Rapport Skisseprosjekt - Status «klimasats» og strategi videre.

Transkript

1 [Bildetekst] Rapport Skisseprosjekt - Status «klimasats» og strategi videre. Oppdrag Atrå Ungdomsskole og flerbrukshus. Prosjekt nr Kunde Tinn Kommune, 3661 Rjukan Sted, dato Revisjon Opprettet av Arne Førland-Larsen / Ulrike Bär LINK arkitektur AS / Besøksadresse: Kirkegata 4, 0153 Oslo / Postadresse: Postboks 383 Sentrum, 0102 Oslo T / E oslo@linkarkitektur.no / W / Org. nr: /9

2 Revisjoner Revisjon Dato Kommentar Utført Kontrollert Godkjent 1 Skisseprosjekt Skisseprosjekt [Dato] [Tekst] [Dato] [Dato] [Dato] 4 [Dato] [Tekst] [Dato] [Dato] [Dato] 2/9

3 Innholdsfortegnelse Revisjoner 2 Innledning 4 Miljømålsetninger for prosjektet 4 Formål med notatet 4 Sammenfatning 4 Prosjekt status 5 Lavt klimagassutslipp for materialer 5 Lavt klimagassutslipp fra drift, lav reell energibruk og lave driftskostnader i samlet livsløp 6 Godt inneklima et sunt og helsefremmende bygg 9 Tekst, skisser, design, illustrasjoner, fotografier og grafiske elementer i dette dokumentet er beskyttet av opphavsrett tilhørende LINK arkitektur AS eller andre. Kopiering, distribusjon, endring, bearbeidelse eller annen bruk kan ikke skje uten samtykke fra LINK arkitektur AS eller annen opphavsrettshaver. 3/9

4 Innledning Miljømålsetninger for prosjektet Tinn kommune v. kommunestyret har vedtatt utbygging av ny ungdomsskole på Atrå i samsvar med vedtak i gjeldende Økonomiplan Det er en overordnet målsetting at bygget skal utvikles med fokus på lavt klimagassutslipp, kostnadseffektive løsninger, godt inneklima, lavt reelt energibruk i drift og at det designes med forenklede tekniske systemer så langt det er mulig. Delmålsetting 1 Lavt klimagassutslipp for materialer Det er en delmålsetting at bygget har lavt klimagassutslipp, gjennom valg av materiale med lavt klimagassutslipp. Prosjektet har en målsetning om å redusere klimagassutslipp totalt, fra materialbruk og energibruk med minimum 30 %, i relasjon til referanse undervisningsbygg på Det skal utføres klimagassregnskap i forprosjektet og ved ferdig bygg. Valg av materialer og løsninger med lang levetid og lavt vedlikeholdsbehov vektlegges, og materialene skal kunne benyttes på en ressurseffektiv måte ved livsløpets slutt. Delmålsetting 2 Lave driftskostnader i samlet livsløp Det er en delmålsetting at bygget har lavest mulige driftskostnad i samlet livsløp. Lave driftskostnad kan nås med forenklede tekniske systemer, lavt reelt energibruk og robuste materialvalg med lave vedlikeholds kostnader. Passive systemer for ventilasjon, oppvarming og kjøling skal benyttes, så lang det er mulig i kombinasjon med tradisjonelle ventilasjonsprinsipper. Delmålsetting 3 Lavt klimagassutslipp fra drift og lavt reelt energibruk Energimålsetninger for prosjektet: Prosjektet har en målsetning om et beregnet energibruk som tilsvarer krav til lavenergibygg etter NS3751. Prosjektet skal ha et levert totalt energibruk på ca. 75 kwh/m 2 år. Delmålsetting 4 Godt inneklima et sunt og helsefremmende bygg Det er et mål at bygget har et godt inneklima, gode dagslysforhold og at det velges lave eller svært lavemitterende byggematerialer, med svært lav avgassing til innemiljøet. Bygg som har systemer som gir brukeren mulighet for å påvirke egne omgivelser og inneklima har generelt mer fornøyde brukere. Det er derfor en målsetning at bygget og de tekniske systemene gir mulighet for brukerkontroll så langt dette er mulig. Spesielt bør det være åpningsbare vinduer som brukeren har mulighet for å åpne manuelt eller mekanisk. Formål med notatet Notat beskriver status ved avsluttet skisseprosjekt og gir føringer for prosess og sentrale valg i det videre forprosjekt, detaljprosjekt og under bygging. Sammenfatning Lavt klimagassutslipp for et bygg eller bebyggelse dokumenteres og nås vanligvis (Future Built-definisjon) gjennom å redusere klimagassutslipp: 1. Å redusere materialbruk i bygget. 2. Å redusere stasjonær energibruk til drift av bygget. 3. Å redusere energibruk til transport til og fra bygget. Punkt 1 og 2 kan påvirkes gjennom byggets design, mens punkt 3 i hovedsak kan påvirkes gjennom valgt lokalisering av bygget, og ved å påvirke å legge til rette for lavutslippstransport til og fra bygget. For prosjektets skissefase er det særlig konstruksjonsprinsipp, bygningsform, byggets fasader og byggets orientering på tomten som påvirker byggets samlede klimagassutslipp. I de følgende faser skal dette suppleres med krav til spesifikke løsninger for konstruksjoner, komplementerende bygningsdeler og spesifikke materialvalg. Det foreliggende prosjekt har optimert byggets form og tilrettelagt for at bygget kan utføres med to alternative bærekonstruksjoner: beton og stål/massivtre. Videre er det gitt føringer, kriterier og spesifikke krav til klimagassutslipp fra komplementerende bygningsdeler og materialer. Spesifikasjoner og krav er tenkt å brukes som føringer for valg i det videre designet. 4/9

