11 UNIVERSITETET I AGDER

Transkript

1 11 UNIVERSITETET I AGDER UGLAND ENTREPREN0R Alternative energieffektive lesnlnqer i kontorbygg Av Martin Besen Eide, Leif Andre Jerstad Veileder: Magne Mikal Vaqe Prosjektrapport for, Vfuen 2012 Fakultet for teknologi og realfag Universitetet i Agder Grimstad, 28 mai 2012

2 Forord "Alternative energieffektive lesninqer i kontorbygg" er en rapport skrevet som bacheloroppgave i faget for inqenlerfaq, elektro: fornybar energi ved Universitetet i Agder, Grimstad, Malet med bacheloroppgaven er a gi studenter muligheten til a fordype seg i et spesifikt fagfelt og lcere hvordan forskningsrapporter skal presenteres. Prosjektets oppgavestiller er J.B. Ugland Eiendom AS via sitt datterselskap J.B. Ugland Entreprener AS. Oppgaven tar utgangspunkt i deres nybygg "JBU-bygget", som er reist i Teknologiparken i Grimstad ved adresse Terje l.evasvei 1. Bygget er tenkt a vcere kontor/nceringsbygg, og har et fokus pa fleksibilitet, energieffektivitet og rnilje. Vi ensker a rette en stor takk til Helge Nilsen, Prosjektleder/Daglig Leder i J.B. Ugland Entreprener AS, for hjelp til utvikling av bacheloroppgaven og tilliten til a gi oss tilgang til bygningens prosjekthotell, hvor vital informasjon til oppgaven ble hentet. En stor takk rettes oqsa til John Sigve Helleren, Prosjekteringsleder/Prosjektutvikler i J.B. Ugland Entreprener AS, for rask og utfyllende assistanse med aile vare spersmal og henvendelser. Vi setter oqsa stor pris pa at vi har fatt vcere med pa leererlke befaringer, slik at vi har fatt sett i praksis hvordan lesninqene i bygningen innteres og fungerer. Vi ensker oqsa a takke universitetslektor Magne Mikal Vage ved Universitetet i Agder for hans hjelp som veileder. Vi setter stor pris pa all hjelpen vi har fatt i de ukentlige rnetene og at vi alltid har blitt tatt godt imot med tips og forslag nar vi har mett opp ved kontoret. Grimstad 28. Mai 2012 Martin Basen Eide Leif Andre Jerstad 2

3 Sammendrag Energieffektivisering er i dag et viktig element ved oppfcrinq av nye bygg. Nye forskrifter og ekt fokus pa klimaet gj0r at stadig flere ensker a bygge og leie energieffektive kontorbygg. Vi har valgt a se pa forskjellige lesninqer for energieffektivisering av kontorbygg. Dette har vi gjort ved a vurdere forskjellige lesninqer mot hverandre. Vurderingene er i stor grad gjort pa grunnlag av energiforbruk, men praktiske hensyn er oqsa tatt. Aile lesninqer er vurdert opp mot valgte lesninqer i J.B. Ugland Eiendom AS sitt nye bygg i Terje Levasvei 1. Dette er et bygg under oppferinq og J.B. Ugland Entreprener AS, som er totalentreprener pa prosjektet, har strenge energi- og klimakrav til byggeprosessen og det ferdige bygget. Hovedpunktene vi har valgt a se pa er bygningsmasse, ventilasjon, oppvarming, solskjerming og belysning. Under bygningsmasse har vi sett pa fordeler og ulemper ved bruk av betong som bygningsmateriale, og konkluderer med at det er store rnlljobonuser a hente ved a utnytte betongen til sitt fulle potensiale. Under ventilasjon og oppvarming har vi sett pa styrkene til de forskjellige lesninqene for a velge noe som passer byggets formal. Vi har konkludert med at utnyttelse av vannbaren varme er en selvfelqe nar fjernvarmesentralen ligger sa neer, og at selv om stralevarrne virker som en mer energieffektiv lasnlnq totalt sett, gj0r tilluftsbaflene at bygget blir mer fleksibelt, og at man kan bytte mei10m cellekontorer og landskap uten a qjere endringer i oppvarmingssystemet. Nar det gjelder solskjerming har vi simulert forskjellige lesnlnqer for a se hvordan dette pavirker makstemperaturen og energibruk ved oppvarming og nedkjelinq. Resultatene viste at solavskjermende vinduer har lavest energikrav, lavest makstemperatur og enklest vedlikehold. Under belysning sa vi pa hvor mye energi som kan spares ved a velge miljariktiqe lesninqer, som LED-Iys og reguleringssystemer for Iyssparing. Vi har oqsa foretatt en energimerking ved hjelp av informasjon hentet fra byggets prosjekthotell, der resultatet viste bygget som et godt B-bygg. Vare simulerte resultater viste seg a stemme godt overens med de prosjekterte resultatene til J.B. Ugland Entreprener AS og Svein Olssons resultater, som foretok energimerkingen pa vegne av Siv. Ing. 0ivind B. Berntsen AS. 3

4 Innhold Forord 2 Sammendrag 3 1 Innledning Problemdefinisjon Forutsetninger og begrensninger Litteraturstudie Rapportstruktur J. B. Ugland AS Terje t.evasvei SIMIEN 11 2 Energimerking Energi- og oppvarmingskarakter Energiattest Energimerke, Terje Levasvei Bygningsmasse Tungt bygg Betong som byggemateriale Termisk treghet Betong og klimagasser Effekter av tung termisk masse Optimalisering av termisk masse Diskusjon 20 4 Ventilasjon og oppvarming Termisk komfort Teorien bak beregning av termisk komfort Beregning av termisk komfort Oppvarming ved stralevarrne Hvordan fungerer oppvarming ved stralevarrne? Plassering av varmepaneler Blir hele rommet varmet opp? Nar ber ikke takvarme benyttes? Soneoppvarming Oppvarming ved konveksjonsvarme Varm luft, kaldt rom? Luftspredning Vannbaren varme Tilluftsbafler Valgt Iesninq i Terje t.evasvei

5 4.8 Diskusjon 27 5 Solavskjerming Solavskjermende vinduer Screen/Persienner Markiser Diskusjon 32 6 Belysning Lysstyring LED Simulering Diskusjon 36 7 Konklusjon 37 Referanser 39 Vedlegg.40 A Beregninger og betingelser, SIMIEN 40 B Energimerking 43 C Solavskjerming.47 D Belysning 49 E Plantegning, Terje l.evasvei 1 51 F Prosjektplan 52 5

