskrivna kravnivån varvid överskridande är det normala utfallet. Detta beror på att det, med denna typ av kravställande, saknas koppling mellan det beräknade värdet och det verkliga resultatet. Anledningen är att förutom en bra projektering, och att man följer denna, krävs också ett bra utförande av byggnaden för att energianvändningen ska bli låg. Lufttäthet När det gäller krav på klimatskärmens täthet mot oönskat luftläckage finns det på ett principiellt plan liknande krav. Men kraven anges på olika sätt och relateras till olika storheter exempelvis antal luftomsättningar per timma eller per m 2 omslutande area. I tyska regler kan detta beräknas enligt en DIN-standard eller mätas. Specifik energianvändning (kwh/m 2 och år) När det gäller kravet på högsta årliga energianvändning uttrycks det i de nordiska länderna som kwh/m 2 och år. Exempelvis är gränsen i Sverige 90 kwh/m 2 och år i klimatzon III för byggnader med annat uppvärmningssätt än el, enligt BBR 19. Ett flertal olika sätt att beräkna och uttrycka energikravet förekommer i de undersökta länderna. Nivån på kravet kan exempelvis bero på vilket uppvärmningssätt man har (el, biobränsle, fjärrvärme, gas, etc). Det kan även bero på vilken sorts byggnad (timmerhus/ej timmerhus) som är aktuell och i vilken klimatzon huset ska byggas. Kraven varierar även för olika byggnadstyper (t.ex. småhus, flerbostadshus, lokalbyggnader av olika slag). I Norge anger man krav för 13 olika typer av byggnader från småhus till industribyggnader, medan de svenska kraven endast skiljer på bostad och lokal.

4 4(10) Vid behov av extra ventilation kan man i vissa fall, i Sverige och Norge, öka tillåten energimängd. I Norge får man inte installera oljepanna för fossila bränslen och i vissa fall ska byggnaden utrustas för att kunna använda fjärrvärme. Det finns även vissa restriktioner mot direktverkande el och fossila bränslen. I Danmark begränsar man elanvändning genom att multiplicera den del av elen som används till uppvärmningsändamål med 2,5 innan man jämför med kravnivån. Energislag I Tyskland ska byggnadens primärenergibehov beräknas enligt en DIN-standard medan man i andra länder anger omräkningsfaktorer för energianvändningen beroende på energislag eller distributionssätt. Omräkningsfaktorer som finns i Danmark och Finland används för att förbättra eller försämra förutsättningarna för att en byggnad ska kunna godkännas enligt energireglerna. Exempelvis gynnas fjärrvärme medan el belastas extra. I Norge är det inte tillåtet med fossilbränsle för grundlast och för byggnader som är över 500 m 2 finns begränsningar för andelen direktverkande el och fossila bränslen. Undantag från detta krav finns dock för bostadsbyggnader om kravet medför merkostnader under byggnadens livslängd. I sista hand, om dessa krav inte uppfylls, ska en bostadsbyggnad förses med skorsten och sluten eldstad. Verifiering av energikrav I Sverige görs en energiberäkning innan byggnaden påbörjas. Denna beräkning ska visa att energikraven kan förväntas komma att uppfyllas i den färdiga byggnaden. Senast två år efter det att byggnaden är uppförd och tagen i bruk görs en energideklaration. Kommunen kan då begära in en redovisning av uppmätt specifik energianvändning och kan därmed avgöra om den nya byggnaden fyller energikraven. I Sverige är det således den verkliga, uppmätta, normalårskorrigerade energianvändningen som avgör om byggnaden uppfyller reglernas kravnivå. I övriga nordiska länder och i Tyskland nöjer man sig med att den energiberäkning man gjorde vid projekteringen uppfyller kraven i regelverket. Detta medför att Sverige skiljer sig från övriga länder genom att det är det verkliga utfallet och inte en teoretisk beräkning som avgör om energikraven uppfylls eller inte. I exempelvis Danmark verifieras kravet på energiprestanda (kwh/m 2 och år) med en beräkning. Beräkningen ska göras med en av staten framtagen beräkningsmodell. Den beräkning som byggherren gör med denna modell görs alltså endast för att verifiera att samhällets krav på den projekterade byggnaden uppfylls. Den faktiska energianvändningen kan förväntas bli högre. Det beror bland annat på att i modellen:

