Høyklasse leilighetskompleks med et ledenede energikonsept Matrix living i Berlin Edgar Mayer

Transkript

1 Edgar Mayer Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Høyklasse med et ledenede Null energiforbruk: Målet for bygninger fra Ekspertene arbeider for øyeblikket med en rekke idéer for å nå dette målet. Et nytt, høyverdig i Berlin tar enda et steg i retning av å oppfylle fremtidens krav. Den systematiske bruken av nyskapende energi og styringskonsepter fører til at driftskostnadene kan reduseres med så mye som 40 prosent. Det er mye her som kan glede kjøperne av disse selveierleilighetene av høy klasse: reduserte løpende kostnader betyr at det er mer penger til overs til investeringer, for eksempel for å finansiere selve eiendommen.

2 Moderne nybyggingsprosjekt med høye standarder for effektivitet og komfort Leilighetskomplekset MATRIX Living, a housing project for the future, ble oppført i hjertet av Berlin, mellom Kurfürstendamm og Volkspark Wilmersdorf, i tidsrommet mai 2009 til oktober Leilighetskomplekset består av 43 boenheter, tre attraktive næringsenheter, en kjellergarasje på 1200 m² med ventilasjon, og 800 m² friareal og grøntområde på taket. De store leilighetene (boareal: 88 til 399 m² med 3 til 9 rom) med vinduer i full høyde og romslige og private uteplasser (terrasser, balkonger eller verandaer) er utstyrt med gulvvarme, varmelementer på badet, desentralisert varmtvannsforsyning, oppvarming og kjøling av boarealet, samt ventilasjon av hvert enkelt rom med optimalisert luftsirkulasjon. I dette byggeprosjektet har prosjektutviklerne etterstrebet å anvende bærekraftige bestanddeler, siste nytt innen teknologi, og å beskytte verdifulle naturressurser. Særlig energikonseptet og bygningstjenestene er unike for et av denne størrelsen. Figur 1: MATRIX-Living er en ny femetasjes boligblokk hvor det er benyttet miljøvennlige bygningsteknologier og et nyskapende energikonsept.

3 Nyskapende teknologi sørger for en usedvanlig høy grad av energisparing Tillegget til EUs direktiv om bygningers energieffektivitet (EPBD 2010) trådte i kraft i Direktivet fastsetter at fra og med 2019 må alle nye bygninger ha et netto energiforbruk som er lik null. Det vil si at fra 2019 må nye bygninger produsere minst like mye energi som de forbruker. Det finnes enkelte i bransjen som tviler på at dette målet virkelig kan nås. Matrix Projektgesellschaft GmbH har imidlertid levert et prosjekt som så godt som oppfyller kravene i direktivet flere år før fristen går ut. Det primære energiforbruket i et, dvs. energien som ikke genereres eller gjenvinnes i bygningen, er bare 22,6 kilowattimer per kvadratmeter per år. Likevel kan vi garantere en høy grad av komfort. Det ambisiøse målet er nådd ved hjelp av intelligente nettverk med alternative og konvensjonelle oppvarmingssystemer, som styres på en slik måte at det tilføres energi til hver enkelt boenhet etter behov. Leilighetskomplekset er et perfekt eksempel på hvordan man ved hjelp av nyskapende styringsteknologi kan oppnå en uvanlig stor grad av energisparing i flerverdige installasjoner. Bak styringsteknologien og bygningsadministrasjonssystemet, som i høy grad bidrar til å realisere de krevende økologiske og økonomiske målene, står en systemløsning som er produsert av CentraLine og installert av en erfaren CentraLine-partner. Hovedpilarene i det flerverdige oppvarmingskonseptet i nettverk hos MATRIX-Living er følgende: - varmepumpeteknologi hvor oppvarmingen foregår fra luft til vann, og varmen gjenvinnes fra luften som trekkes ut - bruk av termisk solcellesystem sammen med oppvarmingssystemet - gulvvarme med kjølefunksjon til bruk om sommeren, via solcellesystemet - styrt ventilasjon - desentralisert vannforsyning