6 1 Innledning I et samarbeid med J.B. Ugland Entreprener AS har vi utarbeidet et bachelorprosjekt som tar utgangspunkt i deres nye kontorbygg, JBU-bygget, som er opptert i Teknologiparken i Grimstad. Oppgaven gar ut pa a ta for seg de sterste valgene som er gjort under planlegging av bygget og sette dem opp mot alternativene. Det vii bli gitt en innf0ring i de forskjellige temaene og fordeler og ulemper ved de forskjellige lesninqene vii bli diskutert. Ved hjelp av sirnulerinqsverktay vii energidifferansen mel10m losninqene bli belyst og diskutert. Andre hensyn vii bli tau med i diskusjonen, som ekonomi og diverse lesninqer som viser seg praktiske ut fra byggets formal. Malet med oppgaven er a fa en oversikt over viktighetsgraden hvilke punkter som gir en mulighet til a effektivisere energibruken. av valgene som er tatt og 1.1 Problemdefinisjon Deloppgave: Delrnal: Notater: Deloppgave: Delmal: Notater: Energimerking Malet med energimerkingsdelen av oppgaven er a gi innblikk i hvordan et bygg energimerkes. Det gis en innf0ring i hva som kreves for de forskjellige energi- og oppvarmingskarakterene, hva en energirapport bestar av og hvem som kan energimerke bygninger. Vi har tidligere erfaring med konseptet energimerking fra vart prosjektarbeid "Passivhus i Froland" fra ENE224 Energi og Klima, men dette er terste gang vi energimerker pa egen hand. Energimerkingen har vi gjort via sirnulerinqsverkteyet SIMIEN, og aile tall og verdier er enten hentet fra John Sigve Helleren hos J.B. Ugland Entreprener AS eller egne utregninger med tall tau fra prosjekthotellet. Bygningsmasse Malet med denne delen av oppgaven er a vise fordelene og ulempene ved bruk av betong som bygningsmasse. Vi har tatt hensyn til rnl'joaspektene ved produksjon av betong og hvordan karbonatisering bidrar til gjenopptakelse av CO2 gjennom betongens livslep. Det qjennornqas hvordan man optimaliserer betongens egenskaper for best mulig a utnytte de termiske egenskapene som gj0r at man kan spare energi til oppvarming og kjelinq. Vi sa opprinnelig for oss en sammenlikning i energibruk mel10mtunge og lette bygg der vi sammenliknet forskjellige bygningsmaterialer, men grunnet tidsbegrensninger holdt vi oss til en innferinq i materialet som ble brukt i referansebygget. Deloppgave: Ventilasjon og oppvarming Delmal: Denne delen av oppgaven innledes med termisk komfort, hvilke faktorer som spiller inn og hvordan man kan beregne seg frem til en representerende tallverdi. Vi gar sa i dybden pa stralevarrne og konveksjonsvarme med deres fordeler og ulemper satt opp mot hverandre. Malet med denne delen er a vise hvilke styrker som ligger i de forskjellige rnatene a varme opp et bygg, og viser 6

7 at det er ikke alltid en universal lesnlnq og man rna vurdere hvert byggs formal. Notater: Deloppgave: Delrnal: Notater: Deloppgave: Delrnal: Notater: I denne delen av oppgaven har vi fatt mye hjelp fra Dag Thomsen, daglig leder for KlimaSystem AS, leverander av ventilasjonslrosningene i TLV1. Solavskjerming Malet med denne deloppgaven var a beskrive forskjellene ved de forskjellige typer solavskjerming. Vi gar over hver types fordeler og ulemper fer vi sammenlikner energibruken i bygget nar den valgte lrosningen benyttes med energibruken under de alternative lrosningene. Vi ville vise hvor stor grad solskjermingen pavirker energibruken. Vi ville oqsa belyse andre faktorer vi har vanskelig for a simulere, som kostnader ved rens og vedlikehold. Belysning Selv om belysningens energibruk er last til en fast verdi ved energimerking i TEK10 tok vi med denne deloppgaven for a belyse hvor mye energi som faktisk kan spares pa riktig valg av belysning og styresystemer. Vi ville oqsa vise at planlegging av belysning kan fore til spart energi ved a benytte Iyskilder med forskjellig styrke ut fra plasse ring og formal. 1.2 Forutsetninger og begrensninger I deloppgaven energimerking har vi gjort yare egne beregninger ut fra informasjon hentet fra prosjekthotellet til Terje l.evasvei 1. Detaljerte forutsetninger og begrensninger for simulering samt egne utregninger finnes i vedlegg A. I kapittelet rundt bygningsmasse skulle vi egentlig se pa energiforskjellen mellom tunge og lette bygg, men vi matte kutte kapittelet ned til kun fordeler og ulemper rundt betong som bygningsmasse grunnet tidsmangel. Dersom referansebygget skulle blitt fort opp som et lettbygg ville simuleringene ikke VCErtpresise, ettersom flere av avqjerelsene som ble tatt baserer seg pa hva som er best for et tungt bygg. Ventilasjonskapittelet skulle inkludert informasjon om KlimaTak fra YiT, som var hovedalternativet til tilluftsbaflene som er installert i bygget. Dette kunne dessverre ikke inkluderes grunnet manglende informasjon om produktet fra YiT og at selskapet ikke svarte pa henvendelsene Yare. I kapittelet som solavskjerming har vi begrenset oss til solavskjermingstypene som kan simuleres ved hjelp av SIMIEN. Det ber nevnes at vi simulerte med SIMI ENs egne parametere, mens man kan fa kjept de forskjellige produktene med varierende solfaktor, noe som kan fore til andre resultater. Resultatet i simuleringene vii oqsa VCErepavirket av at vi har opptert hele den store buede fasaden som nordvendt i simuleringene, noe som vii Iere til mer solenergi mot den vinduskledde fasaden enn i virkeligheten. Deloppgaven rundt belysning gjror simuleringer basert pa leftene til produsenter. I det beste tilfellet som blir simulert er besparingen pa 75 %, noe som vi baserte pa Glamox og Phillips sine letter om % energibesparelse. 7

8 1.3 Litteraturstudie Informasjonen vi har brukt i denne oppgaven baserer seg i hovedsak pa informasjon vi har fatt fra tre personer som har veert sterkt involverte i bygningsprosjektet. John Sigve Helleren [1] har som prosjekteringsleder oversikt over produktinformasjon og hvorfor den enkelte 10sning er blitt foretrukket. Dag Thomsen [2] har som daglig leder i KlimaSystem AS lang fartstid i ventilasjonsbransjen og vet hvilke produkter som anbefales for hvert enkelt bygg. Svein Olsson [3] har som radqiver hos Siv. Ing. 0ivind B. Berntsen AS fungert som WS- og enerqiradqiver under byggeprosessen og var ansvarlig for energimerking av TLV1. Vi har arbeidet videre med utgangspunkt i denne informasjonen og hentet spesifikasjoner fra produsentene av produktene som er benyttet i byggingen av TL V1 for a fa best mulig simuleringsgrunnlag. Utsagn fra produsenter og bransjeforeninger er blitt sjekket opp mot referanser for a unnga qrunnlese pastander. 1.4 Rapportstruktur Vi har valgt a dele opp rapportens hovedtemaer i egne kapitler. Hvert kapittel starter med en introduksjon av temaet, fer det f01ges opp med en informasjonsdel der fordeler og ulemper ved forskjellige lesninqer presenteres. Kapitlene avsluttes med en presentasjon av valgt lesnlnq, og en diskusjon der vi prover a fastsla hvilken lesninq som er mest energieffektiv, og hvilken lesninq som er mest praktisk i forhold til referansebyggets planer og formal. Prosjekteringsleder John Sigve Helleren hos J.B. Ugland Entreprener AS vii bidra med sine syn pa valgene som er blitt tatt. Vi vii oqsa inkludere nekkeltall fra forskjellige simulerte lesnlnqer for a gi et inntrykk av effektforskjellen mel10mlesnlnqene. Konklusjonen er satt som et eget kapittel der vi oppsummerer hovedpunktene fra diskusjonene til hovedtemaene. Alt av beregninger vi har gjort ut fra plantegninger til sirnulerinqsforrnal og fullstendige simuleringsrapporter vii f01ge som vedlegg. 1.5 J. B. Ugland AS Om J.B. Ugland Eiendom AS og J.B. Ugland Entreprener AS: "J.B. Ugland Eiendom AS eier og utvikler eiendornsportefeljen til J.B. Ugland-gruppen. Med sine m2 utqjer Serlandets Teknologipark i Grimstad en betydelig del av eiendomsmassen. Vi har erfaring og kompetanse innen utvikling, bygging, utleie, forvaltning og drift av eiendom, og har som mal a bidra til by- og stedsutvikling. Ved hjelp av kapital, kompetanse og langsiktighet skal vi utvikle regionen videre. Selskapet har betydelig aktivitet, og har etablert egen entreprenervirksomhet. Av sterre prosjekter vi star bak, kan nevnes utvikling og bygging av Universitetet i Agders Campus Grimstad, hvor vi som landets ferste, private akter har bygget et universitetsbygg etter OPS-modell." [4] "J.B. Ugland Entreprener AS skal ivareta entreprenervirksornheten i J.B. Ugland konsernet, og er et datterselskap til J.B. Ugland Eiendom AS. Vi vii veere aktive i aile faser av et prosjekt - fra utvikling til prosjektering og qjennornfarinq. J.B. Ugland Entreprener AS skal bygge for J.B. Ugland Eiendom AS og selskapets samarbeidspartnere. I var strategi ligger det klare ferinqer om at selskapet pa sikt skal ut i det apne markedet og konkurrere om oppdrag." [4] J.B. Ugland konsernet har et stort fokus pa milj0, og har klare mal om energieffektivitet til ferdig bygg. "For aile prosjekter formuleres det presise rnlljernal, som evalueres under veis i prosjektet og i forhold til maloppnaelse ved avslutning." [4] Deres klare fokus pa energieffektivitet har gjort at deres bygg i Terje l.evasvei 1, har veert et godt referansepunkt i 8

