Kan vi rädda världen genom Passivhus?

I Sverige är det en etablerad sanning (som kommer från t.ex. Boverket) att bostäder står för ca 40 % av landets energianvändning och att bostäder därmed även står för en stor del av Sveriges koldioxidutsläpp. Utgående från denna analys är det många miljömedvetna människor som gör stora ansträngningar för att bygga ”Passivhus” – gärna med andras pengar.

Politiska beslutsfattare är inga experter på detta område och måste helt lita på den information som de erhåller. Låt oss granska informationens sanningshalt.

Den nyaste statistiken från energimyndigheten ”energiläge 2009” presenterar 2008-års statistik och där uppges att ”bostäder och service” står för 36 % av Sveriges totala slutliga energian-vändning. Nästa förfinade statistikbegrepp är ”bostäder och lokaler” med 31 % av Sveriges totala slutliga energian¬vändning, här har det tagits bort stora delar av ”service” som gatu- och vägbelysning, avlopps- och reningsverk samt el- och vattenverk.

Det som är kvar i ”bostäder och lokaler” omfattar bostäder, fritidshus, kontorslokaler, skolor, vårdlokaler och idrottsanläggning¬ar, jord- och skogsbruk, växthusodling, fiske, byggsektorn, men inte industrilokaler. Som synes så är det bra mycket mera än vad som normalt omfattas av bostäder, men ”energiläge 2009” lämnar tyvärr inte noggrannare uppgifter och överallt inom de statliga myndigheternas publikationer används endast statistikbegreppet ”bostäder och lokaler”. Finns det en tanke bakom detta? I en publikation ”Energianvändning i bebyggelsen” från Kungliga ingenjörsvetenskapsakademien, fanns dock slutligen en uppgift från år 2000 med vars hjälp även begreppet ”lokaler” kunde subtraheras bort och äntligen få en siffra på energianvändningen i bostäder.

Den slutliga energianvändningen i bostäder kan därmed bestämmas till maximalt 21,5 % av Sveriges totala slutliga energian¬vändning, här ingår hushållsel, fastighetsel, varmvatten, ventilation och så slutligen uppvärmningen av bostäderna. En rimlig uppskattning av de olika delarna i energianvändningen till bostäder leder till att bara ca 50 % av energin används för själva uppvärmningen av bostaden och då är vi ner i ca 11 % av Sveriges totala slutliga energian¬vändning.

Det är dessa 11 % som går att påverka genom bättre värmeisolering och framförallt bättre fönster och dörrar. Fönster och dörrar står för nästan hälften av värmeförlusterna genom byggnadernas ”klimatskärm”, dvs. ytterväggarna, tak, husgrunden, fönster och dörrar. Därmed är det 6 % av den totala energianvändningen som berörs av en ökad värmeisolering i ytterväggarna och tak.

Men visst, även av dessa 6 % bör man spara av så mycket som möjligt – om det kan motiveras med tanke på kostnaderna. Kostnaderna bör också ställas i relation till klimatnyttan. Uppvärmningen av bostäderna sker idag i huvudsak genom el, framförallt genom en allt större användning av värmepumpar, samt genom fjärrvärme. I småhus tillkommer även en del biobränsle. Sverige befinner sig i ett sällsynt bra läge med en elproduktion med bara 4 % fossil belastning och fjärrvärmebranschen skryter med en allt större andel biobränsle. Därmed så borde bostadsuppvärmningen i Sverige inte vara något stort hot för den globala uppvärmningen – i vart fall om man litar på fjärrvärmebranschen.

Ett annat viktigt skäl för att minska energianvändningen i bostäder är att energianvändningen och framförallt omvandlingen mellan olika energiformer medför negativa konsekvenser för miljön. I de flesta fall medför energianvändningen en förbrukning av gemensamma resurser och vad som är ännu allvarligare, minskar eller rentav för alltid förstör våra efterkommandens möjligheter att dra nytta av dessa tillgångar.
För att minska onödigt stor energianvändning i bostäder har myndigheter i både Sverige och på EU-nivå införd allt snävare byggregler för att nya hus ska vara välisolerade när de byggs. Här finns det en relativ stor spännvidd mellan vad Boverkets Byggregler (BBR) kräver och det som betecknas som ”Lågenergihus”, här är definitionen dock mycket svävande och säger egentligen bara att lågenergihus ska ha en avsevärd bättre värmeisolering än vad som krävs av landets myndigheter.

