Samtidigt som kraven på energieffektivitet inom byggbranschen blir allt hårdare har klimatskalets utformning stor betydelse. Författarens uppgift är att utreda åt Sigma Civil AB hur ett verktyg som beräknar U-värden utformas samt att med hjälp av den göra en jämförande studie på yttertak och ytterväggar, med avseende på klimatskalets påfrestningar.   Andra delar som ingår i klimatskalet är grundkonstruktioner men eftersom det är ett arbete som omfattar 10 veckor avgränsas arbetet till yttertak och ytterväggar. För att arbetet skulle kunna utföras på ett bra sätt som möjligt har författaren genom litteraturstudier i form av böcker, internetbaserade sidor och olika rapporter tagit del av information som hjälpt både vid utförande av beräkningsverktyget men också vid jämförelsen av byggdelar.   Resultatet för den här studien visade att koljerntekniken på grund av sin täta struktur fungerar bäst av de takkonstruktioner som jämfördes i studien. I den analys som gjordes för väggkonstruktioner var det en yttervägg med PIR-isolering som klarade sig bäst. En av de slutsatser som jag drar av studien är att bättre isoleringsmaterial krävs för att klara framtidens krav på klimatskalet. Det andra som är viktigt att ta med sig från studien är att byggbranschen bör vara öppen för nya tekniker, som till exempel koljerntekniken och PIR-isoleringen. / While requirements increasingly become harder in the construction industry that it will be built energy efficient, buildings envelope design plays a very large part. My task is to investigate for Sigma Civil AB how a tool that calculates the U-value is formed as well as using it to make a comparative study on the roof and exterior wall, with respect for the building envelope external influences.   Another part of the building envelope is the basic designs, but because it is a work where is only 10 weeks I need to delimit to the roof and exterior walls. In order that the work could be carried out in the best possible way I did literature study in form of books, internet based pages and various reports to receive information that helped me both when I was performing the calculation tool but also doing the comparison of the building parts.   The result of this study showed that the koljern-technique because of its dense structure works best as a roof, compared to the other roofs in the study. In the analysis made for wall constructions, it was an exterior wall with PIR-insulation that worked best. One of the conclusions that I draw from this study is that better insulation needs to meet future requirements for the building envelope. The other thing that is important to take from the study is that the construction industry should be open to new technologies, such as the koljern-technique and PIR-insulation.

2015 kom ett förslag från Boverket gällande anpassning av Boverkets byggregler (BBR) till EU:s direktiv 2010/31/EU om nära-nollenergibyggnader. Förslaget innebär ett nytt sätt att beräkna specifik energianvändning och sänkta maxnivåer för densamma. I takt med att energianvändningen i bruksfasen av byggnaders livscykel minskar ökar vikten av att göra medvetna materialval, inte minst gällande de material som används för att uppnå de skärpta energikraven. Denna studie utgör en fallstudie där kravskärpningsförslagets inverkan på ett eluppvärmt parhus undersöks med avseende på transmissionsförluster genom klimatskalet, och vilken påverkan detta har på byggnadens prefabricerade ytterväggselement med träregelstomme. Väggens behövda isoleringstjocklek har undersökts genom U-värdesberäkningar och för olika isoleringsmaterial vars miljö- och klimatpåverkan även undersökts i form av GWP100 och energiåtgång i produktion. Beräkningar har utförts för tre beräkningsfall där klimatskalets delar tilldelats olika U-värden. Studien har funnit att val av fönster spelar stor roll för U-värdesfördelningen och därmed även för typväggens konstruktion, men att samtliga klimatskalsdelar behöver förbättras till U-värden i nivå nära värden för undersökta passivhus. Även det mest generösa beräkningsfallet för väggens U-värde genererade en ökning av isoleringstjockleken som skulle innebära att en ny konstruktionslösning krävs, då standarddimensioner för vanliga reglar inte räcker till. För isoleringsmaterialen visar studien att en balans mellan isoleringsförmåga och densitet har betydelse för materialens miljö- och klimatpåverkan, och att val av material av förnybar råvara och material som producerats med förnybar energi kan vara ett sätt att minska väggens miljö- och klimatpåverkan. I studien konstateras även att användandet av lättreglar istället för träreglar kan vara ett sätt att ytterligare minska isoleringens miljö- och klimatpåverkan genom att minska den behövda isoleringstjockleken. Användandet av lättreglar istället för träreglar sänkte den behövda isoleringstjockleken med 8,2 – 12,6 % i de beräknade fallen, och möjliggör att bygga väggelementen lika tjocka med isolering av träfiberskivor eller cellulosaskivor som med vanlig regel och isolering av stenull eller glasull med bättre isoleringsförmåga. / In 2015 the Swedish National Board of