9 yare simuleringer og vurderinger av lesninqer for energieffektivisering av kontorbygg. I yare samtaler med prosjekteringsleder John Sigve Helleren har vi oqsa fatt god innsikt i bakgrunnen for de forskjellige valgene de har gjort i byggeprosessen av Terje t.evasvei 1, som har hjulpet oss til a fa mest mulig noyaktiqhet i yare simuleringer. UGLAND ENTREPREN0R Figur J.B. Ugland Entreprener AS star bak plan legging en av Terje l.evasvei 1. [1) 1.6 Terje Levasvei 1 Terje l.evasvei 1 (TLV1) er i vart prosjekt valgt som referansebygg, og vi tar i aile simuleringer utgangspunkt i valgte lesninqer ifra dette bygget. TLV1 blir bygget av J.B. Ugland Entreprener AS, for J.B. Ugland Eiendom AS. Byggets formal er i hovedsak a vcere et kontorbygg, men det er muligheter for nceringsbruk i ferste etasje. Gulvet i terste etasje er forsterket med mulighet for treningssenter dersom en akter sku lie finne dette aktuelt. Underetasjen skal romme Johan Benad Uglands private bilsamling og fungere som et rnetesenter, [1] 9

10 I forkant av prosjektet ble det satt strenge mal for energi og rnllje, bade under byggeprosessen og etter. Folqende er de konkrete rnalene satt i forkant av prosjektet. [4] Milj0mal for prosjektet o Vi skal ha fokus pa rniljeriktiq prosjektering. o Vi skal ha en sorteringsgrad for avfall i byggefasen pa min. 80 %. o Vi skal ikke produsere mer enn 169 tonn avfall i byggefasen, dvs. maks. 18 kg prom2ferdig bygg. o Bygget skal ha et enerqirnal pa maks. 100 kwh/m2 proar. o Bygget skal ha miljavennliq oppvarming. J.B. Ugland Entreprener AS bygger for fremtiden Til enerqimalet pa 100 kwh/m2 pro ar, kommenteres at dette tilsvarer et godt B-bygg for kontorforrnal «126 kwh/m2). For a oppna dette, legges det vekt pa valg av konstruksjoner i ytterskall med god isolasjonsevne og tetthet, samt at det velges gode enerqilesninqer for tekniske anlegg: [4] o Samlet glass-, vindus- og derareal godt under 20 % av oppvarmet bruksareal. o Vinduer og glassfasader med U<0,7, solfaktor 0,21. o Yttervegger (betongelementer) med U<0,17 W/m2K (tung konstruksjon, termisk lagring). o Tak med U<0,11 o Lufttetthet 1,5 luftvekslinger protime (strengere krav ned mot 0,5 vurderes). o Min. 80 % varmegjenvinning pa ventilasjonsanlegg. o Vannbasert oppvarming og kj0ling. o Varmebehovet dekkes i sin helhet av fjernvarme fra Agder Energis varmesentral. 10

11 1.7 SIMIEN SIMIEN er et simuleringsprogram utviklet av ProgramByggerne ANS, og brukes til a simulere energimessige forhold i et bygg. For a bruke SIMIEN trenger man bare a fore inn data for byggets konstruksjon, ventilasjon, oppvarming, kj01ing og driftstider. Man kan da fa ut resultater vedrerende energibruk, dimensjonert effektbehov for oppvarmings- og kjoleanleqq og fa opplysninger om inneklima. Simuleringene kan gj0res over et helt ar for og finne energibruk, eller man kan kjere vinter- og sommersimuleringer for enkelt a finne dimensjonerende effekt for oppvarmings- og kjeleanleqq. Resultatet blir raskt beregnet og fremvist i et eget dokument med oversiktlige tabeller og grafer. SIMIEN kan oqsa brukes til a energimerke et bygg. Fremgangsmaten er lik som for simulering av energibruk, men SIMIEN vii automatisk rette seg etter NS3031 som er standard for beregning av bygningers energiytelse. Resultatet far man ut i.xml, som enkelt kan lastes opp pa for gyldig energimerking. Dette rna for yrkesbygg gj0res av personer med godkjent kompetansekrav. [5] 11

12 EideJJerstad, 2 Energimerking Norges Vassdrags- og Energidirektorat (NVE) vedtok i desember 2009 forskrifter om energimerking av boliger og bygninger og energivurdering av tekniske anlegg. Resultatet av disse forskriftene ble et karaktersystem der bygninger vurderes ut fra energieffektiviteten i forhold til andre bygninger av samme klasse og i hvor stor del energien i bygget som kommer fra elektrisitet og fossile brensler. Fra og med 1. januar 2010 rna aile bygninger som leies ut eller selges energimerkes, samt aile bygninger over 1000 m2. Det er selgerjutleier som er ansvarlig for a energimerke bygget. Energiattesten skal veers synlig pa et sentralt sted i bygget, og etter en energiattest er utstedt er den gyldig i 10 ar. Energimerket skal vcere en del av rnarkedsferinqen av bygget og i prospektet ved salg. lfelqe NVE skal energimerking kun qjeres av eksperter, og det anbefales a ettersperre dokumentasjon pa relevant kompetanse. Enova nevner f01gende som kompetansekrav til eksperter ved energimerking av yrkesbygg: [6] Byggteknisk og energifaglig inqenlerkornpetanse pa bachelorniva. Minimum to ars praksis med energivurdering av bygninger ved tekniske anlegg. For energimerking av nye bygg og boliger kreves fagopplcering som tilsvarer kravene til ansvarlig prosjekterende. God kunnskap i bruk av siste versjon av NS3031 "Beregning av bygningers energiytelse - metode og data." Vi benyttet oss av simuleringsprogrammet SIMIEN i var energimerking. 2.1 Energi- og oppvarmingskarakter Oppvarmingskarakter (andelel og fossillj Figur Et eksempel pa hvordan energi- og oppvarmingskarakteren kan beskrives. [7] Skjemaet viser hvordan energimerkingen er fordelt. Karakteren er todelt - en bokstavkarakter som angir energikarakteren og en fargekode som angir oppvarmingskarakteren. Energikarakteren angir hvor energieffektiv bygningen er pa skalaen fra A til G, der A er det beste. If01ge NVE er karakterene A og B reservert for bygninger som tilfredsstiller kravene for lavenergi- og passivhus - bygninger som klarer langt strengere krav 12

