Passiva åtgärder för att reducera sommartemperaturer i bostäder

Sammanfattning: Det finns idag cirka 160 miljoner byggnader inom EU och energianvändningen hos dessa står för cirka 40 % av unionens totala energiförbrukning. Detta gör byggnadsbeståndet inom EU till den enskilt största källan till koldioxidutsläpp. Dagens krav om energieffektivitet på moderna byggnader såsom bostadshus, kontorshus och andra lokaler är ett steg i ledet om att minska energianvändningen inom samtliga av samhällets sektorer. Dessa krav om minskad energianvändning har lett till ökade isoleringstjocklekar och hus vars klimatskal är mycket tätare än tidigare. Detta leder i sin tur till att husen kan komma att bli väldigt varma på sommaren då värmeenergin blir kvar i byggnaden i större utsträckning. Examensarbetet syftar till att endast med hjälp av så kallade passiva metoder, alltså utan energitillförsel, försöka förhindra att byggnader och framför allt bostäder blir allt för varma på sommaren. För att kunna ge förslag på rimliga åtgärder för att komma till rätta med problemet har tre stycken betydande värmelaster identifierats. Dessa tre är solinstrålningen under dagen, den elektriska utrustningen i bostaden samt de boende själva. Av dessa är det solinstrålningen under dagen som är den absolut största värmekällan och också den enda egentligt intressanta då det inte går att göra så mycket åt de boende och då den elektriska utrustningen antas vara av relativt modernt snitt och därmed också energieffektiv. Studien utförs framför allt för implementering hos befintliga byggnader men resultaten kan även användas vid projektering av nya byggnader. Tre stycken koncept för att sänka inomhustemperaturen har prövats. Det första handlar om att pröva fönsterstorlekens betydelse för inomhustemperaturen. Det andra går ut på att med hjälp av olika typer av solskydd hindra en stor del av solinstrålningen. Det tredje handlar om att med hjälp av olika sorters byggnadsmaterial öka byggnadens förmåga att lagra värme och därmed sänka temperaturtopparna inomhus. De tre olika koncepten prövas med hjälp av datorsimuleringsprogrammet TeknoSim som används för att simulera det termiska klimatet i ett rum. Rummet som simuleras är ett sovrum i en bostadsfastighet i området Flagghusen i Västra Hamnen i Malmö. Området uppfördes mellan 2006 och 2008. Rummet modelleras med dess enligt ritning korrekta geometriska form och ingående byggnadsmaterial men med en uppskattad mängd möbler, elektrisk apparatur och antal boende. Resultaten från simuleringarna jämförs sedan med målvärden från branschorganisationen Energi- & Miljötekniska Föreningen samt med Socialstyrelsens riktvärden för bedömning av olägenhet för människors hälsa. Även den operativa temperaturen och PPD-index (Predicted Percentage Dissatisfied) redovisas. Resultaten visar på att den mest effektiva av de tre åtgärdena är att använda någon form av solskydd. Dessa fungerar i sin tur effektivast om de monteras utanpå husets fasad och allra bäst resultat erhålls då detta utanpåliggande solskydd kontrolleras med hjälp av automatik. Är solskydden istället manuellt kontrollerade av de boende är de långt mycket mindre effektiva. Att ändra fönsterarean är likt solskydden en åtgärd som ger stort utslag i resultaten men denna åtgärd är också mycket mer arbets- och kostnadskrävande. Dessutom förändras byggnadens arkitektoniska uttryck avsevärt vid användning av utanpåliggande solskydd samt förändrad fönsterarea. Resultaten från de simuleringar då olika typer av byggnadsmaterial prövades visar på att de har en effekt men att den effekten var alltför liten för att kunna rekommenderas som en realistisk lösning. Bättre resultat Passiva åtgärder för att reducera sommartemperaturer i bostäder erhölls då rummets alla väggar och dess golv var helt i betong, då uppvisades en temperatursänkning med cirka 3-5 °C. Detta innebär dock att huset måste byggas på detta sätt redan från början. Här ska dock beaktas att då materialet i väggarna ersattes av betong blev också väggarna tjockare än de ursprungliga. Anledningen till detta beror på begränsningar hos TeknoSim varför resultaten inte är direkt jämförbara. Försök till simuleringar har också gjorts med olika typer av experimentella betongblandningar vars förmåga att lagra värme är betydligt större än konventionell betong. Tanken med detta var att relativt tunna skivor av dessa material skulle kunna ha fungerat som en lösning i en redan befintlig byggnad. Tyvärr gick det inte att, med de beräkningsverktyg som stod till buds, få några resultat från dessa simuleringar. Det får inte desto mindre anses vara ett intressant alternativ för framtida studier. En slutsats är att det är av stor vikt att förhindra den direkta solinstrålningen, alltså med någon form av solskydd. Det får också anses vara det enklaste lösningsalternativet. En annan viktig slutsats är att det redan i projekteringsstadiet är av stor vikt att inte bara tänka på att dimensionera byggnaden för vinterförhållanden utan också för sommarförhållanden. Åtgärder i efterhand tenderar att bli dyra, av olägenhet för de boende samt ganska komplicerade att på ett bra sätt integrera i en befintlig byggnad.