5 Endelig er det gjennomført energiberegning av bygget med det foreliggende design, og det er gitt anbefalinger til teknisk løsning på ventilasjon og energiforsyning. Den anbefalte løsning vil gi en samlet klimagassreduksjon på stasjonær energibruk på ca. 50%, og et reelt energibruk på ca. 75 kwh/m 2 år. Med de valgte designgrep, og med anbefalinger for det videre design, vurderes det at bygget kan nå målsetningen på minimum 30% reduksjon av klimagassutslipp sammenlignet med et tilpasset referansebygg. Det foreslås at referanseprosjekt utarbeides etter metoden beskrevet i notat «Future Built og klimagassregnskap.no» utarbeidet av Civitas Det foreslås videre at referansen baseres på et tilpasset referansebygg utviklet med utgangspunkt i IFC model og Bionova LCAoneclick eller tilsvarende. Prosjekt status Lavt klimagassutslipp for materialer Avsnittene under beskriver status og sentrale designgrep ved avslutting av skisseprosjekt. Det gis forslag til strategi og føringer for designvalg i de videre faser, og det beskrives de sentrale designvalg som må besluttes i den følgende forprosjektfase. Status Der er ved avslutningen av skisseprosjekt ikke utarbeidet samlet klimagassregnskap for prosjektet. Det er gjennomført en vurdering av ulike strategier for materialvalg og krav til konstruksjoner som kan sikre at målsetningen nås. Videre er det ikke utarbeidet referansebygg for målsetning om 30% reduksjon av klimagassutslipp. Det er viktig at referanse etableres tidlig i forprosjekt for at denne aktivt kan brukes i prosjekteringen. Det foreslås at referanseprosjekt utarbeides etter metoden beskrevet i notat «Future Built og klimagassregnskap.no» utarbeidet av Civitas Det foreslås videre at referanse baseres på et tilpasset referansebygg utviklet med utgangspunkt i IFC model og Bionova LCAoneclick eller tilsvarende. I skisseprosjekt er muligheter for reduksjon av klimagassutslipp vurdert og innarbeidet ved å legge til rette for design- og materialvalg som kan sikre en reduksjon i klimagassutslipp på minimum 30%. Sentrale grep for å nå lavt klimagassutslipp er: 1. Å redusere mengden av materialbruk i til bygget. 2. Å velge materialer med lavt klimagassutslipp. 3. Å velge lokale materialer med kort transportavstand til byggeplass. 4. Å velge materialer med lang levetid. 5. Å velge resirkulerte materialer eller direkte ombruk. I skisseprosjektfasen er designet gjennomført med hovedfokus på pkt 1 «å redusere mengden av materialbruk i til bygget». Det er videre identifisert og beskrevet sentrale valg som kan og bør vurderes i den følgende forprosjektfase. Følgende grep er gjort i skisseprosjektfasen for å sikre at bygget kan nå målsetning til redusert klimagassutslipp på 30%: Kompakt bygningskropp og enkel bygningsgeometri, betyr reduserte materialmengder til yttervegger, gulv mot grunn og tak. Arealeffektive løsninger i bygget, betyr reduserte materialmengder til yttervegger, gulv mot grunn og tak. Optimert vindusareal til ca. 20% av BRA. Vindusareal er valgt på nivå som erfaringsmessig tilfredsstiller krav til godt dagslys, og samtidig krav til energibruk og inneklima. Vindusareal kan optimeres videre i forprosjekt, og inneklima og dagslys skal dokumenteres. Bygget er tilrettelagt for bærekonstruksjon helt eller delvis i massivtre. Erfaringer fra tilsvarende prosjekter viser at dette kan redusere klimagassutslippet fra bærekonstruksjonen med opptil 40%. Erfaringer fra prosjekter i Trondheim viser også at bærekonstruksjon i massivtre kan være konkurransedyktig på investeringskostnad /referanse Prosjektutvikler Mona Åsgård Trondheim eiendom utbygging/. Strategi og sentrale aktiviteter for videre designprosess Som beskrevet over er det ennå ikke definert og satt opp referansebygg for Atrå ungdomsskole. Det er derfor beskrevet muligheter som kan og skal innarbeides i det videre design i forprosjektet. 5/9