4 Solcellesystemet er en viktig del av energikonseptet, og det består av 126 strømsamlere som er plassert på taket av et. Strømsamlerne dekker et område på omtrent 300 m². Den termiske energien benyttes til oppvarming av varmtvann i bygningen, som reserve for oppvarmingssystemet og til å kjøle ned boarealene om sommeren. Et annet viktig element er den bevisste avgjørelsen om å kvitte seg med sentralstyrt ventilasjon til fordel for ventilasjon i hvert enkelt rom, samt bruk av all overskuddsvarme fra hver enkelt leilighet. Overskuddsvarmen brukes sammen med solcelleenergi for å dekke det grunnleggende oppvarmingsbehovet i et. Fem luft-til-vannvarmepumper fører overskuddsvarmen til et bufferlagringssystem. Systemet kan lagre volumer på ca liter (2 x 9000 liter solcelle + varmepumper + 2 x 3000 liter kjøling + 1 x 2500 liter hydraulisk omføring). Med et samlet energibehov på 329 kilowattimer sørger dette systemet for tilstrekkelig tilførsel av oppvarming og varmtvann, det har også en reserve av vann til kjøling. Systemet sørger for en betydelig forbedring av varmepumpenes effektivitet, og bidrar i tillegg til å kjøle ned boarealet via gulvvarme-/kjølesystemet ved å benytte overskuddsenergi fra solcellepanelet om sommeren. De fem luft-til-vann-varmepumpene har et felles fordampingssystem på 15 m², som overfører energi fra den ekstraherte luften til vannet. Luftvolumene fra uteluften ( m³/t ved ulike temperaturer), kjellergarasjen ( m³/t ved 16 C), og leilighetene ( m³/t ved en temperaturkonstant på 22 C) benyttes for å sørge for effektiv drift når det gjelder både økologi og økonomi. Ved ekstreme vintertemperaturer fungerer fjernvarme som en reserve for å håndtere topper i energiforbruket. 43 vannstasjoner som kan styres individuelt, forsyner hver enkelt leilighet med varmtvann etter behov, noe som reduserer risikoen for legionellasmitte betydelig.

5 Intelligent energistyring for hvert enkelt rom sørger for optimal luftkvalitet Hver leilighet har en PANTHER-styreenhet fra CentraLine, som regulerer ventilasjonen, og sørger for en effektiv luftsirkulasjon i hele boarealet etter behov. Styreenheten er integrert i det sentrale elektriske fordelingspanelet i bygningen. Luftstyringssystemet for inneluft styrer også bruken av all utgående varme fra hver enkelt leilighet. Avhengig av behov og luftfuktighet transporterer viftene avtrekksluften fra badet, kjøkkenet og toalettet ut av leiligheten via kanalene for avtrekksluft. Det vil på grunn av dette være et lite undertrykk i boarealet. Undertrykket fører til at frisk, filtrert luft trekkes inn gjennom luftinntakene i ytterveggen til stuen, soverommene, barnerommene og alle andre deler av boarealet. Åpninger i dørene sørger for at ventilasjonen er godt balansert mellom rom med direkte tilførsel av friskluft og innvendige rom. Dette betyr at det er en kontinuerlig sirkulasjon av frisk luft: først utenfra til boarealet, og deretter derfra til innvendige rom. Luftinntakene fungerer som vindtrykkslåser og begrenser gjennomstrømningsvolumet, og forhindrer på denne måten trekk. Figur 2: Styringssystemet for inneluft sørger for at de ulike rommene får tilført frisk luft etter behov.

6 Det behovsstyrte styringssystemet for uttrekksviftene er utstyrt med en luftfuktighet-/ temperatursensor. Dette styringssystemet justerer viftens innstillinger automatisk, avhengig av kravene til ventilasjon. Gjennomstrømningen økes eller reduseres i samsvar med den relative luftfuktigheten. Leiligheten ventileres så lite som mulig og så mye man trenger. Kontrollsystemet oppfyller ikke bare ventilasjonsbehovet på kjøkkenet og badet, men også i resten av boarealet. Dette bidrar til å forebygge problemer med fukt og råte. Den automatiske årstidsbryteren stiller viften automatisk på den laveste innstillingen om sommeren eller i mellomårstidene, og går deretter tilbake til fuktkontrollinnstillingen om vinteren. Hvert av de 440 rommene i bygningen har også en CentraLine SERVALstyringsenhet for hver enkelt rom, til oppvarming og kjøling via gulvvarme-/kjølesystemet. Denne styringsenheten er installert over himling, og sørger for en høy grad av komfort mens den samtidig reduserer energiforbruket til et minimum.

