OPPDRAGSLEDER. Gunnar Grevstad OPPRETTET AV. Sara Akse Einen

Transkript

1 OPPDRAG Rosendalstunet, forprosjekt - RIV OPPDRAGSNUMMER OPPDRAGSLEDER Gunnar Grevstad OPPRETTET AV Sara Akse Einen DATO REVIDERT DATO Notatets hensikt er å gi Kvinnherad kommune et beslutningsgrunnlag med hensyn til energistandard for nybygget ved Rosendalstunet sykehjem. RIV-02 Energianalyse passivhusvurdering Sammendrag Det er gjort en vurdering av hvilke bygningsmessige og tekniske forbedringer som må til for å tilfredsstille kriterier for passivhus. Utgangspunkt for vurderingen er at bygningen bygges i samsvar med TEK10. Forbedringer innebærer bedre isolasjonsverdier, bedre varmegjenvinning og lavere trykkfall i ventilasjonsanleggene. Det er også gjort beregninger som viser tiltak som må gjennomføres for å tilfredsstille kravene til lavenergibygning. Merkostnaden ligger i hovedsak på bedre u-verdier. Merkostnad for å tilfredsstille energiforbruksnivå til lavenergi og passivhus er estimert til henholdsvis 1,1 MNOK og 2,4 MNOK eks. mva. De årlige energibesparelsene utgjør ca NOK og NOK. Med en energipris på 80 øre/kwh eks. mva. gir dette en tilbakebetalingstid i overkant av 40 år. Endringsliste: VER. DATO HVA ER ENDRET KONTR. AV UTARB. AV LAVENERGIMODELL: JUSTERT ENERGIKVALITET VEGGER OG VINDU ETTER ENDRING I PROSJEKT. JUSTERT SFP TIL MINSTEKRAV FOR LAVENERGI (MILDERE KRAV VIFTER). NEVNTE ENDRINGER GIR LITE UTSLAG IFHT. BEREGNET ENERGIBEHOV, DETTE ER DERFOR IKKE REVIDERT. LAGT TIL GENERELT OM FORSKRIFTSKRAV OG KRITERIER FOR PASSIVHUS OG LAVENERGIBYGNINGER I INNLEDNING. GGRE EINE 1 (10) 14 Sweco Norge AS

2 Innhold Sammendrag 1 Innledning Forutsetninger Nøkkeltall Energiforsyning Klimasted Luftbehandlingsanlegg Romoppvarming Bygningskropp Belysning Energianalyse Økonomianalyse Støtteordninger Vurdering og konklusjon 10 2 (10)

3 Innledning 3 ulike energi-ambisjonsnivå er vurdert for den planlagte utvidelsen av Rosendalstunet sykehjem: Byggteknisk forskrift med veiledning (TEK10) Lavenergibygning (NS 3701:2012) Passivhusstandard (NS3701:2012) Samtlige alternativ tar utgangspunkt i plantegningsforslag alternativ 1 fra b+b arkitekter datert Bygget består 6 beboerfløyer, samt to mindre bygningsfløyer hvor tekniske rom og rom tilknyttet den daglige driften er lokalisert. Gulvarealet er fordelt over 2 etasjer og måler totalt 5240 m² (BRA). En typisk beboerfløy er vist på figur 1 nedenfor. Figur 1: Typisk beboerfløy ved nye Rosendalstunet sykehjem. 3 (10)