6 Generelle designgrep i videre design Det velges materialer med dokumentert (EPD eller Svanemerket) lave klimagassutslipp. Det velges lokale materialer for å redusere klimagassutslipp fra transport. Alle materialer vurderes kvalitativt med bruk av «Grønn Materialguide Veileder i miljøriktig materialvalg, versjon 2.0», kort VMM. Det velges materialer med dokumentert lang levetid Det velges konstruksjoner og materialer som legger til rette for resirkulering eller ombruk. Det stilles krav til materialer som tilfredsstiller «Veileder for anskaffelser av miljøvennlige byggematerialer» kort VAMB. VAMB har tre ulike nivåer for klassifisering av klimagassutslipp, beste nordiske-, høyt- og godt- ambisjonsnivå. Anbefalte designgrep for konstruksjoner, komplementerende bygningsdeler og materialer Kantbjelke Lavkarbonbetong, VAMB nivå «Beste nordiske» C30, C35 og C45, med 200, 220 og 240 kg_co 2_ekv/m 3. Dokumentert med EPD. Gulv på grunn Armering, VAMB nivå beste nordiske høyt > 95% resirkulering. Dokumentert med EPD. Isolasjon mot grunn i skumglass, alternativ et materiale med utslipp på samme nivå < 10 kg_co 2_ekv/m 2. Dokumentert med EPD. Betong, VAMB nivå «Beste nordiske» C30, med 200 kg_co 2_ekv/m 3. Dokumentert med EPD. Armering, VAMB nivå beste nordiske høyt > 95 resirkulering. Dokumentert med EPD. Overflater, 20-50% pusset betong, 50-75% linoleum og 5-10% fliser. Bærekonstruksjon. Konstruksjonsprinsipper må utredes og besluttes i forprosjekt Alternativ 1 betong. Lavkarbonbetong, VAMB nivå «Beste nordiske» C30, C35 og C45, med 200, 220 og 240 kg_co 2_ekv/m 3. Dokumentert med EPD. Alternativ 2 Stål/massivtre. 80% resirkulert stål i bærekonstruksjon, massive CLT dekker. Dokumentert med EPD. Vinduer, VAMB nivå «Beste nordiske eller Høyt» 2,5 kg_co2_ekv/kg vindu, eller for høyt nivå krav til EPD. Dokumentert med EPD. Utvendig kledning. Dokumentert med EPD. Tak, Utslipp < 100 kg_co2_ekv/m 2. Dokumentert med EPD. Innvendige bygningsplater, VAMB nivå «Beste nordiske eller Høyt» < 3,0 kg_co 2-ekv/m 2 eller < 0,3 kg_co 2-ekv/kg plate. Dokumentert med EPD. Gulvbelegg. Dokumentert med EPD. Lavt klimagassutslipp fra drift, lav reell energibruk og lave driftskostnader i samlet livsløp Avsnittene under beskriver status og sentrale designgrep ved avslutting av skisse prosjekt. Det gis forslag til strategi og føringer for designvalg i de videre faser, og det beskrives de sentrale designvalg som må besluttes i den følgende forprosjektfase. Klimagassberegninger for energibruk i drift over byggets levetid er basert på energiberegninger gjort for bygget datert Bygget skal tilfredsstille krav til levert reelt energibruk på ca. 75 kwh/m 2 år. Energibruk for referansebygget er beregnet etter anbefalingene i «Regneregler klimagassberegninger i FutureBuilt», og det er lagt til grunn energibruk tilsvarende et bygg prosjektert i henhold til krav i TEK17 (energiregler 2016). I henhold til dette er det forutsatt at referansebyggets energibehov dekkes 60% med varmepumpe, 40% med elkjel, og at kjøling er 100% egenprodusert. 6/9