7 Varmegjenvinning ved hjelp av avtrekksluft-varmepumper Den primære energiforsyningen for oppvarming og kjøling består av solcellepaneler, varmepumper, avtrekksluftsystemet, bufferlagre og fjernvarmetilknytningen. 28 modulbaserte CentraLine LION-styringsenheter som kan programmeres av bruker, koordinerer og styrer de ulike aspektene på en effektiv måte. Styringsenhetene er installert i ets sentrale kontrollrom. Viftene for avtrekksluft er forbundet med en hovedkanal derfor slippes ikke luften ut i omgivelsene gjennom takes som den vanligvis gjør. I MATRIX-Livings blir avtrekksluften fraktet til varmepumper som genererer varmt vann til oppvarming og springvann. Følgelig er varmepumpene svært effektive (virkningsgrad 3,7 4,8), da temperaturen på avtrekksluften er mer enn 10 C i gjennomsnitt. Det er også en fordel at varmegjenvinningen er uavhengig av brukeren. Når det gjelder konvensjonelle ventilasjonssystemer med varmegjenvinning, kan brukeratferden (f.eks. åpning av vinduer om vinteren) ha en negativ innvirkning på energisparingen. Et vanlig varmvekslersystem med krysstrøm og varmegjenvinning vil reagere med å varme opp friskluften. Dette vil øke ventilasjonssystemets energiforbruk betydelig. Delete this. Når varmen derimot gjenvinnes ved hjelp av varmepumper, trekkes luften ut fra alle leilighetene. Ventilasjonsenhetene i hver enkelt leilighet kan påvirke temperaturen på avtrekksluften for all luften i luftkanalene til varmepumpene, særlig siden de innvendige rommene kjøkkenet og badet er de varmeste rommene i leiligheten.

8 Internet LON TCP/IP LON LON LON HAWK AX LION 1 LION 28 Figur 3: Nettverksoversikt for styringsteknologien. Leilighet 1 til 34 og den primære styringsenheten er alle knyttet sammen via LON, og bygningsadministrasjonssystemet via TCP/IP.

9 Individuell styring ved hjelp av berøringsskjermer En løsning som er laget spesielt for et, sørger for enkel og brukervennlig drift via spesielle berøringsskjermer. Skjermene er installert i entréen i hver enkelt leilighet. Beboerne kan bruke skjermen til å registrere og justere ønskede temperaturverdier og tidsstyringsprogrammer for kjøling eller oppvarming av hvert enkelt rom. Adgang til bygningen styres også ved hjelp av en berøringsskjerm. Brukerisolering anvendes av komponentene i CentraLineAX-systemet, for å sørge for at brukerne bare har adgang til sin egen leilighet. Hver av de 46 bo- og næringsenhetene har en HAWKintegrasjonsplattform. Bygningsadministrasjonssystemet ARENAAX i kontrollrommet bruker denne til å overvåke driften av hele systemet, inkludert de enkelte leilighetene, og til å registrere energiforbruket. Med HAWK kan beboerne styre forholdene i sin egen leilighet, og endre innstillingene eksternt via Internett. Dette gjør de ved å skrive inn IP-adressen til HAWK-integrasjonsplattformen i en nettleser, hvor de kan vise gjeldende status og endre temperaturinnstillingen.