4 Generelt om forskriftskrav og kriterier for passivhus og lavenergibygninger. Kravet til energieffektivet ihht. TEK10 er oppfylt om bygningen har et netto energibehov mindre enn energirammen 14-4 eller dersom kravene til energitilatk 14-3 er innfridd. De to dokumentasjonsmåtene gir utbygger mulighet til å fravvike kravene til energitilak ved omfordeling av varmetap, så lenge bygningens totale energibehov ikke overstiger energirammen. Minstekrav skal uansett alltid oppfylles. Energirammen for sykehjem gir at netto energibehov ikke skal overstige 215 kwh/m² oppv. BRA pr år. Energitiltakskrav i TEK10 og minstekravene i passivhus og lavenergistandarden for sykehjem er oppgitt i tabell nedenfor. TEK10 Lavenergi Passivhus Energitiltak Minstekrav Minstekrav U-verdi yttervegger 0,18 W/m²K ² U-verdi tak 0,13 W/m²K U-verdi gulv 0,15 W/m²K U-verdi vindu/dører 1,2 1,2 0,8 W/m²K Normalisert kuldebroverdi 0,06 0,05 0,03 W/m²K Lekkasjetall 1,5 1,5 0,6 1/h Temperaturvirkningsgrad ventilasjon % Spesifikk vifteeffekt (SFP) 2 2 1,5 kw/m³/s Gjennomsnittlig effektbehov belysning i driftsiden 5 5 W/m² Vindusandel ifht. gulvareal 20 % Varmetapstall 0,50 0,40 W/m²K Netto spesifikt energibehov til oppvarming (lokalt klima) 30,5 20,4 kwh/m²år 4 (10)

5 1.1 Forutsetninger Det er utarbeidet 3 modeller av bygget med ulik energistandard hva gjelder bygningskropp og tekniske installasjoner. Modellene refereres til som TEK10, Lavenergi og Passivhus og har som hensikt å tilfredsstille kravene til standarden eller forskriften de refererer til. I analysen brukes TEK 10-modellen som utgangspunkt og sammenligningsgrunnlag opp mot de to mer ambisiøse energistandardene. Ved beregning av netto energibehov for evaluering mot TEK10 og kriterier for passivhus og lavenergibygninger benyttes standardiserte inndataverdier som angitt i NS 3031 og NS Standardiserte inndata er typiske bruksavhengige parametere som driftstid, romtemperatur og ventilasjonsluftmengder. Ved evaluering mot TEK10 brukes i tillegg standardisert klimasted, Oslo. I dette delkapittel presenteres sentrale forutsetninger for energiberegningene. Der hvor det er tale om bruksavhengige parametere er det de anslåtte reelle verdiene som presenteres - ikke standardiserte inndata som gitt i Norsk Standard. Det er energibehov ved lokalt klima og reelle inndata som er grunnlaget for økonomianalysen i kap Beregninger er utført i tråd med Norsk Standard NS 3031:2014; Beregning av bygningers energiytelse. Programvaren SIMIEN er benyttet som simuleringsverktøy Nøkkeltall For de 3 bygningsmodellene som ligger til grunn for vurderingen er følgende energikvaliteter valgt: Bygningsmodell TEK10 Lavenergi Passivhus U-verdi yttervegg under bakkenivå 0,25 W/m²K U-verdi yttervegger 0,15 W/m²K Gjennomsnittlig U-verdi yttervegger 0,18 0,16 0,12 W/m²K Gjennomsnittlig U-verdi tak 0,13 0,13 0,10 W/m²K Gjennomsnittlig U-verdi gulv 0,15 0,15 0,15 W/m²K Gjennomsnittlig U-verdi vindu/dører 1,2 1,0 0,8 W/m²K Normalisert kuldebroverdi 0,06 0,05 0,03 W/m²K Lekkasjetall 1,5 1,5 0,6 1/h Temperaturvirkningsgrad ventilasjon % Spesifikk vifteeffekt (SFP) 2 2 1,5 kw/m³/s Vindusandel ifht. gulvareal % 5 (10)

