Golvvärme
Golvvärme är ett värmesystem som värmer upp golvet för att sedan avge värme till rummet. Det finns tre typer av golvvärme, luftburen, vattenburen och elektrisk. Förutsättningen för att golvvärme ska vara energieffektiv är att grunden förses med tillräcklig tjock värmeisolering under betongplattan, från 25 cm upp till 40 cm. Certifikat finns för luftburet eller vattenburet golvvärmesystem med P-märkning. Grundprincipen för elektrisk golvvärme är att man kopplar elektrisk ström över ett motstånd. Resistansen (Ohm) i motståndet ger en ström (Ampere), spänningen (Volt) tillsammans med strömmen ger i sin tur en Effekt (Watt) som avges i form av värme. Elgolvvärme finns i olika varianter men kan huvudsakligen delas upp i fyra huvudtyper. Värmekabel, Golvvärme folie, Lågvolt och Självreglerande golvvärme. Oftast läggs elektrisk golvvärme under klinker i till exempel badrum eller kök. Men på senare tid har det även blivit allt vanligare att det installeras under trägolv så som laminat eller parkett. Varmluft leds genom ventilationsrör med hjälp av ett fläktsystem. Rören är ingjutna i den underliggande betongplattan som även ackumulerar värme. Vattenburen golvvärme är ett lågtemperatursystem i jämförelse med radiatorer som är ett högtemperatursystem. Varmvatten leds genom rör av stål, koppar eller mer vanligt polyetenrör (PEX) från värmekällan. Vattenburen golvvärme är ingjuten i den underliggande betongplattan, som även ackumulerar värmeenergi. Det finns även system för träbjälklag, dessa system består av moduler av cellplast och aluminiumplåt som läggs på ett undergolv eller vilar på bjälklaget. Över golvvärmesystemet läggs valfria golv, även golv med keramik förekommer. I de fall den underliggande betongplattan är väl isolerad underifrån med till exempel cellplast eller styv mineralull av en tjocklek av 250 mm eller mera, kan man få en ackumulerande effekt. En annan fördel är att man får ett behagligt golv, särskilt vid keramiska eller syntetiska beläggningar som känns kalla, eller i våtutrymmen som behöver torka och ventileras ur snabbt. Lufttemperaturen i rummet kan sänkas någon eller ett par grader med bibehållen komfort då det inte längre känns kallt om fötterna och detta kan, med god undertill liggande isolering totalt sett minska byggnadens energiförbrukning . Vid nybyggnad kan man utnyttja golvvärmen till att torka ur betongen, eller om det skulle uppstå någon form av vattenskada torkar golvet snabbare. Man kan använda solfångare till vattenburen golvvärme för att sänka den totala energiförbrukningen eftersom golvvärme är ett lågtemperatursystem. Golvvärme ingjuten i betong är ett trögt värmesystem, som behöver längre tid att höja eller sänka temperaturen i rummet. En annan nackdel är att golvbelag av trä eller parkett kan skadas av för snabb uttorkning, eller växlingar i temperaturen. Om bottenplattan inte är mycket väl isolerad läcker värme ut till marken vilket ökar byggnadens energiförbrukning jämfört med annat uppvärmningssystem till exempel traditionella radiatorer. Med en isoleringstjocklek cirka 10 cm under plattan kan ett hus med golvvärme dra 30 % mer uppvärmningsenergi än om det haft radiatorer. Golvvärme, från grekiska hypokauston gav värme underifrån. Romarna var vad man vet inte de första som har använt hypocaust. Oftast var det varma rökgaser eller vatten från heta källor för att varma upp bostäder eller badhus. På sommaren kunde man kyla bostaden med att låta kallt vatten flöda genom rören. Konsumentverket, golvvärme.