13 enn hva byggeforskriftene tilsier. Karakterene C og D vii norma It bli tildelt bygninger som fclqer byggeforskriftene fra 2007, mens E, Fog G gar vanligvis til bygninger som f01ger eldre og mindre strenge forskrifter. [7] Oppvarmingskarakteren beskrives gjennom et fargesystem, og angir hvor stor andel av oppvarmingsenergien som stammer fra elektrisk og fossil energi. Det ber merkes at ved beregning av prosentandel tas det ikke hensyn til energikildenes systemvirkningsgrad, sa man vii ikke oppleve fratrekk dersom systemvirkningsgraden er under 1. Grenn: Under 30 % Lysegmnn: 30 % - 47,5 % Gul: 47,5 % - 65 % Oransje: 65 % - 82,5 % Rl2Jd: Over 82,5 % Enova gir f01gende eksempler pa oppvarmingskarakterer: [6] Grenn: Vannbaren oppvarming basert pa biobrenselkjel, med elektrisitet som spisslast Lysegmnt: Fjernvarme Gult: Luft-til-Iuft varmepumpe og lukket vedovn kombinert med direkte elektrisk oppvarming Redt: Kun elektrisk eller oljefyring Man kan angi energimerkingen pa en enklere mate ved kun a benytte seg av et hus med energikarakteren i, der fargen pa huset indikerer oppvarmingskarakteren. Eksempler pa dette illustreres ved figur 2.2. Figur Energikarakter kan beskrives enkelt ved hjelp av husfarge for oppvarmingskarakter for energikarakter. [6] og bokstavkarakter 2.2 Energiattest En energiattest skal inneholde f0lgende: [7] Energimerke Adresse, postnummer og sted Leilighetsnummer, grunnummer, bruksnummer, seksjonsnummer, festenummer, bygningsnummer, bolignummer og merkenummer. Dato 8ygningsansvarlig og person som har uttert energimerking NVE anbefaler a inkludere utfyllende informasjon ved enkelte typer bygninger. Dette gjelder for: [7] a) Nreringsbygg med kjelanlegg eller kj01eanlegg - inkluder hvorvidt anlegget er energivurdert eller ikke. b) 8ygninger som er merket med eksternt energiberegningsprogram - inkluder hvilket program som er benyttet. c) Leiligheter - inkluder karakterer for bygningen som helhet. d) 8ygninger med kjelanlegg som er eldre enn 15 ar - inkluder energivurdering av varmeanlegget. 13

14 e) Bygninger hvor det er qjennomfert energivurdering av tekniske anlegg - inkluder egen energivurdering for anlegget og hvilke tiltak som ble anbefalt for a redusere energibruket. Annen type informasjon som kan inkluderes i en energiattest er: [7] Boligdata som er grunnlaget for energimerket. Eksempler inkluderer areal, oppvarmet areal, type oppvarming og liknende. Det er eiers ansvar at dataene er korrekte. Mulige forbedringer for boligen, hvilke tiltak som kan gi boligen et bedre energimerke. Tips om gode vaner som kan redusere energibruken. Gjennomsnittlig energiforbruk for boligen de siste tre arene. 2.3 Energimerke, Terje Levasvei 1 I var energiattest til TLV1 har vi som tidligere nevnt tatt utgangspunkt i oppgitte data og egne beregninger. Trykktesting var derimot ikke qjennornfert innen levering av denne oppgaven, og vi har derfor laget tre forskjellige energiattester. Vi har etter enske fra john Sigve Helleren simulert bygget med luftskifte pa henholdsvis 1,5 (TEK10), 1,0 og 0,8. I aile andre simuleringer har vi tatt utgangspunkt i luftskifte pa 0,8, da dette har veert rnalverdien under planlegging av bygget. Aile tre luftskiftene ferer til samme energimerke, og som figur 2.3 viser har dette bygget en god oppvarmingskarakter og kvalifiserer til energikarakteren B. «126 kwh/m2) Energikarakter ENERGIMERKE A < 84 kwh/m' I L I 1 I J I.1. I L _ I I I I I I I I I I I I B < 126 kwh/m' ~ : ~ I I L _ I I I I I C < 168 kwh/m' ~ : ~ ~ ~ I I I I I 1 I I I I I I I I I I I I I D < 215 kwh/rn' : ~ ~ I I I I I I I I I I E < 263 kwh/m' ~ : ~ ~ ~ I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I F < 395 kwh/rn' ~ : ~ ~ ~ I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I G => 395 kwh/m ~ : ~ ~ ~ I I I I I I I I I I >= 82.5 % < si5 % < 65'.0 % < 4i5 % Figur Energimerke for Terje L0VaS vei 1 if01ge yare simuleringer. < 30'.0 % Andel fassil/e1. oppvarrning 14

15 Ta be II 2, 1 - E nergl'forbruk ve d forsk' qeii' Ig Iu ftskift 1 eta II' Luftskiftetall (N50) Forbruk, lokalt klima Forbruk, normalisert klima 0,80ms/h 83 kwh/ml 93 kwh/ml t.o oms/h 84 kwh/ml 95 kwh/ml 1,50ms/h 87 kwh/m2 99 kwh/m2 I tabell 2,1 ser vi at energiforbruket ved 0,8 oms/h ligger, for lokalt klima, lavere enn kravet til energikarakter A. Bygget kvalifiserer allikevel kun til karakter B, da det er forbruk i normalisert klima som skal benyttes ved energimerking, Normalisert klima er if01ge NS 3031 satt til Oslo. Dette er gjort for at kravet til utbyggere skal vcere likt over heie landet, uavhengig av lokalt klima, Vi ser oqsa av tabell 2.1 at energiforbruket for aile de tre luftskiftealternativene Ugland Entreprener AS sine muiemal om et forbruk under 100 kwh/m2, innfrir J,B. Hele energirapporten fra SIMIEN ligger vedlagt som vedlegg B. 15

