September 2019 Att beskriva de termiska egenskaperna hos ett byggnadselement som ett U-värde är populärt. Det finns en stor mängd standarder och mätmetoder. Men givet hur U-värden idag används har jag kommit att fundera över dess relevans. Läs hela artikeln här som pdf.
I Boverkets byggregler, BBR, anges krav på U-medelvärde. Kanske inte så tuffa idag men remissförslaget till nästa BBR innebär att U-medelvärdet i många projekt kommer vara det som avgör byggnadens klimat skal och inte primärenergitalet som det är idag. Detta innebär att U-värden inom något år kommer bli mycket viktiga. Till att börja med är det viktigt att veta vad U-värden ska användas till. Vanliga användningsområden är:
- Underlag för att bestämma U-medelvärde enligt BBR, vilket jag framför allt fokuserar på i denna text.
- Underlag för upphandling. Att man får den isolering man tänkt sig. Dessa U-värden är nästan alltid redovisade vid referensförutsättningar och kan ha stora avvikelser från verklig värmetransport. Vanligtvis anges de vid måttliga temperaturskillnader och utan påverkan av vind och fukt.
- Underlag för värmeförluster/energiberäkning. Många simuleringsprogram, t.ex. IDA ICE, använder avancerade modeller för värmetransport och U-värden används mest som ett referensvärde.
- Dimensionera rumsvärme, ofta genom transmissionsberäkningar.
- Underlag för beräkning av termisk komfort vintertid eller dimensionering av rumsvärme. Dessa metoder använder ofta U-värden direkt då de är statiska men inkluderar säkerhetsmarginaler.
För en vanlig vägg eller tak är U-värdet ganska enkelt att bestämma men för många byggnadselement är så inte fallet.
Komplexa konstruktioner som t.ex. dubbelskalsfasader utgör särskilda utmaningar. Där finns det inga fungerande standarder och ingen allmänt accepterad metod. Problemet är att värmetransporten inte är proportionell mot temperaturdifferensen mellan ute och inne. Vindhastighet och solinstrålning kan ha minst lika stor inverkan. Mest problematiska finner jag konstruktioner mot mark vara. Där finns det inget direkt samband mellan värmetransport och skillnaden i temperatur mellan ute och inne. I alla fall inte momentant. Dessutom varierar värmetransporten över klimatskalet beroende på marktjockleken, grundvatten och tjäle och mycket annat. Under ganska lång tid värms dessutom marken vilket gör att värmeförlusterna avtar över tid. Det finns en standard för att bestämma värmetransport i mark, ISO 13370. Tyvärr stämmer den inte speciellt bra med de FEM-analyser av värmetransport i mark jag gör, särskilt inte över tid.
Det finns flera fall där man ska vara observant att U-värden inte är ett bra sätt för att beskriva isoleringsförmågan hos en konstruktion. Här följer några:
- De som har stor massa. U-värden är usla på att beskriva stomlagring.
- Värmetransporten är 2- eller 3-dimensionell – beskrivs ofta som köldbryggor.
- Om värmetransporten till stor del består av långvågigt strålningsutbyte eller konvektion. U-värden fungerar bäst där ledning är den huvudsakliga värmetransporten.
- Om gränserna var konstruktionen upphör är otydliga, t.ex. mot mark. Komplex sammansättning av material och/eller dimensioner.
- Om ledningsförmågan eller någon annan egenskap påverkas av sol, vind, fukt påfrysning eller något annat än lufttemperatur. Ovanligt besvärliga är fasskiftande material.
- Värmetransport som inte är proportionell mot temperaturdifferensen.
- Egenskaper ändras aktivt av motoriserade eller manuella system, t.ex. adaptiva fasader. Temperaturen på en eller båda sidor av konstruktionen är okänd. Detta är vanligt i t.ex. ouppvärmda utrymmen mot mark.
- Transparenta material avseende långvågig strålning, t.ex. ETFE-plast.
Det är en lång lista och jag har säkert glömt ett par punkter. Hur vanliga är då konstruktioner och byggnadselement med en eller flera av dessa egenskaper? Min erfarenhet är att de är vanliga och att utvecklingen går åt en ökad komplexitet.
Jag är övertygad om att Boverket tänkte sig att U-värden skulle representera värmeförluster genom klimatskalet och att de ska vara proportionella mot dessa förluster. Om vi har (eller inte har) standarder som inte uppvisar sådana resultat anser jag att detta måste hanteras av konstruktörer och energispecialister.
HUR SKA VI DÅ GÖRA?
Som väl är har vi tillgång till utmärkta simuleringsverktyg som kan bestämma värmetransporten i komplexa konstruktioner. Mitt förslag är att bestämma ekvivalenta U-värden med hjälp av dessa. För att få relevanta resultat föreslår jag att man utvärderar/ simulerar värmetransporten under lång tid och viktar U-värdet proportionellt mot värmetransporten eller uppvärmningsbehovet. Alternativt enbart utvärderar värmetransporten under vintermånaderna. För mark rekommenderar jag dessutom att man bestämmer U-värdet först under andra året efter byggnadens färdigställande eftersom det är mer representativ för byggnaden livslängd. Då slipper man även problemet med uttorkning av byggfukt.
Fördelen med denna metod är att den tekniska utvecklingen inte hämmas av begränsande standarder och att de krav som samhället ställer blir relevanta och inte teoretiska pappersprodukter. Läs hela artikeln här som pdf.
Max Tillberg
Specialist inneklimat,
Bengt Dahlgren