Centralvärme
Centralvärme är ett byggnadsuppvärmningssystem som innebär att värme från en central värmekälla fördelas till flera rum i den byggnad som ska uppvärmas. I regel är centralvärmesystem numera vattenburna. Den centrala värmekällan värmer vatten i ett ledningssystem som distribuerar värmen till radiatorerna och där överför värmen till rummen. Olja eller elektricitet har den högsta energikostnaden (2011). Värmepump kan dessutom användas för kylning på sommaren. Värmekällor kan dock användas för kylning med hjälp av absorptionskylskåp. Kall luft sjunker dock neråt. Således måste kylelement sitta i taket medan värmeelement ska sitta långt ner såsom på väggar eller allra helst som golvvärme. I den absolut enklaste och vanligaste formen används vatten som cirkulationsvätska och en värmekälla upphettar vätskan som fås att cirkulera med en pump till radiatorer. Om man använder en värmekälla som bara fungerar under vissa tidsperioder som till exempel sol eller manuell vedeldning kan en Ackumulatortank användas. Om man använder olja som cirkulationsvätska så kan högre temperaturer användas. Värmeväxlare låter vätskor fördela temperatur utan att blandas. Värmepumpar kan omvandla en stor massa av låg temperatur till en liten massa med hög temperatur. Centralvärme har funnits länge, men i de allra flesta byggnader använde man förr lokala eldstäder, i mindre byggnader traditionellt den härd där man också lagade mat. I större byggnader kaminer, kakelugnar och eldstäder som var fördelade över de olika rummen. Hypokaust var ett luftburet centralvärmesystem som uppfanns av grekerna på 200-talet f.Kr och utvecklades av romarna, och kom även att användas från medeltiden i övriga Europa, främst i kloster, slott och herrgårdar. På 1800-talet började så kallade kalorifersystem att användas, en modern variant av luftvärmesystem. Under 1800-talet utnyttjades också de ångsystem, som fanns i exempelvis sjukhus, industrier, hotell även som uppvärmningssystem. I början på 1900-talet kom vattenburna radiatorsystem att snabbt konkurrera ut dessa äldre system i Sverige. Fjärrvärme via värmeväxlare. Solfångare som förvärmning, eller i kombination med värmepump. Vind där mekanisk energi ger vätsketurbulens eller elektricitet. Gunnar Dravnieks, Hus och Härd, LT:s, 1969. Göran Stålbom, Varmt och vädrat, 2010.
Vattenburen värme
Vattenburen värme är en uppvärmningsform som sker med hjälp av varmvatten som cirkulerar i ett rörsystem till radiatorer (element), golvvärme eller värmefläktar som finns installerade i byggnaden där en uppvärmande funktion önskas. Värmekällan kan vara en olje- eller vedpanna, en värmeväxlare för fjärrvärme, bergvärme eller jordvärme, eller en elektrisk varmvattenberedare (som då brukar kallas elpanna). Vattenburen värme är ett vanligt och flexibelt centralvärme-system eftersom värmekällan för att värma vattnet kan bytas efter önskemål, i motsatt till exempelvis direktverkande elvärme. Det är på grund av detta till fördel i målet att skapa ett miljöriktigt energisystem. En nackdel med vattenburen värme är att installationskostnaden är högre än för direktverkande elvärme. Rörsystemet är försett med en cirkulationspump för att skapa ett dynamiskt tryck ( det totala trycket i systemet är också beroende av det statiska trycket)för att driva vattnet runt till alla radiatorer. Det nödvändiga dynamiska trycket i ett högflödessystem är 4 till 8 mvp (40 kPa till 80 kPa) och i ett lågflödessystem 10 till 20 kPa. Trycket visas ofta av en manometer men kan ställas in på moderna pumpar.