6 1.1.2 Energiforsyning Beregningene baseres på energiforsyning fra direktevirkende elektrisitet og berg-vann varmepumpe med årsvirkningsgrad (SPF) på 2,26. Dekningsprosent varmebehov: Romoppvarming Oppvarming av tappevann Varmepumpe % Direkte el % Klimasted Klimadata for Rosendal er ikke tilgjengelig i programvaren SIMIEN. Det er derfor anslått at Bergen er det sted med mest nærliggende værforhold. Dimensjonerende sommer- og vintertemperatur (DUTs og DUTv) er redigert i forhold til Bergen, da det er benyttet data fra Sauda kommune. DUTs lik 26 C og DUTv lik -14,5 C Luftbehandlingsanlegg Ventilasjonsaggregat med vannbårent varme- og kjølebatteri. Det er valgt variabel tilluftstemperatur som reguleres som funksjon av avtrekkstemperaturen i bygget. Dimensjonerende verdier: Avtrekkstemperatur 26 C gir tilluftstemperatur 18 C. Avtrekkstemperatur 20 C gir tilluftstemperatur 22 C. Mulighet for kjøling av ventilasjonsluft er medtatt da det ellers resulterer i romtemperaturer over 26 C sommerstid. I det totale energibudsjettet for sykehjemmet utgjør ventilasjonskjøling en liten post, men med hensyn til beboere og ansattes bo- og arbeidsmiljø anbefaler vi at ventilasjonsanleggene utstyres med kjøling. Det vil trolig også være behov for lokal kjøling i enkelte rom, men i denne sammenheng er det ikke hensyntatt. Driftstid ventilasjon: 24 timer i døgnet, 365 dager i året. Konstant luftmengde lik 8,5 m³/hm² Romoppvarming Romoppvarming er valgt vannbåren med tur/retur temperatur lik 60/40 C. Ønsket romtemperatur (settpunkt) er satt til 22 C. Driftstid romoppvarming: 24 timer i døgnet, 365 dager i året. 6 (10)

7 1.1.6 Bygningskropp I tillegg til forutsetningene gitt i kapittel Nøkkeltall, er det medregnet at alle vinduer mot sør, øst og vest har utvendig automatisk-regulert solavskjerming. Solfaktor i aktivisert stilling er 0, Belysning Belysning i passivhus og lavenergibygninger skal i henhold til standarden være underlagt et dynamisk styringssystem som regulerer lysstyrke og driftstid som funksjon av tilstedeværelse og dagslys. Sannsynlig energibesparelse og investeringskostnad ved et slikt system er ikke hensyntatt i analysen. 7 (10)

8 1.2 Energianalyse Nedenfor presenteres en oppsummering av sentrale resultat fra energiberegningene. Bygningsmodell TEK10 Lavenergi Passivhus Beregnet Krav Beregnet Krav Beregnet Krav Netto energibehov, ved evaluering mot TEK kwh/m²år Netto energibehov, lokalt klima & reelle inndata kwh/m²år Levert energi (el) årlig kwh Netto oppvarmingsbehov, ved evaluering mot kriterier for passivhus 41,5-27,6 30,5 22,8 20,4 kwh/m²år Varmetapstall, ved evaluering mot kriterier for lavenergibygning 0,53-0,47 0,50 0,37 0,40 W/m²K Energianalysen viser at Rosendalstunet kan oppnå passivhusstandard ved å redusere u-verdi på vegger og tak, samt at minstekrav til tekniske installasjoner og bygningskropp som angitt i NS 3701:2012 overholdes. I praksis betyr dette et noe dyrere ventilasjonsanlegg med gode størrelser på kanaler og aggregat. For bygningskroppen medfører tilfredsstillelse av kravene en betydelig økt vegg- og taktykkelse om en sammenligner med TEK10-modellen. Lavenergibygning er et ambisjonsnivå som relativt lett kan oppnås for Rosendalstunet. Dette ambisjonsnivået har mindre konsekvenser for bygningskropp og tekniske installasjoner sammenlignet med passivhus-modellen. Det må gjøres tiltak i forhold til tetthet, kuldebroer og u-verdi på vinduer, men ellers blir bygningskroppen tilsvarende som for TEK10-modellen. Gjenvinningsgrad av energi fra avtrekksluften bedres til 85 %. Dette tiltaket alene gir en stor energibesparelse da det i sykehjem generelt er høye ventilasjonsluftmengder. For både passivhus og lavenergi vil en oppnå økonomisk besparelse som følge av et mindre omfattende varmeanlegg. Vinduer i passivhus og lavenergibygninger har en svært god u-verdi. Dette gir et komfortabelt inneklima uten fare for kaldras fra vinduer. Samtidig har vinduene så gode varmetapsegenskaper at en ved enkelte værforhold vil oppleve utvendig kondens og is på vinduene. Enkelte passivhus kan ha problemer med overoppheting om sommeren. Viktig for å unngå dette er riktig arkitektonisk utformingen, bruk av utvendig solavskjerming og åpningsvinduer for gjennomlufting. Analyse av sommerforholdene i utsatte beboerrom ved Rosendalstunet utført som passivhus viser at overoppheting innendørs ikke vil være et problem ved de gitte forholdene. 8 (10)