5 5(10) sätts inomhustemperaturen till 20 C, även om de som brukar byggnaden avser att hålla 22 C överskattas värme från solinstrålning jämfört med verkliga förhållanden eftersom månadsmedelvärden för klimatdata används överskattas internvärme i bostäder från personer och hushållsel är U-värden för klimatskalet idealiserade är effekten av köldbryggor underskattad (t.ex procent för värmeförluster genom kantbalk i platta på mark med den beräkningsstandard som används) behöver inte någon osäkerhet i indata beaktas eftersom verifieringen endast är teoretisk tas ingen hänsyn till eventuella förändringar i utförandet under byggnationen tas ingen hänsyn till eventuella fel och brister i utförandet Den teoretiska beräkningsmodellen som i exemplet för Danmark ovan, (även i princip Finland, Norge och Tyskland), behöver nödvändigtvis inte spegla de verkliga och förväntade förhållandena i den färdiga byggnaden utan kan snarare betraktas som ett sätt att grovt styra nya byggnaders energianvändning. När byggnaden senare tagits i drift finns ingen begränsning för energianvändningen. I Sverige har detta problem åtgärdats i och med införandet av BBR år 2006 där mätning av verklig energianvändning introducerades. Denna mätning har anpassats så att den samverkar med den energideklaration som måste göras efter två år i en ny byggnad och har sitt ursprung i EUdirektivet 2002/91/EG. Sammanställning av de viktigaste kraven En sammanställning av de viktigaste energikraven framgår av tabell 1. Det finns ytterligare krav och dessutom hänvisningar till standarder som innehåller förutsättningar som används för att fastställa om de föreskrivna energikvalitéerna uppnås. Standarderna har ett omfattande innehåll och hänvisar många gånger i sin tur till fler standarder. Det skulle bli alldeles för omfattande och komplext att här beskriva allt som påverkar i underlagen för verifiering av att energikraven uppfylls. Redan på den detaljeringsnivå som framgår av tabellen nedan inses det att det inte enkelt går att göra en inbördes rangordning av vilket lands energikrav som är skarpast.

6 6(10) Tabell 1. Energikrav i norden och i Tyskland Danmark Finland Norge Sverige Tyskland U-värde [W/m 2 och K] Specifik energianvändning [kwh/m 2 och år] Krav på byggnadsdel Ja Ja Ja Nej Ja Krav på genomsnitt för klimatskalet Ja Ja Nej Ja Ja Krav på beräknat värde Ja Ja Ja Nej 1) Ja Krav på uppmätt värde Nej Nej Nej Ja Nej Referenshus Nej Ja 2) Nej Nej Ja Varierande faktorer beroende på: El och annat 3) El, fjv., fj.kyla, fossilt, förnybart Direkt-el fossilt, annat 6) El och annat 4) Primärenergi Krav som varierar med storlek på byggnad Ja Ja 5) Nej Nej Olika krav beroende på byggnadens användning Ja, 2 st Ja, 9 st Ja, 12 st Ja, 2 st Energi för kyla ingår Ja Ja Ja Ja Ja Energi för belysning för hushålls- och verksamhetsändamål ingår Ja, i lokaler Nej Ja Nej Energi för apparater för hushålls- och verksamhetsändamål ingår Nej Nej Ja Nej Övrigt Krav på återvinning av värme i frånluften Nej Ja Ja Nej Explicit krav på lufttäthet Nej Nej Nej Ja, för elvärmda Effektkrav bygg- nader Lägre krav för timmerhus Nej Ja Ja Nej Nej 1) Verifiering, genom beräkning av specifik energianvändning, bör göras vid projekteringen.