Sedan har vi specialfallet av lågenergihuset där huset inte ska ha ett traditionellt värmesystem, en bra värmeisolering ska se till att det räcker med värmen från apparater, belysningen och de boendes egen kroppsvärme. Det är i vart fall så som skickliga reklammakare ha presenterat Passivhuset för allmänheten. Att det finns ett elektriskt värmeelement dold i ventilationskanalen är inte lika känd.

Passivhus byggs ofta med extremt tjocka väggar där värmeisolationsskiktet i väggarna är mellan 400 och 500 mm tjock, vindisoleringen mellan 500 till 600 mm och grunden 250 till 350 mm. Det mest kända passivhusområdet i Sverige finns i Lindås söder om Göteborg. Dessa Passivhus som blev färdiga 2001 består av 20 radhus fördelat på 4 huskroppar. Som Passivhus framstår idag tjockleken av värmeisoleringen som måttligt. Trenden för Passivhus i Sverige går mot allt tjockare isolering.

Det finns flera examensarbeten som utvärderar Passivhusen i Lindås, men de utgår mest från att Passivhus som sådan är bra och granskar på sin höjd detaljer som inte blev fullt så bra. Ett mer analytiskt arbete ”Studier av energibehov i energieffektiva radhus i Lindås” från Erik Tegvald och Eva Undén har genomförts i samarbete med Avdelningen för Installationsteknik på Lunds tekniska högskola. Jag hämtar mina uppgifter om Passivhusen i Lindås från detta arbete.

Jag ville veta hur stor nyttan med den allt tjockare värmeisoleringen är. Som utgångspunkt valde jag ett äldre radhus i Tullinge utanför Stockholm. Boarean är i både detta radhus och i Lindåsfallet
120 m2. Flertalet av Lindåsradhusen är mellanhus. Det föll sig naturligt att också i detta räkneexempel utgå från ett mellanliggande radhus som saknar en yttervägg jämfört med gavelradhus.
Till att börja med ska det här åter påpekas att den delen av bostadens energianvändning som i detta sammanhang oftast diskuteras är de värmeförlusterna genom ”klimatskalet”. Men energikostnaden som de boende drabbas av inkluderar förutom dessa värmeförluster även varmvatten, ventilation, hushållsel, samt om det går att särskilja även driftel.

Ventilationsförlusterna beräknas utgående från en enkel frånluftventilation i detta radhus. Med en standardluftomsättning beräknas ventilationsförlusterna till 4504 kWh/år. I Passivhus finns det mycket effektiva värmeåtervinningsaggregat, men de kan finnas i vilket hus som helst. Låt oss utgå från att även detta radhus är utrustat med ett sådant effektivt värmeåtervinningsaggregat. Med utgångspunkt från Lindås antas en verkningsgrad på 75 % vilket resulterar i ventilationsförluster på 1126 kWh/år.

Varmvatten och hushållsel har med hushållets storlek och vanor att göra. I vanliga radhus med fyra personer kan man utgå från att varmvatten och hushållsel vardera drar ca 5 000 kWh/år. Men i många fall är energianvändningen mycket högre med alla nya slösaktiga VVS armaturer, bubbelpool, handdukstork och elektrisk golvvärme som tycks vara ett måste hos många även under sommaren. Om det sedan även finns en pool och bastu så kan lyckan vara fullständig – för elproducenterna.

Men låt oss utgå från Lindåshusens förbrukning, värmeelementet i ventilationen drar 1 464 kWh/år som dock inte bör räknas med i hushållsel-förbrukningen som uppges till 3 804 kWh/år, ovan detta kommer el till fläktarna med 648 kWh/år. Detta blir tillsammans hushållsel på 4 452 kWh/år. Varmvattnet bereds i princip med hjälp av solfångare som i Sverige anses kunna klara 50 % av varmvattenbehovet, dvs. på sommaren. Men i detta fall var de verkliga värdena bara 37 %. Resten av varmvattnet som värms med el resulterar i en elförbrukning på 1728 kWh/år. Solfångarna producerade varmvatten på ca 1000 kWh/år vilket med en uppskattad investering på minst 40 000 kronor blir en synnerligen dålig investering – men det är roligt med hobbys. Således är varmvattenförbrukningen ca 2700 kWh/år – hur många boende är det då i bostaden?