7 Tabell 1 Klimagassutslipp og levert energi for referansebygg og prosjektert bygg Referansebygg Prosjektert bygg Reduksjon Samlet Utslipp el Energibruk Utslipp Utslipp per Samlet Samlet Energibruk Energibruk Utslipp Utslipp per systemfaktofaktofaktor system- system- Netto 60 år areal og år Netto Levert 60 år areal og år Klimagassregnskapp Klimagassregn- Energipost gr CO2 ekv /kwh kwh/m2 år Tonn CO2 ekv kg CO2 ekv /m 2 år skapp Levert energi kwh/m2 år kwh/m2 år Tonn CO2 ekv kg CO2 ekv /m 2 år % Oppvarming (Elkjell) 0, , ,30 Oppvarming (VP) 2,25 Oppvarming (Biokjell) 2), 4) og 5) 19 0,75 0,86 38,2 41,6 84 0,73 83 % Kjøling (eventuelt) 2, ,9 28 0,25 2,45 2,45 4,7 1,3 27 0,24 4 % El spesifik 1) , , ,04 28 % Samlet 109, ,56 83, ,00 48 % Noter /Merknader 1 Utslippsfaktor for el 123 gr CO2 ekv/kwh Referanse "Regneregler for klimagassberegninger i Future Built Bygg og områder" Future Built Utslippsfaktor biokjell 19 gr CO2 ekv/kwh Referanse "Regneregler for klimagassberegninger i Future Built Bygg og områder" Future Built Det er forutsatt at det er 100 fyring med flis på Atrå Nærvarmesentral 3 Samlet areal for bygget 1922 m 2 4 Energibruk klimagassregnskap er beregnet med standardiserte verdier fra NS3031. Levertenergi er beregnet med standardiserte verdier fra NS For sytsemeffektfaktor "levert energi" er det foruttsat at energibruk oppvarming er fra fjernvarme fra Atrå Nærvarme Status Dagslystilgang til undervisningsrom er optimert. Dette nås ved å velge geometrier (så lang det er mulig) på undervisningsrom som gir en fasadelengde som er minst lik eller større enn romdybde, og ved å velge glassandel på 20-24% av gulvarealet. Med denne løsningen kan naturlig dagslys erstatte elektrisk belysning i mer enn 50% av undervisningstiden. Dagslysstyring vil med et effektivt belysningssystem (lavt LENI tall) trolig ha dårlig kostnytteverdi. For å forenkle styringen foreslår vi derfor at dagslysdimming erstattes av en av/ på styring etter tilstedeværelse, og at bruker aktivt skal slå på systemet når det ikke er tilstrekkelig med dagslys. Vi foreslår at det som en del av forprosjektet utarbeides et konsept for bygningsintegrert ventilasjon. En mulig løsning er, at ventilasjon utføres som en hybridløsning, som kombinerer balansert mekanisk ventilasjon med brukerstyrt eller automatiske vinduer. Prinsippet kan være en kombinasjon av ventilasjon med innblåsingshimling og ventilasjon med vindu. Prinsippet er vist i figurer under. 7/9

8 Figur 1 Forslag til ventilasjon prinsipp for Atrå ungdomsskole Løsningen som foreslås er utført på Romsdal VGS. Det er gjennomført LCC-vurderinger av prinsippet som del av prosjekteringen av Romsdal VGS, og beregninger viser at konseptet har lik til lavere samlet LCC-kostnad sammenlignet med tradisjonell systemhimling og ventilasjon gjennom ventiler i himling. Mad automatiske vindu for nattekjøling og eventuell bruk i driftstiden, kan systemet sikre tilfredsstillende indeklima uten bruk av aktiv kjøling. Det samme kan nås ved bruk av balansert ventilasjon til nattekjøling, men da med et økt energibruk til viftedrift. Systemet kan kombineres med manuelle eller automatiske vinduer. Strategien skal velges i samarbeid med byggets brukere. Prinsippet har nådd målsetning om lave investeringskostnader, reelt energibruk på maks 70 kwh/m2 år (i første driftsår), svært bra inneklima med svært lavt lydnivå fra ventilasjon. Løsningen vil derfor være en kostnadseffektiv løsning som svarer opp både krav til energi og inneklima, samt krav til økonomisk-, sosial- og miljømessig bærekraft. LINK Arkitektur har gjennomført mulighetsstudier for en videre utvikling av konseptet fra Romsdal VGS på ny videregående skole i Ørsta. Utredningen viser, sammen med foreløpige driftserfaringer fra Romsdals VGS, at det er potensiale for å redusere energibruk ytterlige uten ekstra investeringskostnader. Strategi og forslag til sentrale design valg i den videre designprosess Tabell under viser sentrale forutsetninger for energisimuleringer, som skal tas med i det videre design for å nå den ønskede klimagassreduksjon på stasjonær energibruk. 8/9