Värmepump
Värmepumpstillverkaren Viessmann anger COP enligt den gällande internationella standarden EN14511, ofta med en liten notis om att med EN255 (0/35°C, 10K spridning) skulle COP bli 5–6 procent högre. För luftvärmepumpar används istället värmefaktor beräknad vid 7 °C utomhustemperatur och 20 °C inomhustemperatur. Detta ger med bra teknik i värmepumpen en ganska bra värmefaktor, värmefaktor 4,5 är inte ovanligt. Skillnaden mot markvärmepumpen är att värmefaktor och värmeeffekten sjunker drastiskt med fallande utomhustemperatur. Vid -20 °C är värmefaktorn obetydligt över 1, alltså obetydligt över vad ett elelement presterar, samtidigt som värmeeffekten mer än halverats. Svenska elsystemet har inte brist på energi, däremot finns brist på effekt vid riktigt kalla dagar. Mot det problemet hjälper inte luftvärmepumpar alls, då fungerar de nästan som ett elelement. En väldimensionerad och välstyrd markvärmepump med golvvärme arbetar däremot med en värmefaktor överstigande 4 dessa kalla dagar, även med vanliga radiatorer överstiger värmefaktorn oftast 3. Moderna luft/luftvärmepumpar har dock en värmefaktor på mer än två även vid −15 °C utomhustemperatur. Värmefaktorn är helt beroende av temperaturskillnaden mellan det man tar värmen ifrån (till exempel mark eller luft) och det man avger värmen med (luft eller vatten). Med liten temperaturskillnad får man hög värmefaktor och med stor temperaturskillnad får man låg värmefaktor. Vid injustering av värmesystemet skall man alltså eftersträva så låg temperatur som möjligt i golvet eller på radiatorerna. En innegivare kopplad till markvärmepumpen hjälper till att spara energi, eftersom den effektivt bromsar värmepumpen från att trycka ut onödigt hög temperatur till exempel kalla vindstilla dagar. Den ser dessutom till att hålla jämnare temperatur i huset, något som är omöjligt med bara utegivare. Vanliga värmekällor för värmepumpar i fastigheter är berggrund, sjövatten eller luft. För större värmepumpar ämnade för till exempel fjärrvärmeproduktion kan kommunalt avloppsvatten, industriell spillvärme eller nät för fjärrkyla användas. Ofta används en elpatron i kombination med värmepumpen för de dagar då pumpen inte räcker till för att få upp tillräcklig värme. Dessutom används alltid någon form av varmvattenberedare för tappvarmvatten. För större värmepumpar ämnade för till exempel fjärrvärmeproduktion eller industrier används i huvudsak någon form av spillvärme som värmekälla. De bygger som regel på samma grundteknik som berg-, ytjord- och sjövattenvärmepumpar men i mycket större skala. Frånluftsvärmepump, den enklaste och billigaste sortens värmepump, vilken går ut på att återvinna den värme som går ut från huset via ventilationen och återför den till husets värmesystem. Uteluftvärmepump finns det två typer av, luft-vattenvärmepump och luft-luftvärmepump. Luft-luftvärmepump kallas ofta för komfortvärmepump då den kan reverseras till att fungera som luftkonditionering. Komfortvärmepumpen har, om den ärätt dimensionerad, i princip tillräcklig bra verkan för att kunna värma upp en villa på cirka 100–150 m². Men detta förutsätter i praktiken att huset har en öppen planlösning och att utetemperaturen inte faller under 20 minusgrader. Luft-vattenvärmepumpen överför värmen till det vattenburna värmesystemet i huset (det vill säga radiatorerna) men samma problem gällande utetemperaturer under 20 minusgrader. En negativ effekt är att utomhusdelen bullrar, vilket varierar olika mycket beroende på modeller och fabrikat. Ytterligare en nackdel är att uteffekten minskar när utomhustemperaturen sjunker, detta innebär att värmepumpen levererar minst effekt när den behövs som mest, i likhet med kylskåp med bakvänd effekt.
Värmesystem
Ett vattenburet värmesystem består av en produktionsenhet, till exempel en värmepanna, värmepump, solfångare, eller fjärrvärme. Värmen distribueras genom rör som distribuerar värmen till förbrukningsenheterna radiator eller golvvärme eller en aerotemper. Ett värmesystem måste ha ett expansionskärl samt alla höjdpunkter ha ventil för att lufta ur systemet fram till förbrukningsenheten. Ett slutet värmesystem är utrustat med en säkerhetsventil, som reglerar övertryck i värmesystemet som oftast är på 1,5 bar. I ett öppet system är expansionskärlet högt placerat och öppet mot atmosfärstycket. Vid vedeldning i en panna med slutet expansionskärl skall anläggningen förses med termisk temperaturbegränsare (s.k. Syr-ventil) som vid temperatur över 90 grader öppnar ventilen och kyler pannvattnet via värmeväxlare, eller släpper ut pannvatten, varvid pannan påfylls med motsvarande mängd kallt vatten och panntemperaturen sänks. Brukligt är att montera en säkerhetsventil på tappvarmvattnet om varmvattenberedaren är på en volym över 1,5 l, vatten expanderar vid uppvärmning, dessa säkerhetsventiler är på 9 bar. På varmvattenberedare brukar det droppa lite vatten ur säkerhetsventilen, detta är helt normalt. Ett värmesystem är utrustat med en cirkulationspump och en shunt som ser till att vattnet distribueras och utnyttjas bättre i systemet. I de tidigare värmesystem med till exempel en värmepanna i en källare har man utnyttjat självcirkulation, det fungerar endast till radiatorer belägna över värmepannans nivå. Varmt vatten stiger och det kallare vattnet sjunker i systemet, den här metoden är utförd med grövre diameter på rörsystemet.