7 7(10) 2) Gäller endast för beräkning av värmeförluster genom klimatskal, uteluftflöde för ventilation, samt luftläckage genom klimatskärmen. 3) El för värme viktas med en faktor 2.5 4) Olika krav för elvärmda och icke elvärmda byggnader 5) Gäller bara fristående småhus 6) Egentligen avser kravet en maximalt tillåten andel direktverkande el eller fossilt bränsle för uppvärmning. Dock kan undantag göras beroende på om energianvändningen är mindre än kwh/år eller om andra sätt att försörja byggnaden med värme innebär merkostnader under byggnadens livslängd. Jämförelse av energikrav Eftersom kraven i de olika länderna baseras på olika förutsättningar och beräkningsmodeller är det inte möjligt att exakt avgöra vilket land som har de strängaste kraven. I ett försök att trots allt jämföra kraven i de olika länderna har dessa satts samman för ett småhus i tabell 2. För att kunna jämföra kraven i de olika länderna har vissa åtgärder gjorts. Dessa förklaras under respektive asterisk (1-4) under tabellen. Tabell 2. Jämförelse av energikrav i de olika nordiska länderna och i Tyskland för ett småhus på 120 m 2. Danmark Finland Norge Sverige Tyskland Högsta genomsnittliga för klimatskalet 0,23 0,21 0,26 0,40 0,40 Krav på U-värde, W/m 2 och K Krav för att underskrida referenshus - 0, ,40 Specifik energi, kwh/m 2 och år Praktiskt U-värde för att underskrida tillåten specifik energianvändning 0,19 0,19 Teoretiskt Praktiskt 90 1) 202 2) 80 3) Enligt referenshus 4) 1) Här har inomhustemperaturen ökats till 22 C jämfört med beräkningsmodellens 20 C, och byggnaden har flyttats till Uppsala för jämförelsen med svenska krav i klimatzon III (södra zonen). 2) Här har indata enligt krav på U-värde (korrigerat med 20 % för köldbryggor), värmeåtervinning och lufttäthet enligt krav på värmeförluster används i en energibalansberäkning. Klimat Stockholm (som liknar Finlands i deras sydligaste zon). 3) I praktiken tas alltid höjd för de osäkerheter som finns i en energibalansberäkning. Den faktiska energianvändningen blir därför alltid lägre för ett genomsnitt av nya byggnader jämfört med kravet, förutsatt att kravet uppfylls i alla nya byggnader, vilket är sannolikt eftersom kravet avser ett uppmätt värde, till skillnad från övriga länder som nöjer sig med ett beräknat värde. 4) Energibehovet beräknas för ett unikt referenshus för olika kombinationer av energiförsörjning, installationstekniska system, värmeisolering, byggnadstyp med mera.

8 8(10) Enligt tabell 2 framgår det att även om ett land till synes har strängare krav på U-värde (värmeisolering av klimatskalet) än det svenska kravet, kan ett annat krav (krav på specifik energianvändning) medföra att det i praktiken krävs ett betydligt lägre U- värde. För Sveriges del betyder det att för att uppfylla krav på specifik energianvändning i ett småhus på 120 m 2, i föreliggande jämförelse, måste U-medelvärdet för klimatskalet var 0,19 W/m 2 och K, även om det formella kravet tillåter ett U-medelvärde upp till 0,40 W/m 2 och K. Detsamma gäller för specifik energianvändning. Det danska kravet framstår vid en första anblick som skarpare än det svenska, 66 kwh/m 2 och år, jämfört med det svenska kravet på 90 kwh/m 2 och år. Det danska kravet baseras dock på en beräkningsmodell. Om indata behandlas på samma sätt (höjd tas för osäkerheter i U-värde och köldbryggor, hänsyn tas till faktisk nyttiggjord solinstrålning, samma inomhustemperatur och samma klimat (Uppsala) används, etc.) och samma beräkningsmodell används, kommer de danska kraven att ge en byggnad som i praktiken har en specifik energianvändning motsvarande 90 kwh/m 2 och år. Det svenska kravet kan förväntas ge en byggnad som i genomsnitt har en faktisk specifik energianvändning motsvarande 80 kwh/m 2 och år eftersom en viss marginal måste hållas på grund av de osäkerheter som föreligger mellan projektering och faktiskt utfall. Detta exempel visar alltså att det svenska kravet är minst lika skarpt eller skarpare jämfört med det danska, åtminstone för småhuset i exemplet i tabell 2. Energibalansberäkning för det danska exempelhuset Parcelhuset I en dansk byggvägledning, SBi-anvisning 213, till energikraven finns ett exempelhus Parcelhuset. Huset är ett småhus i ett plan med en golvarea som brutto (inklusive ytterväggarnas area) är 180 m 2. För detta hus har två beräkningar av specifik energianvändning gjorts. Den första beräkningen baseras på danska indata och danska förutsättningar, Den andra beräkningen baseras på svenska indata och svenska förutsättningar för orterna Lund respektive Uppsala. Danska indata I beräkningen med danska indata används data enligt de danska föreskrifter som gäller för en energiberäkning. Dessa data är (bland annat): Inomhustemperatur 20 C Årsvärmefaktor för luft/vatten-värmepump 3.1 Golvarea (bruttoarea) som energianvändningen ska divideras med 180 m 2 Uteluftflöde per m 2 bostadsarea 0,30 l/s Nyttiggjord solinstrålning 70 kwh/m 2 fönsterarea, inklusive karm och båge Tappvarmvatten 2200 kwh/år U-medelvärde för klimatskalet utan hänsyn till köldbryggor 0,203 W/m 2 och K Inget luftläckage Fastighetsenergi 300 kwh/år (självdragsventilerad byggnad) Värmetillskott från personer och hushållsel 900 W Klimat Lund, Sverige