Housing, Building and Planning (Boverket) presented a proposal for the adaptation of the Swedish building regulations (BBR) to Directive 2010/31/EU on nearly zero-energy buildings. The proposal involves a new way to calculate a buildings energy use along with lowered levels for a new buildings maximum energy use. As the energy use in buildings related to the use of the building itself decreases, the importance of making conscious choices regarding the materials used to achieve these more stringent requirements increases. This study is a case study where the impacts of Boverkets proposal is investigated regarding heat losses through the building envelope of an electrically heated semi-detached house, as to what effect this has on the building's prefabricated external wall elements with wooden frame. The needed insulation thickness has been investigated through U-value calculations for various insulating materials whose environmental and climate impact is also investigated in the form of GWP100 and energy use in production. Calculations have been performed for three scenarios where the different parts of the building envelope have been assigned different U-values. The study has found that windows play a major role for the needed insulation thickness and therefore also for the construction of the wall, but that all parts of the building envelope need to be improved to U-values ​​close to the values ​​for passive houses. All investigated scenarios generated an increase in the insulation thickness that would mean a new design solution is required, as the regular dimensions for wood studs are not enough. Regarding insulating materials, the study has found that the balance between thermal conductivity and density is important for the materials impact on environment and climate. Furthermore, choosing products based on renewable raw materials and products produced with renewable energy can be ways to reduce the impact on environment and climate. The study also found that the use of lightweight studs instead of wood studs can be a way to further reduce the impact on environment and climate by reducing the needed insulation thickness. The use of lightweight studs instead of wood studs lowered the needed insulation thickness by 8.2 to 12.6% and enables wall elements with insulation based on renewable raw materials to be built with the same thickness as walls consisting of regular studs and rock wool or glass wool insulation, which in the study had the better thermal conductivity.

I detta examensarbete studeras kommande energikrav för byggnader i Sverige och i synnerhet kraven på specifik energianvändning. Detta mot bakgrund av EU-kommissionens och EU-parlamentets direktiv, EPBD2, om nära nollenergibyggnader 2020. Därefter bearbetas ett förslag på en ny ytterväggskonstruktion som med lägre U-värde än den befintliga ytterväggen ska sänka Fiskarhedenvillans olika hustypers specifika energianvändning. Syftet med sänkningen är att möjliggöra för Fiskarhedenvillan att uppfylla de kommande energikraven. Det är många parametrar som måste uppfyllas och det nya ytterväggsförslaget analyseras förutom ur energisynpunkt även med hänsyn till statik, fukt och kostnad. Beräkningar för statik och specifik energianvändning har gjorts för ett referenshus. Resultatet av att byta ut den befintliga ytterväggskonstruktionen mot det framarbetade förslaget med ca 33 % lägre U-värde gav endast en sänkning med ca 6 % av den specifika energianvändningen. För att sänka referenshusets specifika energianvändning ytterligare bör även resterande delar av klimatskalet förbättras samt ett annat uppvärmningssätt väljas. Avslutningsvis diskuteras resultatet och vi lämnar rekommendationer för fortsatta studier. / This thesis studies future energy requirements for buildings in Sweden and in particular the requirements for specific energy use. This is in light of the European Commission and European Parliament Directive, EPBD2, on nearly-zero energy buildings 2020. A proposal for a new exterior wall construction in Fiskarhedenvillan houses with lower U-value than the existing exterior wall is analyzed. The purpose of the new wall is to reduce the specific energy use to enable Fiskarhedenvillan to meet the future energy requirements. There are many parameters that must be considered. The proposed new exterior wall construction is analyzed not only from the energy point of view but also with regard to statics, moisture and cost. Calculations for the statics and the specific energy use have been made for a reference building. The changed design of the exterior wall resulted in a reduction of the U-value with 33 % but only 6 % of the specific energy use. A further reduction of the specific energy use for the reference house requires improved design of the remaining building envelope and a new heating method. Furthermore the results are discussed and recommendations for further studies are given,