Platta på mark
Här kan man jämföra med krypgrund eller källare som även dessa har olika problem med fuktskador eller problem med radon i konstruktioner. Golvvärme kan både sänka och höja husets energibehov, med en tillräckligt väl isolerad betongplatta enligt energimyndigheten sänks husets totala energibehov. Sänkningen av energibehovet bygger på att brukarna har lägre inomhustemperatur i hus med golvvärme än i hus med radiatorsystem. Vid lika inomhustemperatur åtgår mer energi med golvvärme än radiatorer, vid ett anslutet system av solpaneler som passar väl till ett lågtemperatursystem som golvvärme är, kan bostaden ha liknande temperatur som ett hus med radiatorsystem. . Hus med golvvärme med en undermåligt isolerad grund kan i en del fall förbruka mer energi än hus med radiatorsystem om dessa har en mindre isolering mellan 70 och 200 mm. Ej tillräckligt isolerade golv som saknar golvvärme kan har en sämre termisk komfort om de är belagda med hårda golv, med till exempel trägolv känns golv varmare vid samma temperatur. Vid driften av ett vattenburet golvvärmesystem som är ett lågtemperatursystem kan det vara fördelaktigt att använda solvärmepaneler som komplement för att spara energi . De tidigare betongplattor där man byggt med en minimal värmeisolering i kantbalk och under betongplattan uppstår en värmekudde under uppvärmningsperioden under byggnader, sommartid stängs ofta golvvärmen av. Här kan senare under sommarperioden uppstå en omvänd fuktvandring upp genom isoleringen mot betongplattan om det inte finns någon ångspärr. För att motverka detta läggs tillräcklig tjock isolering enligt ovan och en ångspärr, detta motverkar energiförluster totalt sett. Det förekommer att avloppsrör samt en del annan installation läggs i ett schakt utmed grunden på dess utsida för att delvis vara åtkomligt för inspektion. För att begränsa eller utesluta att det blir tjälhävning av betongplattan används till grundbotten helst materiel av bergkross och makadam. Ett tillräckligt grundläggningsdjup samt att markisoleringen även förläggs utanför grunden, vilket är särskilt viktigt vid grundens yttre hörn för att utesluta tjälhävning. Platta på mark har trots en del tidigare brister i äldre oisolerade konstruktioner kommit till användning i byggnation på senare år på grund av det fuktsäkrare sätt att utföra den moderna grunden. Det kan vara till fördel att utföra en fuktsäkerhetsprojektering i samband med projektringen av grunden till en byggnad. Fel grund kan innebära stora problem och negativa kostnader vid den framtida skötseln och ägandet av en byggnad. En grundkonstruktion ska tjäna huset eller byggnaden i hela dess livslängd, redan vid projektringen är det viktigt att konsulter och entreprenörer är införstådda med problemen och har kunskap i fuktdynamik. Den moderna värmeisolerade konstruktionen platta på mark grunden anses som radon och fuktsäker, samt även uppnår de ställda kraven för lågenergihus och passivhus. En platta på mark kan byggas radonsäker även på högriskområden med en förstyvad kantbalk av betong, under plattan läggs perforerade rör. Rören kopplas samman upp genom huset eller utanför grunden för att eventuellt anslutas till en fläkt. Ett bättre alternativ är att lägga en sk. radonduk under singelbädden, detta är nog det absolut enklaste och säkraste sättet att undvika radon i nyproduktion.