10 Betydelig lavere oppvarmingskostnader hos MATRIX-Living Det nettverksbaserte oppvarmingskonseptet resulterer i et endelig energiforbruk dvs. netto energiforbruk på 22,6 kilowattimer per kvadratmeter per år. Sammenlignet med et med et konvensjonelt energikonsept, vil de nye eierne og leieboerne i boligblokken ha betydelig lavere oppvarmingskostnader > kwh/m 2 a Figur 4: MATRIX-Living energeffektivitetssertifikat evaluering av energiforbruket sammenlignet med juridiske bestemmelser: 1 MATRIX Living, ca. 22,6 kwh/ m 2 a, CO2-utslipp 7,5 kg/ m 2 a 2 Energisparende regulering (tysk EnEv) nybygg 100 kwh/m 2 a; 3 Delvis modernisert gammel bygning 200 kg/m 2 a kwh/m 2 a; 4 Ikke modernisert gammel bygning 430 kwh/m 2 a Med 0,22 euro per kvadratmeter per måned for oppvarming og varmt vann, er energiforbruket i MATRIX-Living-blokken bare en brøkdel av gjennomsnittet for Tyskland (se HYPERLINK service.html for mer informasjon). En gjennomsnittlig eier eller leieboer i en leilighet på 120 m 2, med et forbruk på 200 kilowattimer per år per kvadratmeter, betaler 1885 euro for oppvarming i løpet av året. I en MATRIX-Living-leilighet vil beløpet være 313 euro per år. De 1572 euroene som eieren sparer, kan gå inn i finansieringen av eiendommen.

11 Fremtidsutsikter Energieffektiviteten når det gjelder oppvarming, kjøling og varmt vann i et MATRIX-Living, vil tåle enhver sammenligning. Ekspertgruppen planlegger å bruke erfaringene de har fått gjennom utviklingen av denne eiendommen i det neste prosjektet sitt. Den neste eiendommen vil bruke enda mindre primærenergi og vil med priser fra 2200 euro per kvadratmeter boareal være overkommelig for det store markedet. Målet med å produsere like mye energi som det forbrukes i bygningen kommer hele tiden nærmere, og vil om mulig oppnås innen 2019.

12 Ekspertgruppe: Utvikler: Matrix Projektentwicklungs GmbH, Berlin Arkitekter: Wiewiorra Hopp Architekten, Berlin Huskonstruksjon Büro Karsten Kosubek, Velten Programmering, installasjon og ferdigstilling av styringssystem: CentraLine partner Industrie-Elektronik Brandenburg Styringsteknologi, bygningsadministrasjonssystemer, feltenheter: CentraLine Solcellepaneler: Solarfocus fra Steyr, Østerrike Varmepumper: ITEC GmbH KÖNIG-Wärmepumpen, Elsterwerda Ferskvannsstasjoner: PAW, Hameln Romventilasjon: Lunos, Berlin HVAC: WOLF Anlagen-Technik GmbH & Co. KG, Geisenfeld Arge Matrix (SHT Torgau / EAN Elektro Petzold / Öko Rein / IEB) Planleggingsprogramvare: linear Gesellschaft für konstruktives Design mbh, Aachen

13 Kilder: 1. MATRIX-Livings webområde: Energy comparison for cross-flow heat exchanger in air duct (KWL) with heat recovery to air/water heat pumps, Babelsberger Strasse Berlin Wilmersdorf housing complex, forfatter: Karsten Kosubeck 3. BV Babelsberger Straße, Berlin description of ventilation technology, forfatter: Andreas Schulz, BSC Eng 4. Pressemelding fra König-Wärmepumpen, forfatter: Manfred Kuhnle 5. MATRIX-Living in Berlin, an apartment complex of the future, forfatter: Ralf Herrmann Industrieelektronik Brandenburg 6. Mieterbunds webområde:

14 Bildekilder: Fig. 1 og 4: MATRIX-Living Fig. 2: Lunos Fig. 3: CentraLine Redaksjonelle kontaktpersoner: Ansel & Möllers GmbH Nina Henkel, Simone Setka König-Karl-Straße 10 D Stuttgart, Tyskland Telefon: / ; Faks: -25 E-post: n.henkel@anselmoellers.de Hvis du ønsker mer informasjon om energisparing i bygninger, kan du besøke Her kan du lese og laste ned detaljerte tekniske artikler som er skrevet av eksperter hos CentraLine. Du finner mer informasjon om CentraLine samt kontaktopplysninger på CentraLine Honeywell GmbH Böblinger Straße 17 D Schönaich Tyskland