16 3 Bygningsmasse I lepet av et norrnalar vii 82 TWh benyttes til oppvarming og drift av bygninger i Norge. Dette utgj0r 38 % av det totale landbaserte energibruket, og betyr at opphold i og bruk av bygg er samfunnets sterste kilde til klimagassutslipp. Etter a ha fatt et inntrykk om hvor mye energi som brukes til bygninger, er det kanskje lettere a forsta hvorfor byggenceringen blir satt under et voksende press for a utvikle mater a drive ned energibruket i bygninger. [1] En av de sterste faktorene som spiller inn i en bygnings energibudsjett er hvilket byggemateriale som blir benyttet. En ekende trend blant byggherrer er a velge tunge bygg, der betong spiller en stor rolle. 3.1 Tungt bygg Hovedfordelen til tunge bygg er den varmelagrende effekten. Arkitekt og byggforsker hos SINTEF, Tommy Kleiven, beskriver utildekt betong som en "varmesvamp" som "suger til seg" uensket varme om dagen og lagrer den til kvelden kommer. I kj0lige sommernetter vii svampen "vris opp" ved a gi overskuddsvarme fra seg til kald natteluft som kommer fra apne vinduer eller ventilasjonskanaler, sa betongen vii veers klar til a ta opp varme pa nytt neste morgen. Pa denne maten mener Kleiven at det gar an a qjere kjeleanleqq og dets hoye energiforbruk mye mindre eller helt overfladiqe i kontorbygg sa lenge man optimaliserer bygget for betongens egenskaper. [8] Betong som byggemateriale Betong er et tradisjonelt, forutsigbart og utprevd byggemateriale som brukes i bceresystem, gulv og dekker, innvendige vegger og fasader. Det er sveert formbart i tillegg til a vcere robust og sterkt, men sett fra et perspektiv som fokuserer pa energi og milj0 er det betongens evne til a fungere som et varmemagasin som star frem som den sterste fordelen. Nar vi sier at betongen fungerer som et varmemagasin, mener vi dette som en fellesnevner for flere store fordeler for rnilje og energieffektivitet. [9] Betong utnytter passiv solvarme ved a holde pa varmeenergien, og reduserer dermed behovet for oppvarming i den kalde delen av doqnet. Bruk av betong reduserer behovet for energi til oppvarming med inntil 15 % og kj01ing med inntil 25 %. Den varmelagrende effekten til betongen jevner ut temperaturvariasjonene i bygget gjennom deqnet, Ved a kombinere den termiske tregheten til betong med ventilasjon om natten kan man unnqa behov for kj01ing om dagen i somrnerhalvaret. Ettersom betong holder bedre pa varmen, vii lavtemperaturvarme og kjolekilder som berg- og jordvarmepumper utnyttes bedre. Ved a redusere energibruk til kj01ing og oppvarming vii man redusere utslipp av CO Termisk treghet Nar vi sier at betong har en viss termisk treghet, mener vi at byggematerialet tar lengre vare pa varmen. Temperaturen i et bygg med tung termisk masse vii ikke f01ge utetemperaturens svingninger i like stor grad som et bygg av lette byggematerialer. Et eksempel pa dette finner vi i figur 3.1, som beskriver simuleringsresultater av temperaturforlep mel10mutetemperatur, en tung konstruksjon med eksponert termisk masse og en standard lett konstruksjon. [10] 16

17 Figur Endringer i utetemperatur samt innetemperatur i tunge og lette bygg. [10] 18 Figuren viser hvordan romluftstemperaturen i den lette konstruksjonen (qrenn graf) svinger mel10m 17 DC og 32 DC, mens temperaturen i den tunge konstruksjonen (red graf) kun svinger mel10m22 DCog 26 DCi den samme tidsperioden. Utetemperaturen (bla graf) svinger mel10m 13 DCog 27 DC. Stabiliteten som oppstar som f01ge av den termiske tregheten ferer til at bade oppvarmings- og kjelebehovet er lavest for den tunge konstruksjonen. Et stabilt termisk klima eker oqsa den termiske komforten, som er essensielt for trivsel og produktivitet. [10] Betong og klimagasser Hovedbekymringen ved bruk av betong som byggemateriale er mengden CO2 som blir frigjort under produksjon. Dette blir rettferdiggjort i et tungt byggs lavere behov for varme og kjelinq, og energisparingen fra disse punktene ferer tillavere utslipp av klimagasser. lfelqe rapporten til Hacker et al. (2006) [11] vii innsparingen av energibehov kunne kompensere for utslippet av CO2 fra produksjonen av byggematerialene i lcpet av 11 ar, sa lenge den tunge termiske massen er eksponert og kan absorbere solenergien tilneerrnet optimalt. Resten av byggets levetid (fra ar) vii milj0gevinsten bare eke. Energisparing er et godt argument, men betong far oqsa hjelp fra naturen med a ta opp igjen store deler av klimagassene fra produksjonen under sitt livslep ved hjelp av fenomenet karbonatisering. Dette er en naturlig kjemisk prosess som oppstar nar CO2 i luften reagerer med kalsiumet i sementen og danner kalsiumkarbonat (CaC03). Det positive med denne reaksjonen er opptaket av CO2 fra luften, men ulempen er at reaksjonen forarsaker p+l-nlvaet i betongen til a synke. Nar pl-l-nivaet synker forsvinner den beskyttende oksidfilmen rundt arrnerinqsstalet i betongen, noe som apner for korrosjon. Dette ferer til lavere levetid i betongbygg, og kan utqjere en sikkerhetsrisiko dersom man ikke holder oversikt over korrosjonsnivaet i arrnerlnqsstalet. [12] Karbonatisering er et av mange eksempler pa hvordan betong fungerer best nar betongen er eksponert mot omgivelsene, da effekten fungerer best pa eksponerte flater. Dette er en egenskap som utnyttes optimalt gjennom nordiske gjenvinningsregler, der kondemnerte betongbygg knuses og benyttes i veikonstruksjon. Pa denne rnaten far man utnyttet betongen videre til noe samfunnsnyttig etter den har gjort sin jobb som bygningsmasse. Ved 17

18 a knuse betongen og la den ligge eksponert med stor overflate pa denne rnaten far man oqsa utnyttet karbonatiseringseffekten maksimalt. If01ge Nordic Innovation (2006) [13] vii optimalisering av karbonatisering hos betong kunne fere til at nesten all CO2 fra produksjon kan gjenopptas over 100 ar. Figur 3.2 viser hvordan karbonatiseringsprosenten eker drastisk nar man knuser betongen og apner for en sterre overflate. -e C1) II) ':.:J to c 0..0._,! Ar Figur Diagram over karbonatisering av belong over tid. Den gmnne delen viser betongen som bygningsmasse, og vi kan se hvordan karbonatisering flater ut nar de eksponerte flatene blir mettede. Ved a knuse betongen og eksponere den gjennom veiarbeid apner vi opp for sterre inntak av C02. [13] Effekter av tung termisk masse En studie uttort ved Universitetet i Tampere i Finland [14] som omhandlet egenskapene til termisk masse konkluderte med felqende resultater: Termisk masse kan redusere oppvarmingsbehovet med inntil 15 %, med en gjennomsnittlig besparing pa 10 % i Nord-Europa, sammenlignet med tilsvarende bygg i lette materialer. Det reduserte oppvarmingsbehovet kan variere sterkt ut fra bygningskategori. Dersom man ikke benytter mekanisk kj01ing pa sommeren, er effekten av tunge byggematerialers varmelagrende egenskaper best. Under ellers like forhold har man funnet at den heyeste innetemperaturen i et tungt bygg er 3-6 grader lavere enn i tilsvarende bygg i lette materialer. Nattventilering kombinert med termisk masse i kontorbygg kan redusere eller eliminere bruken av mekanisk kjolinq. Reduksjon av kielebehovet opp mot 50 % er ikke urealistisk. Avhengig av lokale klimatiske forhold kan kombinasjonen av h0y termisk masse og god isolasjon i en enebolig redusere energibehovet med opp mot 20 % sammenlignet med et tilsvarende hus i lette materialer. En norsk studie uttert av Tor Helge Dokka (2005) [12] tok for seg energieffektiviteten om sommeren i et familiehus med nattventilasjon, der simuleringen baserte seg pa klimadata fra Oslo og ble uttert i et program for dynamiske energiberegninger. Simuleringen satt tung mot lett bygningsmasse opp mot hverandre. Resultatene viste at det tunge familiehuset hadde 7 % lavere oppvarmingsbehov sammenlignet med det tilsvarende bygget i lett materialer og at den termiske massen samtidig bedret det termiske inneklimaet Optimalisering av termisk masse Til na har det kun VCBrtfordeler om bygg med tung termisk masse. Ulempene ligger i hvor mye plan legging som kreves og hvor god utfcrelsen rna VCBrefor a utnytte potensialet til den tunge bygningsmassen. 18

