Hur påverkar valet av ventilationssystem klimatavtrycket över hela livscykeln?

När olika ventilationssystem utvärderas inför renovering eller nybyggnation ligger ofta fokus på energianvändning, driftkostnader och investeringskostnader. De senaste åren har även den inbyggda klimatpåverkan fått allt större betydelse. I takt med att EU:s regelverk i allt högre grad omfattar byggnadens hela livscykel blir balansen mellan dessa perspektiv allt viktigare. Valet av ventilationssystem påverkar både klimatavtrycket vid byggnation och energianvändningens utsläpp under decennier framöver. Men hur stor betydelse har egentligen systemvalet?

I en fallstudie har vi undersökt hur olika typer av ventilationssystem påverkar byggnadens klimatavtryck över tid. Resultaten visar att den lösning som verkar mest hållbar vid byggnation inte nödvändigtvis är den som ger lägst klimatpåverkan under hela livscykeln.

När Europas byggnader ska renoveras blir systemvalen allt viktigare

Byggnader står idag för drygt en tredjedel av Sveriges totala energianvändning. Samtidigt står bygg- och fastighetssektorn för cirka en femtedel av Sveriges växthusgasutsläpp.

EU:s skärpta krav på byggnaders energiprestanda innebär att många fastighetsägare behöver genomföra omfattande energieffektiviseringsåtgärder under de kommande åren. I samband med dessa byggs ventilationssystem ofta om eller byts ut för att möta nya krav på energieffektivitet och inomhusklimat, då ventilation, värme och kyla står för en betydande del av fastigheters energiförbrukning.

När valet av ventilationssystemet ska göras är det viktigt att inte enbart beakta energibesparing och installationskostnad, utan att analysera hur olika systemval påverkar byggnadens klimatavtryck under dess livslängd. Ska man välja den lösning som ger lägst klimatpåverkan vid installation, eller den som ger lägst klimatpåverkan över dess livstid?

För att undersöka detta genomförde vi en fallstudie där tre ventilationssystem jämfördes ur ett livscykelperspektiv: konstantflöde (CAV), variabelflöde (VAV) och behovsstyrd ventilation (DCV).

Kort om de olika ventilationssystemen

Så genomfördes fallstudien

Studien baseras på en fiktiv kontorsbyggnad i Stockholm på 5 500 m². Beräkningarna genomfördes i IDA ICE och omfattade både luftburen och vattenburen kyla.

Följande parametrar analyserades:

• Energianvändning
• Klimatpåverkan i drift
• Inbyggd klimatpåverkan från installationen
• Installationskostnader
• Återbetalningstid

Konstantflödeslösningen uppfyller i studien energiklass C och används som referens i jämförelserna.

I ett första steg tittade vi på energianvändning och klimatpåverkan i drift. Därefter analyserade vi klimatpåverkan i byggnationsskedet. Först när dessa perspektiv vägs samman kan den totala klimatpåverkan över livscykeln bedömas.

Klimatpåverkan i drift

Resultaten visar att systemvalet har stor betydelse för byggnadens energiförbrukning. Jämfört med konstantflöde minskar energianvändningen kraftigt med både variabelflöde och behovsstyrning. Den största besparingen uppnås med behovsstyrd ventilation, där energianvändningen minskar med upp till 60 procent.

Årlig energianvändning (kWh) i drift för de olika systemvalen

Eftersom energianvändningen minskar följer även klimatpåverkan från driften samma utveckling. Med den svenska energimix, där 71 procent utgörs av fossilfri energi enligt Boverket, som användes i studien minskar klimatpåverkan från driften med mer än 60 procent för behovsstyrd ventilation jämfört med konstantflöde för vattenburen kyla.

Klimatpåverkan (CO2e) i drift för de olika systemvalen

Energimixen har en betydande påverkan på resultaten. I energisystem med högre andel fossil energi blir klimatvinsten från energieffektivisering ännu större. Samtidigt kan ett energisystem med hög andel fossilfri energi minska skillnaden mellan de olika alternativen, då utsläppen i drift blir väsentligen lägre vilket gör att byggnationsskedet får större påverkan på totalen.