Låt oss summera dessa siffror för ventilation, hushållsel och varmvatten. Det blir 7 306 kWh/år vilket är en mycket låg siffra, nästan hälften av vanliga värden när man väl har tagit hänsyn till värmeåtervinningen. Men dessa låga siffror är något som skulle kunna uppnås i viket småhus som helst. De är inte specifika för Passivhus! Framförallt baseras en låg energianvändning på det personliga beteendet hos de boende – de boende i Passivhus tycks vara ett tåligt släkte.

Men kommer detta helt ovanliga beteende hos de boende att fortsätta när nyhetens behag har bleknat? Sparsamhet är inte märkbart hos den största av majoriteten av befolkningen. Man brukar efter kortare eller längre tid ”renovera sina hem”, vilket brukar innebär många energikrävande installationer.

Själv bor vi (två personer) i en villa från 1974 med 160 m2 boarea, med en total energianvändning på något mindre än 6 000 kWh/år – inklusive energiförlusterna genom klimatskalet – men då har vi heller inget Passivhus utan en liten bergvärmepump plus en hobby-solfångare.

Om man på samma sätt räknar in uppvärmningen i Passivhusen (1 464 kWh) blir den totala elförbrukningen i Lindås 8 770 kWh/år.

Nu till beräkningarna av de årliga energiförlusterna genom klimatskalet, dvs. det som skulle vara det särskiljande med Passivhus. (Beräkningar med S=89180, dvs. 17 grader + 4 grader gratisvärme)
 

I beräkningar har jag utgått från isolertjockleken samt relativt små köldbryggor, trots detta ledde det till ett något högre U-värde för tak/grund än de uppgivna värdena i Lindåsfallet (alternativ 6).

Alternativ 1: Detta mellanliggande radhus finns i Tullinge och byggdes 1977, ytorna och värmeisoleringens U-värde i [W/m2K]) enligt tabell. Ytterdörren samt nedre delen av terrassdörren ingår i de 3 m2 i Area-tabellen.

Alternativ 2: Bara fönstren byts till moderna fönster med ett U-värde 0,9 på glasdelen då skulle de i inbyggt skick ha ett U-värde på ca 1,2.

Alternativ 3: fönstren enligt 2, dessutom ökas takets isolering på 120 mm kompletterades med ytterligare 150 mm till en total isolertjocklek på 270 mm.

Alternativ 4: Fönstren samt takisolering enligt 3, dessutom ökas ytterväggarnas isolering med 150 mm till 270 mm samt grundisoleringen från 50 till 150 mm.

Alternativ 5: Fönstren samt tak- och väggisolering enligt 4, dessutom grävs ned isolering utanför ytterväggarna – se nedan.

Alternativ 6: Fönstren samt isolering utanför ytterväggarna enligt 5 – Däremot ökas vägg- tak- och grundisoleringen till de tjocklekar som användes i Lindås.

D.v.s. en besparing på 635 kWh per år fås genom att öka takisoleringen från 270 mm till 480 mm, väggisoleringen från 270 mm till 430 mm och slutligen grundisoleringen från 150 mm till 250 mm. Den tillgängliga golvytan minskar samtidigt med minst 10 m2.

En intressant punkt är grundens U-värde som jag beräknade till 0,3 W/m2K, med antagandet av en isolertjocklek på 50 mm och 0,17 W/m2K för en tjocklek av 150 mm. Här är det singelskiktet under isoleringen samt materialet under detta som ger ett bra bidrag till värmeisoleringen. Man brukar räkna på en yttre zon 0 till 1m in på bottenplattan där materialet under huset har en större värmeförlust pga. en lägre temperatur. Längre in under huset har man en högre temperatur – ett värmemagasin – som ger en lägre värmeförlust. Genom att gräva ned isolering utanför ytterväggarna kan denna sämre randzon tas bort och grundens U-värde höjas

Varför har man den tjocka grundisolering på 250 mm i Lindås, samtidigt som man även här har isolerskivor nedgrävda utanför ytterväggarna? Om man ska ha golvvärme är detta nödvändigt för att minska värmeförlusterna som då skulle bli ännu större. Men en tjock isolering under huset minskar också husets förmåga att utjämna inomhustemperaturen över dygnet, vilket borde vara en viktig sak just för passivhus. På vintern handlar denna tidsfaktor om hur snabb/långsam husets temperatur ändras när uppvärmningen upphör, på sommaren att det inte ska bli allt för varm i huset.