19 En tommelfingerregel fra Betongelementforeningen [9] er at den termiske massen rna veers synlig for a veere effektiv. Det er oqsa viktig a isolere riktig med sakalte sandwichvegger mot fasader. De bestar, som vi kan se av figur 3.3, av et indre lag av betong, et isolerende lag i midten og en ytre betongfasade. Den indre delen av konstruksjonen vii samarbeide med rommet innenfor og fungere som et varmebatteri. I gulv og pa grunnplan anbefales det at isolasjonen ligger under betongdekket. '; k,,.~-'.., I to ~".:. ' -,',.. ~.,. t ~ Betongelementforeningen [9] hevder oqsa at betongens varmelagrende evne fungerer best i bygg hvor det er en syklus med temperaturforandringer gjennom dcqnet, som for eksempel skoler og kontorbygg. I denne type bygg sammenfaller utetemperaturen og aktivltetsnlvaet, og den termiske tregheten hjelper til med a redusere temperaturtoppene og utsette kjelebehovet i bygget. Nar man far utsatt klelebehovet til kvelden kan man ta bruk av den svale uteluften til a klele ned bygget gjennom naturlig ventilasjon, som illustrert ved figur 3.4. Figur Vi ser hvordan bygget kan nedkjeles ved hjelp av naturlig ventilasjon utenfor kontortid. [10] 19

20 I forhold hvor temperaturen er stabilt lav eller hey i lange perioder blir effekten av den termiske massen mindre, og det kan veers nedvendiq med aktiv oppvarming. Dette kan integreres i bygningsmassen ved a legge rer i betongen der man har mulighet til a fere oppvarmet vann eller luft i lav hastighet. Betongens heye varmeledningsevne hjelper til med a fore varmeenergien fra luften eller vannet ut i rommet. Den samme teknikken kan oqsa utnyttes for a transportere overskuddsvarme fra rom med heye intern laster, for eksempel serverrom. 3.2 Diskusjon Fordelene med a benytte seg av betong som tung bygningsmasse er mange, men for a utnytte betongens fulle potensiale kreves mye planlegging og god kommunikasjon under byggeprosessen. Det er viktig a isolere riktig, og betongen ber eksponeres sa mye som mulig for a kunne utnytte den termiske tregheten betongen innehar. Dette eker ogsa karbonatiseringseffekten, der karbondioksid tas opp i bygningsmassen. Opptaket av karbondioksid er positivt for rniljcet, men fcrer til korrosjon av arrnerinqsstalet og reduserer byggets levetid. Det er derfor viktig a ha kontroll over tilstanden til armerinqsstalet slik at bygget kan kondemneres fer korrosjonen tar overhand. Et godt regelverk rundt resirkulering bidrar til a ta tilbake klimagassene som ble sluppet ut under produksjon. Den termiske effekten bidrar til a redusere behovet for oppvarming og kjlzlling,og slik vi ser det vii det lenne seg bade ekonornisk og rniljernessiq a velge betong som bygningsmateriale sa lenge forutsetningene ligger til rette. J.B. Ugland Entreprener AS har valgt a benytte prefabrikerte betongelementer for JBUbygget i Terje l.evasvei 1. Fasadene er uttert med beerende sandwich-elementer med en samlet tykkelse pa 480 mm. Yttervangen er av 80 mm sort betong med tilslag av Larvikitt som slipes og poleres pa utvendig side. Mellomsjiktet bestar av 330 mm Neopor (heyverdiq isolasjon), og innervangen av 70 mm gra betong, klar for sparkling og maling pa innvendig side. Innervangen er den beerende delen av sandwich-elementet, og har forsterkningssoner i aile randsoner og langs utsparinger. I forsterkningssonene er da isolasjonstykkelsen litt mindre. Aile elernentskjeter isoleres og fuges tette bade pa innvendig og utvendig side. Gjennomsnittlig U-verdi er 0,15 W/m2K, og da er oqsa kuldebroer i randsoner, elementskjeter, dekkekanter etc. medregnet! Muligheten til a benytte seg av prefabrikerte lesnlnqer qjer at man sparer tid, arbeid og reduserer avfallsproduksjonen. [1] IflZllgeJohn Sigve Helleren hos J.B. Ugland Entreprenor AS, fait valget pa betongelementer for a oppna et estetisk pent og vedlikeholdsfritt bygg kombinert med en energieffektiv fasade. Konstruksjonen har sveert god isolasjonsevne og tetthet, og sam men med den termiske lagringseffekten betongen har, bidrar dette til at bygningen krever mindre energi til oppvarming og kjlzlling.[1] 20

21 4 Ventilasjon og oppvarming Ventilasjon og temperaturregulering er begge viktig deler av et inneklima, og det er derfor viktig at de er dimensjonert riktig slik at brukere av bygget far en best mulig opplevelse av bygget. Ventilasjonen serqer for a frakte frisk luft inn i bygget, og frakter forurenset luft ut. Dette er viktig for a holde kvaliteten pa inneluften pa et akseptabelt niva. Ventilasjon er oqsa viktig for a unnga et for stort overskudd av fukt. Fukt kan pa sikt skade bygget, og det kan fore til dannelse av muggsopp som kan vcere helseskadelig. Oppvarming er viktig for a serqe for at temperaturen i bygget ikke blir for lavt. Det kan pavirke humor og helse til brukerne av bygget, og kan pa sikt Iere tillav produktivitet. 4.1 Termisk komfort Under planlegging av kontorbygg er termisk komfort noe av det viktigste man rna ta hensyn til. En ukomfortabel ansatt presterer darliqere enn en komfortabel ansatt, og over tid vii mangelen pa produktivitet komme til a koste mer enn hva det ville gjort a hoide et bedre termisk milje pa arbeidsplassen. Nar en person er termisk komfortabel, mener vi at den personen feler seg i termisk likevekt. Det vii verken fetes for varmt eller for kaldt, og det er ingen uensket oppvarming eller avkjellnq som for eksempel trekk i nakken eller et alt for varmt gulv. Vi har tidligere nevnt konveksjonsvarme og stralevarrne som de to hovedpunktene ved oppvarming. Det er oqsa hovedsakelig disse som pavirker menneskets kornfortfelelse og varmebalanse. Konveksjonsvarmen merkes direkte pa kroppen via varmeoverfarinq fra omgivende luft til hud og lunger, mens stralevarrnen pavirker kroppen ved a reflekteres av omgivende flater. Disse to typene varmeveksling er stort sett like ved lave lufthastigheter, men nar lufthastigheten overstiger ca. 0,1 m/s vii den konvektive varrneoverferinqen eke kraftig. Dersom mennesket blir for varmt og begynner a svette, vii det avgis en betydelig mengde varme i form av fasetransformering. Nar man er termisk komfortabel vii svetteproduksjonen derimot veert sveert liten, og den lille fuktigheten som avgis via huden regnes inn i den konvektivt avgitte varmen. [15] Teorien bak beregning av termisk komfort I tillegg til lufttemperaturen og overflatetemperaturen blir oqsa kornfortnivaet avgjort av lufthastigheten, luftfuktigheten, mengden aktivitet og hvilke kleer personene i rnlljeet har pa seg. Aktiviteten som avgj0r hvor mye varme som genereres i kroppen, uttrykkes i enheten met (metabolisme, 1 met = 58 W/m2). Menneskets aktivitetsgrad inne varierer normalt fra 0,8 met nar man sover, opp til 7 met ved hardt fysisk arbeid. Vanlig verdi ved normalt kontorarbeid sies a veere mel10m1,1 og 2,2 met. Aktlvitetsnlvaet en enkelt person har ved et gitt arbeid vii variere ut fra individuelle faktorer som alder, kroppsvekt, kjonn med mer. Hvilke kleer man har pa seg er et mal pa varmeisoleringen av kroppen, og uttrykkes i enheten clo (1 clo = 0,155 DC m2/w). Denne maleenheten varierer fra 0 clo naken, til ca. 3 clo nedpakket i tykt senqetey. Man regner vanlig pakledninq inne til a ligge mel10m 0,7 og 1,2 clo. [15] Luftfuktigheten vii pavirke kroppen ved mengden fuktighet som fordamper fra hud og slimhinner. Jo terrere luft, desto sterre mengde fuktighet vii bli avgitt via hud og slimhinner. Ved planlegging av romtemperatur er det apent for litt variasjon mel10m konveksjonsvarme og stralevarrne. Dersom man eker andelen stralevarme slik at flatene i rommet blir varmere vii kroppen naturlig kompensere ved a eke konvektiv varmeavgivelse til en kaldere romluft. 21