Klimatpåverkan i byggskedet

Konstantflödessystemet har lägst inbyggt klimatavtryck. Systemet innehåller helt enkelt färre komponenter medan variabelflödes- och behovsstyrda lösningar kräver fler givare, regulatorer, ventiler och styrkomponenter, vilket innebär en högre materialanvändning och därmed ett något högre klimatavtryck i byggskedet. Skillnaderna i inbyggd klimatpåverkan mellan systemen är dock relativt små.

Inbyggt klimatavtryck (CO2e A1-A3) för de olika systemvalen

Om analysen enbart innefattat byggnationsskedet hade konstantflöde framstått som det mest hållbara alternativet. Det är först när vi jämför hela livscykelperspektivet som vi får en helhetsbild.

Hela livscykeln behöver beaktas

När vi väger samman klimatpåverkan vid byggnation och i drift kan vi dra de riktigt intressanta slutsatserna, då vi ser till hela livscykeln.

Trots att det behovsstyrda systemet har ett något högre klimatavtryck vid installation dröjer det mindre än två år innan skillnaden tjänas in genom lägre utsläpp i drift. Därefter fortsätter klimatvinsten att öka för varje år som systemet används, och uppgår till över 40% besparing efter 20 år.

Klimatpåverkan (CO2e) över tid. Grafen visar vattenburen kyla, resultaten är motsvarande även för luftburen kyla. 

Återbetalningstid: energibesparing och installationskostnad

Konstantflöde har den lägsta installationskostnaden eftersom systemet kräver minst utrustning. Den behovsstyrda lösningen har däremot cirka 10 procent lägre installationskostnad än variabelflödeslösningen, tack vare kortare installationstid och lägre kostnader för el och styr.

Installationskostnad för de olika systemvalen

Trots en högre investering kan både variabelflödes- och behovsstyrda system snabbt återbetala sig genom lägre energikostnader. För system med vattenburen kyla är återbetalningstiden sex år för behovsstyrning och elva år för variabelflöde, jämfört med konstantflöde. För luftburen kyla är motsvarande återbetalningstid nio respektive 15 år. Utöver energibesparingen bidrar behovsstyrda system även till hög komfort, god flexibilitet och möjlighet att anpassa inomhusklimatet efter verksamhetens faktiska behov. 

Kostnad och återbetalningstid för de olika systemvalen

Vad kan vi lära oss av resultaten?

Studien visar att valet av ventilationssystem påverkar både byggnadens klimatavtryck i byggnation och under hela dess livslängd. För fastighetsägare som står inför renovering eller nybyggnation blir det därför viktigt att förstå samspelet mellan den inbyggda och operativa klimatpåverkan. När hela livscykeln vägs in blir det tydligt att det mest hållbara valet är inte alltid det som ser bäst ut vid installation.

Konstantflöde har lägst klimatpåverkan i byggskedet. Samtidigt ger behovsstyrning de största energibesparingarna, de lägsta operativa utsläppen och det lägsta totala klimatavtrycket över tid.

Resultatet påverkas av vilken energimix som används i byggnaden. I vår studie användes svensk energimix, som redan idag har relativt låga utsläpp. I länder eller regioner med en mer fossilintensiv energiförsörjning blir klimatvinsten från energieffektivisering ännu större. Samtidigt utvecklas energisystemen kontinuerligt och ju renare energimixen blir, desto viktigare blir det att inte bara minska energianvändningen utan också den inbyggda klimatpåverkan då den får större betydelse.

I takt med att allt fler byggnader står inför renovering kommer valet av ventilationssystem att spela en viktig roll i omställningen till ett mer hållbart byggnadsbestånd. Studien visar att beslut som fattas idag kan påverka utsläpp, energianvändning och kostnader under lång tid framöver. Därför behöver systemval baseras på hela livscykeln.

Tre avslutande lärdomar från studien

•    Ett ventilationssystem bör utvärderas över hela livscykeln
•    Inbyggd och operativ klimatpåverkan behöver vägas samman
•    Energieffektiva system kan kompensera för ett högre initialt klimatavtryck inom relativt kort tid

Läs mer om konstant, variabel och behovsstyrd ventilation