Syfte: Nya svenska energikrav definieras som nära-nollbyggnader för både nybyggnation och renovering, där man strävar efter en årlig balans mellan ingående och utgående energi för byggnaden. Påbyggnad genom prefabricerade modulsystem med bärande väggar av korslimmat massivträ har genom internationella studier visat sig både tids- och kostnadseffektiv vid renovering. Målet med rapporten är att undersöka möjligheten att tillämpa detta påbyggnadssystem för svenska renoveringsprojekt av efterkrigstidens flerbostadshus som både är kostnadseffektivt och som klarar nya svenska energikrav. Metod: Rapporten syftar till att besvara frågeställningarna genom en fallstudie. Inledningsvis, under en litteraturstudie, beskrivs incitament till påbyggnation vid renovering. Utefter en dokumentanalys av referensbyggnaden, utförs sedan energi- och kostnadsjämförelser mellan påbyggnation av korslimmade massivträväggar och platsbyggd träregelkonstruktion. Resultat: Svenska efterkrigstidens bostadsbestånd visar sig, via renovering och påbyggnation, ha hög potential för att positiv påverka den i Sverige genomsnittliga specifika energianvändningen samtidigt som det erbjuder snabb och kostnadseffektiv urban bostadsförtätning. Den värmeisolerande förmågan för korslimmat massivträ är, för en påbyggnad, likvärdigt det av platsbyggd träkonstruktion. Beräkningarna visar däremot hur byggnation från efterkrigstiden har svårt att uppnå krav för nära-nollenergihus. Kostnad för montering av påbyggnadsstomme och innerväggar m.m. visar på ca 2,7 % besparing för förslag av korslimmat massivträ. Konsekvenser: Rapporten lyfter fram möjligheterna kring renovering av svenska flerbostadshus från efterkrigstiden och fördelarna att göra detta i kombination med påbyggnation. Det finns goda förutsättningar för implementering av korslimmade massivträväggar även i svenska påbyggnadsprojekt och detta till något lägre pris och arbetstid gentemot platsbyggd konstruktion. Trots att detta vilar mycket på valet av prefabricering, har undersökningen lyckats exponera ett befogat alternativ för påbyggnadsprojekten i framtiden. Eventuella svårigheter i att uppnå nya energikrav vid renovering av äldre bostadsbestånd har även lyfts fram i rapporten. Begränsningar: Kontroll av bärförmåga för referensbyggnaden via konstruktionsmässiga beräkningar genomförs inte i denna rapport. Beräkning av livscykelkostnad ingår inte i detta arbete. Rapporten fokuserar istället på ekonomisk effektivitet i produktionsskedet. Rapporten fokuserar sin undersökning kring åtgärder för energianvändning och berör inte eventuella åtgärder för t.ex. högre tillgänglighet. / Purpose: New Swedish energy requirements are defined as Near Zero Energy Buildings for both new construction and renovation, with the purpose of balancing energy entering and exiting the building. Vertical attic extensions through prefabricated module system containing loadbearing walls of cross laminated timber has, by international studies, shown the potential for time and cost efficiency during renovation projects. The purpose of this inquiry is to examine the possibility to apply this extension system for Swedish renovation projects on post-war residential buildings that are both cost effective and that satisfies new Swedish energy regulations. Method: The report aims to answer the questions through a case study. Initially a literature study describes the incentives of vertical attic extensions and renovation. Then through a document analysis of a reference building, energy and cost comparisons are carried out between an attic extension of cross laminated timber and wood construction assembled on site. Findings: The Swedish post-war housing stock shows high potential through renovation and attic extension, to positively influence the Swedish average specific energy use while simultaneously providing fast and cost effective urban densification. The heat insulating performance of cross laminated timber is, for an attic extension, equivalent that of an on-site assembled wood construction. However, calculations shows difficulties for post-war housing stock to achieve the requirements for Near Zero Energy Buildings. The cost for assembling extending structure and interior walls etc. reveals approximately 2,7 % savings with cross laminated timber. Implications: The report brings forth the possibilities regarding renovation of the Swedish post-war stock of multifamily housing and the advantages of doing so in combination with vertical attic extensions. There are good conditions for implementation of cross laminated timber walls even in Swedish extension projects, while having the potential to lower costs slightly and saving time in relation to on site construction. Even though the results depend a lot on the choice of prefabrication, the study has exposed a valid alternative for future attic extension projects. The report also reveals potential difficulties in achieving new energy requirements for renovation of older housing stock. Limitations: Verification of load capacity through constructional calculations are not performed in this inquiry. Calculating the life-cycle cost is not a part of this project, which instead focuses on economic efficiency during production. The report focuses its research at energy-saving measures and doesn’t concern measures regarding for example higher accessibility.