22 Dette betyr at det er mulig a ha en lavere romtemperatur ved bruk av stralevarrne sammenlignet konvensjonell konveksjonsvarme og samtidig oppna termisk komfort. [15] Ved beregninger pa termisk komfort er det normalt a ta utgangspunkt i arbeidet gjort av professor P.O. Fanger der store grupper mennesker ble utsatt for forskjellige klirnapavirkninqer. Resultatene viste at flertallet reagerte pa endringene i inneklimaet pa en likeartet mate, og ved a gj0re beregninger ut fra metabolisme, eksternt arbeid, pakledninq, temperaturer og lufthastighet er det mulig a regne seg frem til en PMV-indeks (Predicted Mean Vote), altsa en verdi som beskriver graden av komfort statistisk sett ut fra en sterre gruppe mennesker. Videre kan man bruke PMV-indeksen til a beregne en PPD-indeks (Predicted Percentage of Dissatisfied) som angir hvor stor del av en sterre gruppe mennesker som finner et bestemt inneklima utilfredsstillende. Noe man kan legge merke til er at if01ge formelen er best mulig resultat en PPD lik 5 %, altsa vii det alltid VCBre5 % som er misforneyd uansett hvordan inneklimaet sku lie VCBre. [15] Beregning av termisk komfort Disse formlene brukes jevnt i slmulerinqsverktay som SIMIEN og TeknoSim, og beskriver den termiske komforten i et gitt inneklima enkelt som en malbar variabel. Utregningen gj0res ved hjelp av felqende formler: [15] PMV = (0,303 * e-o,0036m + 0,028)[(M - W) - 3,05 * 103 {5733-6,99(M - W) - Pal - 0,42{(M - W) - 58,15} - 1,7 * 10-5 * M( Pa) - 0,0014M(34 - ta) - 3,96 * 10-8 fel{(tel + 273)4 - (tr + 273)4} - fel he (tel - ta)] der: tel = 35, (M - W) - 0,155Icl [3,96 * 10-8fel {(tel + 273)4 - tr + 273)4} - fel he (tel - ta)] h _ {2,38(tel - ta)o,25, 2,38(tel - ta)o,25 > 12,1(vr)O,5 e - 12,1(vr)o,5, 2,38(tel - ta)o,2s < 12,1(vr)O,S t. - {too + 0,2Iel, lei < 0,5 cla el - 1,05 + O,lIel, lei> 0,5 cla Forklaring: M Metabolisme (W) W = Eksternt arbeid (W) lei = Pakledninqsqrad (clo) pa Vanndampens partialtrykk (Pa) fel Pakledninqens overflatefaktor, dvs. forholdet mel10mnaken og pakledd hud tel = Pakledninqens overflatetemperatur (DC) he = Konvektivt varmeovergangstall (W/m2 DC) t, = Stralinqsmtddelternperaturen (DC) t, = Romtemperaturen (DC) v, = Relativ lufthastighet (m/s ) v + O,005(M-58) v = Middelhastigheten i romluften Nar man har beregnet PMV-indeksen kan PPD-indeksen (Predicted Percentage of Dissatisfied) beregnes ved: [15] PPD = * e-co,03ss3pmv4+0,02179pmv2) 22

23 4.2 Oppvarming ved stralevarrne Varmeoverferinq kan foreqa pa fire forskjellige mater: stralinq, ledning, konveksjon og fasetransformering. Stralinq kjenner man fra solen, eller fra en varm plate fra komfyren. Ledning kan man kjenne om man gar barbent pa et kaldt gulv. Konveksjon oppleves dersom man gar barhodet en kald dag med mye vind, og fasetransformering kjenner man nar fuktighet fordamper fra kroppen og huden avkjeles. Av disse fire prinsippene, er det strallnq og konveksjon som benyttes til oppvarming av bygg, og rnalet med dette kapittelet er a leere mer om hvordan man i dag utnytter varmeteknikken for a skape et best mulig arbeidsmilj0. [15] Hvordan fungerer oppvarming ved stralevarrne? Hvis man skal prove a forsta hvordan stralevarme fungerer, er det essensielt a fa med seg at nar det brukes til oppvarming er det kun 60 % av oppvarmingsbehovet som dekkes av selve stralinqen - hele 40 % av varmen spres ved hjelp av konveksjon. Oette kommer av at hovedprinsippet bak konveksjonsvarme er at varm luft stiger og at oppvarming ved hjelp av stralinq baserer seg pa a varme opp flater. Nar stralinqen varmer opp flatene vii luften neer flatene varmes opp via varmeledning, slik at luften stiger, skaper luftsirkulasjon og pa denne rnaten varmer opp rommet ved konveksjon. [2] Plassering av varmepaneler If01ge Oag Thomsen, daglig leder i KlimaSystem AS [2], far man best utbytte ved a plassere varmepanelene i taket. Grunnen til dette er at stralinqen nar et sterst mulig areal, og at man kan utnytte konveksjonsdelen av oppvarmingen til a dekke varmetapet som gar gjennom taket. Effektavgivelsen fra et varmepanel plassert i taket kan fordeles i 40 % konveksjon og 60 % stralevarme, som vist i figur 4.1. If01ge Lindab AS [15], en av hovedakterene rundt ventilasjon og inneklima i Norden, er dette oqsa en vanlig fordeling av varmetap for bygninger, der 40 % av tapet gar gjennom taket og 60 % gjennom gulv og yttervegger. Nar fordelingen mellom hvor varmen gar og hvor den trengs er sa likt fordelt ligger forholdene til rette for en god temperatursone Ca 40 % vetmctsp viata~ Ca 60~'; vetmetep via yttervogg og gulv Figur Fordeling av konveksjonsvarme og stralsvarrne ved bruk av varmepanel og fordeling av varmetap gjennom bygningsskall [15] 23