9 Tabell 2 Sentral forutsetninger for energieffektivitet, energiforsyning, og design for tekniske systemer Energikvalitet for referanseprosjekt og prosjektert bygg Energikvalitet for Atrå Skole Prosjektert TEK 17 Passivhus Merknader (målseting 75 kwh/m2 år) bygg Referanse Energikvalitet bygg systemer U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,19 0,19 0,19 U-verdi tak [W/m²K] 0,13 0,18 0,13 U-verdi gulv [W/m²K] 0,2 0,2 0,2 Ekvivalent U-verdi 0,15 W/m 2 K U-verdi vinduer og ytterdører [W/m²K] 0,8 1 0,8 Areal vinduer og dører delt på bruksareal [%] 20,5 20,5 20,5 Normalisert kuldebroverdi [W/m²K]: 0,05 0,09 0,05 Kuldebroverdi på 0,05 kan nås med bærekronstruksjon i beton. For massiv tre vil det trolig kunne nås en lavere verdi. Lekkasjetall (n50) [1/h]: Energikvalitet tekniske systemer Temperaturvirkningsgr. varmegjenvinner [%]: Spesifikk vifteeffekt (SFP) [kw/m³/s]: 1,5 2 1,5 Luftmengde mekanisk balansert ventilasjon i drift [m³/hm²] Luftmengde mekanisk balansert ventilasjon i utenom drift [m³/hm²] Ventilasjonsprinsipp Balansert ventilasjon Balansert ventilasjon Balansert ventilasjon Det er foreløpig lagt inn tradisjonell løsning med balansert ventilasjon. Tilluft kan være gjennom himling (Prinsipp Romsdal VGS), eller alternativ med tradisjonell løsning med tillluftventiler. Begge løsninger vil kunne tilfredsstille energimålsetning på maks 75 kwh/m 2 år. Systemeffektfaktor kjøling: 2,45 2,45 Effektiv nattekjøling kan fjerne behov for 2,45 kjøling. Natekjøling med hybrid ventilasjon vil ha lavest drifts energibruk. Systemvirkningsgrad oppvarmingsanlegg: 0,75 2,25 0,86 COP varmepumpe 2,55 VP dekning oppvarming ventilasjon + radiatorer 0,6 VP dekning oppvarming tappevann 0,6 Varmetilskudd belysning i driftstiden [W/m²] ,5 Varmetilskudd utstyr i driftstiden [W/m²] Godt inneklima et sunt og helsefremmende bygg Avsnittene under beskriver status og sentrale designgrep ved avslutning av skisseprosjekt. Det gis forslag til strategi og føringer for designvalg i de videre faser, og det beskrives de sentrale designvalg som må besluttes i den følgende forprosjektfase. Status og strategi videre i forprosjektfasen Fasader er designet utfra hensyn til å nå tilfredsstillende dagslys, uten at dette går på kompromiss med godt inneklima. Der er på nåværende tidspunkt ikke gjennomført dokumenterende inneklimasimuleringer med den valgte fasade og den valgte tekniske løsning. Innemiljø og helse er en integrert del av designet i alle LINKs forprosjekt prosjektering. Interne ressurser fra LINK Team Bærekraft benyttes i integrerte designprosesser der kontekst, funksjon, bygg/ fasader og tekniske systemer optimeres i en samlet helhet. Med dette sikres at miljø-, sosiale- og økonomiske bærekraftmål optimeres i en samlet helhet. Det brukes felles beregningsmodell for optimering av inneklima, dagslys, daglysautonomi og reelt energibruk. For å sikre rett funksjon skal det i forprosjekt utarbeides detaljerte funksjonsbeskrivelser for sentrale tekniske systemer. Inneklimasimuleringer blir gjennomført i starten av forprosjekt, samtidig med daglysdokumentasjon av kritiske rom. ECO productguide brukes til dokumentasjon av lave emisjoner fra byggematerialer. 9/9