9 9(10) Svenska indata I beräkningen med svenska indata används data enligt Svebys anvisningar, samt antaganden om köldbryggor och årsvärmefaktor för värmepump. Dessa data är (bland annat): Inomhustemperatur 22 C Årsvärmefaktor för luft/vatten-värmepump 2.5 Golvarea (nettoarea) som energianvändningen ska divideras med 160 m 2 Uteluftflöde per m 2 bostadsarea 0.35 l/s Nyttiggjord solinstrålning 40 kwh/m 2 fönsterarea, inklusive karm och båge Tappvarmvatten 3200 kwh/år U-medelvärde för klimatskalet med hänsyn till köldbryggor W/m 2 och K Luftläckage motsvarande 0.6 l/m 2 och s vid 50 Pa Fastighetsenergi 500 kwh/år (mekaniskt ventilerad byggnad) Värmetillskott från personer och hushållsel 571 W Klimat Lund och Uppsala Resultat Det är naturligtvis vanskligt att göra en jämförelse mellan olika länders krav när dessa baseras på olika antaganden och anvisningar om data, beräkningsmodeller och diverse antaganden som måste göras för att uppskatta en byggnads energibehov. De resultat som här redovisas kan därför inte tas som annat en indikation på hur ett enskilt lands energikrav kan ge helt andra resultat om ett annat lands förutsättningar tillämpas. Med danska indata blir resultatet för det studerade huset 24 kwh/m 2 och år om huset placeras i ett klimat motsvarande Lunds. Med svenska indata blir resultatet 72 kwh/m 2 och år för samma hus beläget i Lund (klimatzon III enligt BBR). Om huset placeras i Uppsala (också klimatzon III) blir den specifika energianvändningen 86 kw/m 2 och år (bilaga 2). Att skillnaden blir så stor beroende på om danska eller svenska förutsättningar tillämpas beror på flera faktorer. De viktigaste är att: inomhustemperaturen är högre med svenska indata den golvarea som energianvändningen divideras med är mindre enligt svenska indata den årsvärmefaktor på 3,1 som antagits i Danmark för luft/vatten-värmepumpen, har satts till 2,5 i Sverige och får anses som mer realistisk. värmetillskottet från personer och hushållsel är lägre enligt för svensk del vedertagna nivåer byggnaden flyttas (i det ena fallet) från Lund, som i princip har samma klimat som Danmark, till Uppsala som ligger inom samma klimatzon som Lund och således har samma energikrav enligt Boverkets Byggregler. Resultaten från de två beräkningarna ger en god indikation på att ett lands energikrav inte låter sig jämföras med ett annat lands krav utan omfattande utredning av vilka förutsättningar som gäller.

10 10(10) Slutsatser Att jämföra olika länders energikrav låter sig inte göras utan vidare. Ett till synes likartat kravställande visar sig ofta innehålla element som ändå omöjliggör eller väsentligt försvårar bedömningen av vilket lands krav som är skarpare. Om ett land vill ställa krav som till synes framstår som mycket skarpa är det t.ex. möjligt att som i Danmark och Finland använda sig av energifaktorer som varierar beroende på val av energiförsörjning. Genom att ändra faktorn för fjärrvärme från1,0 till 0,6 kan naturligtvis kraven skärpas med 40 procent från en version av byggreglerna till nästa version utan att det medför att nya byggnader behöver göras mer energieffektiva. Dock medför en sådan förändring av kraven att dessa, på pappret, framstår som skarpare. Det viktigaste vid kravställande är att kraven i möjligaste mån speglar verkliga förhållanden och att de kravnivåer som anges också kan förväntas uppfyllas i den faktiska byggnaden. Utan en stark koppling mellan krav, beräkningar och faktiskt utfall blir de beräkningar som görs bara matematiska övningar utan större praktisk betydelse. Det kan även leda till att de beräkningar som görs inte tas på allvar, utan målet blir endast att uppfylla kraven genom val av så fördelaktiga indata som möjligt, där sådana val kan göras. Vad det verkliga utfallet blir är inte intressant. Huvudsaken blir i stället att se till att det formella kravet som finns, uppfylls. Det är bland annat denna erfarenhet av hantering av tidigare byggregler som lett fram till att Sverige i dag, som enda land i jämförelsen, har krav på faktisk, uppmätt energianvändning. Den slutsats som kan dras vid denna översiktliga genomgång är att det inte har kunnat påvisas att något annat land av de undersökta skulle ha skarpare energikrav vid nybyggnad, än Sverige. Snarare tvärtom. I arbetet med framtagandet av denna PM har, förutom undertecknad, Anders Carlsson, Björn Mattsson och Peter Johansson deltagit. Stefan Norrman Boverket