24 4.2.3 Blir hele rommet varmet opp? En vanlig misoppfatning gar ut pa at hvis stralene bare varmer der de treffer, sa vii det bli kaldt under bordet. Dette stemmer ikke, og kan forklares med a sammenlikne varmekilden med en Iyskilde. Nar Iyset star pa i taket er det fremdeles ikke bekrnerkt under bordet. Det kommer av at Iyset reflekteres nar det treffer en flate, og det samme skjer med stralevarme, som illustrert ved figur 4.2. Nar stralene treffer en flate vii det meste av varmen absorberes, men en liten del vii oqsa reflekteres. Dette vii fore til at det vii veere en temperaturforskjell, men den vii veere liten. [15] -. Figur Stralevarrne reflekleres pa samme male som lysstraler, og hele rommel vii bli oppvarmet Nar ber ikke takvarme benyttes? If01ge Lindab AS [15] er det kun et par situasjoner hvor de ikke anbefaler takvarme. Et eksempel vii vzere oppvarming rundt en apen port, hvor stralevarme via takvarme ikke har noen fordeler over andre oppvarmingssystemer, ettersom takvarmen ikke kan forhindre luftlekkasje. Et annet eksempel gar pa at takvarme ikke anbefales i heye smale rom eller tarn, eksempelvis fyrtarn. Grunnen til dette er at gulvflaten utqjer sa lite areal av hvor stralene treffer, og mesteparten av varmen vii bli absorbert av veggene. En mulighet i slike tilfeller er selvtelqeilq a henge varmepanelet lavere, men det vii veere vanskelig a fa varmet opp hele rommet kun ved hjelp av konveksjonsvarmen som oppstar Soneoppvarming En mulighet som stralevarme via takpaneler byr pa er muligheten til a fokusere oppvarmingen i bestemte soner. Et eksempel pa hvor dette kunne veert onskellq er i apne lagerbygg hvor man rna holde temperaturen lav, men oqsa har ornrader hvor mennesker skal oppholde seg. Et takpanel vii her kunne varme opp flatene og luften i et mindre ornrade slik at man far et bedre arbeidsmtlie, som vist ved figur 4.3. [15] 24

25 /1 Figur Soneoppvarming eksempel i et lager. [15] ved stralevarrne apner for soner med god temperatur i store kj01ige lokaler, som for 4.3 Oppvarming ved konveksjonsvarme Konveksjon fungerer ved at luften blir varmet opp av en flate, den oppvarmede luften vii da stige a skape et undertrykk som serqer for tilfarse! av ny kald luft. Pa denne rnaten skaper man en sirkulasjon i luften. Konveksjonsvarme er den mest vanlige formen for oppvarming i dag. Vanlige panelovner og radiatorer, benytter i hovedsak konveksjon, men det vii oqsa alltid forekomme oppvarming form av stralinq Plassering av varmepanel Panelovner og radiatorer her plasseres pa gulvet, eller lavt pa vegg. Nar luften blir som passerer igjennom ovnen blir varmet opp, vii den stige og kald luft vii bli sugd inn under. Du vii derfor oppleve at det blir kalde soner i underkant av ovnen. Et oppvarmingssystem basert pa konveksjon, vii derfor ha liten effekt om den plasseres heyt Varm luft, kaidt rom? Ved bruk av konveksjonsvarme er det hovedsakelig luften som varmes opp. Dette kan gi kalde vegger, og darlig termiskkomfort. Grunnen til at den termiske komforten blir darliqere er fordi kroppen til en hver tid straler varme til omkringliggende flater som holder en lavere temperatur enn huden. Kalde vegger vii derfor qjere den felte temperaturen lavere enn den faktiske lufttemperaturen. 4.4 Luftspredning Ved bruk av oppvarming igjennom varmluft er det viktig a fa riktig spredning pa luften for a unnqa "stagnering" av luften. Stagnering vii fore til at ornrader i rommet, ikke far tilfersel av frisk luft, og dermed heller ikke oppvarming. Dette skaper kalde soner, da kj0ling/oppvarmingen i disse sonene blir betydelig lavere enn i resten av rommet. I hvilken grad dette har betydning for rommet, avhenger naturligvis av rommets bruksornrade. Da vi har fokus pa kontorbygg, er luftspredning i cellekontor, og flerbruksrom slik som rneterorn eller kantine nevnt. [15] 25

26 For et vanlig cellekontor, vii det i de fleste tilfeller veere mest gunstig med avkjalinq/oppvarrninq over arbeidsbord og i sittehayde. Dette oppnas optimalt ved a benytte takplassert tilluftsbaffel med luftspredningsdyser vendt i mot vegg. Luften vii da spres nedover langs veggen, og utover i rommet ved kontakt med arbeidsbord. Ved slik konfigurasjon, er det samtidig viktig og passe pa at lufthastigheten ikke blir for stor, slik at det oppleves som trekk for brukeren. Dette kan reguleres ved a tilpasse luftmengde, ut ifra sterrelsen pa rommet. [15] Et problem som kan oppsta ved luftinnblasinq, er at luftstralene samles, og dermed vii oqsa lufthastigheten eke. If01ge Dag Thomsen ved KlimaSystem AS [2], vii man fa den mest optimale luftspredningen i flerbruksrom ved a benytte en takmontert tilluftsbaffel med 3600 luftspredning. Man unnqar da samling av luftstraler, og oppnar derfor lavere lufthastighet. Det vii da veere rnuliq og eke luftmengden, uten at det oppstar ornrader med trekk. Rommet vii da bli mer fleksibelt, da luftmengde kan endres etter hvor mange personer som til en hver tid benytter det. 4.5 Vannbaren varme Vannbaren varme er stadig oftere brukt som lesninq for oppvarming, bade i boliger og i yrkesbygg. Vannbaren varme er en fellesbetegnelse pa oppvarmingssystemer med sentraloppvarming av vann, som blir distribuert rundt i bygget. Varmen kan bli avgitt pa forskjellige mater, de vanligste rnatene er ved bruk av radiatorer, igjennom varrnerer i gulvet [16] eller stralevarrnepanel i taket. [17] I TLV1 er det benyttet en annen losninq, der blir vannet fort i rer i taket, og varmen blir avgitt gjennom tilluftsbaffler som henger i taket. En av fordelene ved bruk av vannbaren varme, er at energibrereren for oppvarming av vannet kan enkelt varieres. [18] Det vii si at dersom en har satt opp et vannbarent anlegg, hvor vannet blir varmet opp ved bruk av elektrisitet, er det forholdsvis enkelt a bytte energibrerer til for eksempel fjernvarme. Dette er fordi selve systemet kan holdes konstant, mens det kun er sentralvarmeanlegget som rna endres. Med vannbaren varme er det oqsa enkelt a sentralstyre oppvarming til forskjellige deler av bygget etter behov. Dette gj0res ved a eke eller senke hastigheten pa vannet. H0Y hastighet gir h0y varmeavgivelse, lav hastighet gir lav varmeavgivelse. Dette gjelder uansett om det er benyttet vannbaren varme i form av gulvvarme, radiatorer eller takvarme. Ulempen med vannbaren varme er hovedsakelig den hoye investeringskostnaden. Installering av vannbaren varme krever mye mer arbeid og rna gj0res av godkjente handverkere, og gir derfor heyere kostnad, enn hva en kan anta kostnaden er for systemer som kun drives av elektrisitet. 4.6 Tilluftsbafler En tilluftsbaffel blir benyttet til oppvarming og kj01ing av rom. Den kombinerer bruken av luft og vann, og far pa den mate best mulig utnyttelse av systemet. Ved bruk av tilluftsbaffel er det kun bruk for den mengde luft som rna til for a fjerne forurensinger, og en trenger derfor betydelig mindre ventilasjonskanaler. Kaldt og varmt vann star for henholdsvis kj01ing og oppvarming. Luften ifra ventilasjonskanalen blir kjelt ned eller oppvarmet igjennom varmeavgiveren pa vannrerene i baffelen, og deretter blast ut i rommet. Effekten pa baffelen vii varier med temperaturforskjell pa vann inn og ut (L1T), og varmferinq (Q). Ved a senke eller eke vannferinqen, kan man derfor enkelt regulere temperaturen for hvert enkelt rom. I TEK10, er det anbefalt a ikke ha lokal mekanisk kj01ing i kontorbygg, da brukere ofte regulerer temperaturen lavere enn det som er nedvendlq, og energiforbruket gar uncdvendiq opp. [19] 26