9 1.3 Økonomianalyse Det er laget en enkel overslagsberegning for å vurdere kostnadseffektiviteten ved passivhus og lavenergibygning sammenlignet med et sykehjem som oppføres etter TEK10. Merk at beregnet besparelse forutsetter et bruksmønster som angitt i kap. 1.1 Et annet bruksmønster vil gi andre økonomiske resultat. I forbindelse med analysen er det imidlertid lagt vekt på å kartlegge behov og typiske bruksmønster i sykehjem. Strømprisen er satt til 80 øre/kwh eks. mva. Merkostnader er basert på erfaringstall for kostnader for konstruksjoner med ulik u-verdi. Kostnadsreduksjon for varmesystem grunnet lavere installert effekt er basert på overslagspriser for varmepumper i ulik størrelse. Det samme gjelder for beregning av merkostnad for ventilasjonssystem. KALKYLE Rosendalstunet som lavenergibygning: Merkostnad ifht. TEK kr Årlig energibesparelse kwh Årlig energibesparelse 7 % Strømpris 0,80 kr/kwh Årlig kostnadsbesparelse kr Tilbakebetalingstid 40,7 år *Eks. Mva. KALKYLE Rosendalstunet som passivhus: Merkostnad ifht. TEK kr Årlig energibesparelse kwh Årlig energibesparelse 15 % Strømpris 0,80 kr/kwh Årlig kostnadsbesparelse kr Tilbakebetalingstid 41,8 år *Eks. Mva. Tilbakebetalingstid er den tid det tar før merkostnaden ved å bygge mer energieffektivt enn TEK10 har innbetalt seg. I dette tilfellet er det ikke tatt hensyn til noen kalkylerente. 9 (10)

10 1.4 Støtteordninger Enova tilbyr investeringsstøtte til forbildeprosjekter for energieffektive nybygg med høye ambisjoner for bygningskropp, tekniske anlegg og fornybar energiforsyning. Energiforsyningsløsninger i bygget må være innovative og redusere energibruken. Modellen av Rosendalstunet referert til som passivhus i dette notatet vil normalt ikke motta støtte gjennom programmet. Maksimal støtteandel for dette programmet er 60 % av godkjente merkostnader for prosjektet. En annen aktuell støtteordning hos Enova er program for varmesentraler. Ved installering av væske-vann varmepumpe kan Rosendalstunet oppnå en støtte mellom 43 og kroner avhengig av varmebehov. Enova støtter også energiforsyningsløsninger som nytter solvarme. Her ligger støttesatsen på 200 kr per installerte kw. 1.5 Vurdering og konklusjon Beregninger viser en omtrentlig tilbakebetalingstid på 40 år for begge alternativer, passivhus og lavenergibygning. Med en levetid for bygningen på 60 år vil det likevel være økonomisk lønnsomt å bygge energieffektivt. Ambisjonsnivå passivhus utmerker seg her med en større årlig kostnadsbesparelse. Sykehjem har generelt et høyt energiforbruk sammenlignet med andre bygningskategorier. I sykehjem trengs mye energi til oppvarming av rom, ventilasjonsluft og tappevann. Av den grunn kan det sies at sykehjem er en av bygningstypene med størst kost/nytte effekt når energistandarden på bygget heves over TEK10-nivå. Et sykehjem med høy energistandard vil gi kommunen et godt omdømme i forhold til innovasjon og klima. Prosjektet kan også ha en positiv spredningseffekt til andre utbyggere i kommunen. 10 (10)