Passivhusen i Lindås är nästan 3 grader varmare än andra småhus – men samtidigt kommer man hem till kalla hus. Om man inte har en stor familj respektive en stor bekantskapskrets som hjälper till att leverera kroppsvärme till bostaden så finns det de som myser med många värmeljus tända. Självklart är man helt ovetande om att detta innebär att elda med oljeprodukter vars rök kan vara skadlig. Då är det kanske bättre med de boende som helt enkelt köper lösa el-värmeelement att värma sig med.

Därmed har vi kommit det sämsta med Passivhus-konceptet, att inte ha något vanligt värmesystem förutom värmeelementet i ventilationen. Temperaturen mäts i ett rum och värmeelementet värmer alla rum när behov signaleras. Det är givet att man ställer in värmen så att det går att uthärda i det kallaste rummet. De andra får då bli för varma. Samtidigt måste det sägas att detta värmeelement är klart underdimensionerat som enda värmekälla för hela bostaden. Det är därför som bostaden vid kall väderlek är utkyld när inte flera personers kroppsvärme samt apparater kompletterar uppvärmningen.

Slutsatsen är att det är bättre att ha värmetillförsel separat styrbart för varje rum. Och överdriv inte isolertjockleken, det lönar sig helt enkelt inte. Bättre är att minska den stora hushållsel- och varmvattenförbrukningen. Dessutom gäller det att se upp med arkitektritade hus med stora glasytor. Även de bästa fönstren är 10 gånger sämre än en välisolerad vägg. Ett arkitektritat hus kan ha lika stora värmeförluster genom glaspartierna som alla andra delar av klimatskalet tillsammans.

Visst kan man förstå att det kan te sig lockande att värma bostaden bara med den egna kroppsvärmen, isolerföretag som Isover och Paroc underblåser mer än gärna dessa föreställningar. För att upprätthålla skenet av att detta skulle vara möjligt tvingas man till en allt extremare värmeisolering som är ett ekonomiskt vansinne – förutom risken att få sjuka hus. Den extremt tjocka värmeisoleringen medför ökad risk för mögelskador på vinden och inne i de tjocka väggarna. Om fuktspärren är skadad ackumuleras stora kvantiteter vatten långt inne i isoleringen. Det är sedan nästan omöjligt att få bort fukten ur dessa tjocka isolationsskikt.

En värmebesparing på 635 kWh/år genom att gå från 270 till 430 mm vägg- respektive 480 mm takisolering plus den ökade grundisoleringen är ekonomiskt helt absurt. Skälet till detta måste sökas i Passivhus-idéns grundidé – att värma huset med kroppsvärmen som toppvärmekälla.

Genom sin kropp tillför man ca 80 W effekt till bostaden vilket blir ca 204 kWh under vinterhalvåret (14 timmar/dygn). Värmeisoleringens besparing är proportionellt mot temperaturskillnaden mellan ute och inne och är därmed större under den relativt korta tid när det är som kallast ute. Kroppsvärmen däremot är hela tiden lika stor. Därmed blir den lilla besparingen värd mer när man envisas att det är just kroppsvärmen som ska värma huset. I andra länder där köldknäppar inte är lika utpräglade som i Sverige är situationen något annorlunda. En gåta i sammanhanget är hur man överhuvudtaget kan basera husets värmesystem på kroppsvärmen från ett helt okänd antal boende.

Den totala energianvändningen i bostäder bör minskas – inte bara den mindre delen som är kopplad till ytterväggsisolationen.

Bevara världen från Passivhus – i varje fall i Sverige!
Peter Siebert (FP)