Concepts and strategies for zero emission buildings

Transkript

1 FUTUREBUILT 2011 Conference , Drammen Concepts and strategies for zero emission buildings Igor Sartori PhD, Researcher SINTEF Byggforsk

2 Net ZEB balance Estimated/Monitored data Design data Load & Generation Delivered Energy Exported Energy Weighting Factors

3 Net ZEB balance graph weighted supply [kwh, CO 2, etc.] net zero balance line energy supply Net ZEB energy efficiency reference building weighted demand [kwh, CO 2, etc.]

4 CO 2 -utslipp gjennom livsløpet Kilde: Civitas

5 Hva må til n Energieffektiviseringsnivå på passivhus-nivå eller bedre n Spesielt redusere elektrisitetsbehovet så mye som mulig (vifter, pumper, lys, utstyr, kjøling) n Dekke resterende varmebehov med fornybar energi, som samtidig øker elbruken minst mulig! n Ha elproduserende elementer på eller nære bygget, som dekker elbehovet over året

6 Hva må til Eksempel: Kontorbygg Energibudsjett Energipost Energibehov Spesifikt energibehov 1a Romoppvarming kwh 8,1 kwh/m² 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Varmtvann (tappevann) kwh 5,0 kwh/m² 3a Vifter kwh 4,8 kwh/m² 3b Pumper 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Belysning kwh 6,3 kwh/m² 5 Teknisk utstyr kwh 15,7 kwh/m² 6a Romkjøling 0 kwh 0,0 kwh/m² 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) kwh 2,8 kwh/m² Totalt netto energibehov, sum kwh 42,6 kwh/m² Termisk: 13,1 kwh/m2år Elspesifikt: 29,5 kwh/m2år Dokumentasjon av sentrale inndata (1) Beskrivelse Verdi D Areal yttervegger [m²]: 796 < Areal tak [m²]: 1200 < Areal gulv [m²]: 1200 < Areal vinduer og ytterdører [m²]: 720 < Oppvarmet bruksareal (BRA) [m²]: 3600 < Oppvarmet luftvolum [m³]: 8748 < U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,09 < U-verdi tak [W/m²K] 0,08 < U-verdi gulv [W/m²K] 0,08 < U-verdi vinduer og ytterdører [W/m²K] 0,60 < Areal vinduer og dører delt på bruksareal [%] 20,0 < Normalisert kuldebroverdi [W/m²K]: 0,02 < Normalisert varmekapasitet [Wh/m²K] 68 < Lekkasjetall (n50) [1/h]: 0,30 < Temperaturvirkningsgr. varmegjenvinner [%]: 90 <

7 Hva må til Eksempel: Kontorbygg n Det lave varmebehovet dekkes av et enkelt men effektivt varmepumpe-sol-system, med årsvarmfaktor samlet på 4,5 n Gjenstående elektrisk behov: n El for å dekke varmebehov: 13,1/4,5 = 2,9 kwh/m2år n Elspesifikt behov: 29,5 kwh/m2år n Totalt elektrisk behov (levert): 32,4 kwh/m2år. n For et bygg på 3600 m2: kwh/m2år

8 Hva må til Eksempel: Kontorbygg n State-Of-The-Art solceller i Oslo-klima med god orientering: ~ 150 kwh/ m2år n Trenger: 778 m2 solcelleareal. n Takareal kontorbygg: 1200 m2 n Holder trolig akkurat, hvis satt med optimal helning: º.

9 Hva koster det pr. i dag: n Passivhus + på bygget: ca kr/m2 n Elbesparende teknologi: ca. 400 kr/m2 n Sol/VP anlegg: ca. 400 kr/m2 n Solceller: ca. 780 m2 x kr/m2 / 3600 m2 = kr/m2 BRA. n Totalkostnad: ca kr/m2 BRA, eller ca. 14 millioner for hele bygget. n Dette kan trolig halveres i løpet av 4-8 år

10 Utfordringen - Mismatch Output solceller Elbehov

11 Veien videre fra Passivhus til Plusshus Energibruk typisk yrkesbygg Marienlyst skole - passivhus Kjøling Teknisk utstyr Belysning Vifter og pumper Varmtvann Oppvarming Marche kontorbygg - Nullenergibygg - kwh/m2år

12 Real life eksempler: Villa Åkarp Karen Adalberg (syd-sverige) Passivhus+, 18 m2 solfangere + biopelletsovn m2 akkumulator og 32 m2 solceller.

13 Marche-kontorbygg: Zurich n 1270 m2 BRA, 50 arbeidsplasser n Passivhus+-standard n Geobasert VP n 485 m2 solceller på taket n Går i null over året n Byggekost: ca kr/ m2 eks. solceller

14 Potential Pilot Buildings in Norway

15 Ådland Bergen n Developer: ByBo AS n dwellings ( m² TFA), kindergarden, and maybe a new school n Ambitions: From Zero Emission Heating building (ZEHB), towards full ZEB. n Most likely an energy central (bio-chp), but distributed solar production (heat and electricity)

16 Seasonal variation in demand and production Annual variation thermal production Biogas CHP- Thermal Solar collectors MWh Jan Feb Mar Apr May June July Aug Sept Oct Nov Des Annual variation thermal demand MWh Space heating Hot fill machines Domestic hot water 50 0 Jan Feb Mar Apr May June July Aug Sept Oct Nov Des

17 Powerhouse, Trondheim n Office building planned as plus energy house n Alliance: Entra, Skanska, Snøhetta, Hydro and ZERO n Location: Brattørkaia (clos to the sea, windy) n Planned: 7 storey high building, ~ 7000 m² TFA

18 Powerhouse ZEB workshop 27/6

19 Forus Arena n Developer: Base property, initiated by YIT n Office buildings: 5 buildings each m² TFA n A combination of very low energy design, together with building inteagrated solar production and a local bio- CHP is evaluated n En early design phase evaluation is currently under work

20 Nordahl Bruns gate 2, Drammen n Developer( Norges Eiendom, initiated by Skanska n Existing buildings with 16 apartments in need of renovation n Total renovation and addition of another storey n ZEHB-ambitions n An architectural competition launched 27th September

21 Ta gjerne kontakt: Igor Sartori, PhD Forsker SINTEF Byggforsk Tel: Takk for oppmerksomheten!