Passivhusevaluering Jevnaker skole administrasjonsbygg

Transkript

1 Jevnaker kommune Passivhusevaluering Jevnaker skole administrasjonsbygg Premissnotat - forprosjekt COWI AS Grensev 88 Postboks 6412 Etterstad 0605 Oslo Telefon wwwcowino Oppdragsnr Dokumentnr 1 Versjon 5 Utgivelsesdato Utarbeidet Kontrollert Godkjent AKAM ERI/IHH ERI

2 2 / 28 SAMMENDRAG Denne rapporten inneholder energiberegninger og inneklimasimuleringer for nytt administrasjonstilbygg på Jevnaker skole Hensikten er å avdekke og beskrive hvilke tiltak som må til for å nå målsetningen om Passivhusnivå For Passivhus gjelder følgende overordnede kriterier: Årlig oppvarmingsbehov < 15 kwh/m 2 /år Årlig kjølebehov <10 kwh/m 2 /år Varmetapstall <0,15 (bygningskropp, luftlekkasjer og ventilasjon) Årlig CO 2 -utslipp < 25 kg/m 2 /år I tillegg til dette settes en rekke minstekrav til bygningselementer (U-verdi og kuldebroverdi), luftlekkasjer, energibruk til viftedrift og varmegjenvinning av ventilasjonsluften Det stilles også krav til tilfredsstillende inneklima Prosjekteringsgruppen har benyttet passivhuselementer som langt overgår minstekravene Bygget oppfyller alle krav til passivhus unntatt oppvarmingsbehovet som er på 18,2 kwh/år og varmetapstallet på 0,51 Når bygningen likevel ikke oppnår overordnede krav til oppvarming skyldes det flere forhold: Det er et lite bygg på kun 1 etasje slik at varmetapet gjennom ytterflater fordelt på oppvarmet areal blir relativt stort Det er et usikkerhetsmoment i luftmengder da bygget ikke er ferdig prosjektert Her ville flere energirådgivere på dette stadiet brukt minste tillatte luftmengder, men det er her valgt å bruke tilnærmet reelle (høyere) Ved ferdigstillelse skal bygget trykktestes og man har i passivhus hatt gode erfaringer med å oppnå bedre lufttetthet enn minstekravet Her er det altså potensiale for forbedringer Solavskjerming: Det er trolig ikke praksis å utføre energiberegninger for passivhusevaluering med bruk av solavskjerming da dette gir mye gratis solvarme Det er imidlertid forskriftskrav at et bygg skal oppnå en gjennomsnittlig solskjermingsfaktor (g-verdi) på under 15% og det er derfor valgt å gjøre det her Det understrekes at sammenlignet med dagens forskriftskrav er energibehovet halvert De valgte løsningene vil gi et beregnet årlig energibehov som kun er ca 4% høyere enn Passivhusnivå

3 3 / 28 Beregnet energibehov kwh/m2/år Energibehov kontorbygg Krav TEK 07 Krav TEK 10 Admbygg kun passivhus minstekrav Admbygg valgt løsning Passivhus oppnådd Det er også foretatt en energivurdering av vestibyle ("Svartgangen") Denne er ikke ventilert, og skal ikke oppvarmes til mer enn 15 C og faller derfor ikke inn under forskriftskrav til energieffektivitet Beregnet årlig energibehov for administrasjonstilbygget inkludert vestibyle er kwh eller 79,1kWh/m²

4 4 / 28 Innholdsfortegnelse 1 INNLEDNING 5 2 FORMELLE KRITERIER FOR PASSIVHUS- OG LAVENERGIBYGG 5 21 Overordnede kriterier for energiytelse for Passivhus 5 22 Minstekrav til bygningsdeler, komponenter og lekkasjetall 6 23 Krav til inneklima 7 24 Krav til dokumentasjon 8 3 ENERGIBEREGNINGER 9 31 Inndata 9 32 Resultater energiberegning Energibudsjett med valgt løsning Hvorfor oppnås ikke Passivhusnivå? Egendefinert energiberegning "Svartgangen" 19 4 INNEKLIMASIMULERING Inndata Resultater inneklimasimulering 22 5 IMPLIKASJONER Varmeisolasjon Luft-tetthet Ventilasjon Belysning og utstyr Solavskjerming og dagslystilgang 26 6 ENOVAS STØTTEPROGRAM 27 7 KONKLUSJONER OG ANBEFALINGER 28

5 5 / 28 1 INNLEDNING Denne rapporten inneholder energiberegninger og inneklimasimuleringer for evaluering mot krav til Passivhusnivå for administrasjonstilbygget på Jevnaker skole Hensikten er å avdekke og beskrive hvilke tiltak som må til for å nå målsetningen om å bygge etter Passivhusstandard Denne versjonen er oppdatert iht plantegninger og informasjon tilgjengelig 14juni 2 FORMELLE KRITERIER FOR PASSIVHUS- OG LAVENERGIBYGG Følgende delkapitler er utsnitt fra Prosjektrapport 42 Kriterier for passivhus- og lavenergibygg - Yrkesbygg, Sintef Byggforsk, 2009 som er gjeldende Passivhusveileder frem til NS3700 Passivhusstandard for boligbygg blir utvidet til å omfatte yrkesbygg 21 Overordnede kriterier for energiytelse for Passivhus Maksimalt nettopp oppvarmingsbehov: Byggkategori Årlig oppvarmingsbehov Passivhus Årlig oppvarmingsbehov Lavenergi kwh/m²år kwh/m²år Kontorbygg Skolebygg Maksimalt kjølebehov(romkjøling og ventilasjonskjøling): Byggkategori Årlig energibehov kjøling (netto) Passivhus Årlig energibehov kjøling (netto) Lavenergi kwh/m²år Kontorbygg 10 - Skolebygg 0 - kwh/m²år Høyest tillatte varmetapstall: Byggkategori Varmetapstall, H" Passivhus Varmetapstall, H" Lavenergi W/(m 2 K) W/(m 2 K) Kontorbygg 0,50 0,70 Skolebygg 0,50 0,75 Varmetapstall, H" W/(m 2 K) er gitt i NS3031 og er summen av varmetapstall for følgende

6 6 / 28 kategorier: Varmetransmisjonstap (tak, gulv, vegger, vinduer og kuldebroer) Ventilasjonsvarmetap Infiltrasjonsvarmetap Krav til CO2-utslipp: Byggkategori CO 2 -utslipp, m" Passivhus CO 2 -utslipp, m" Lavenergi kg/(m 2 år) kg/(m 2 år) Kontorbygg Skolebygg Energivare CO 2 - faktor (g/kwh) Biobrensel 14 Fjernvarme 231 Gass (fossil) 211 Olj 284 Elektrisitet fra kraftnettet Minstekrav til bygningsdeler, komponenter og lekkasjetall Egenskap Passivhus Lavenergi U-verdi yttervegg, W/(m 2 K) 0,15 0,18 U-verdi gulv, W/(m 2 K) 0,15 0,15 U-verdi tak, W/(m 2 K) 0,13 0,13 U-verdi vindu*, W/(m 2 K) 0,80 1,20 U-verdi dør, W/(m 2 K) 0,80 1,20 Ψ Normalisert kuldebroverdi, Ψ, W/(m 2 K) 0,03 0,05 Virkningsgrad varmegjenvinner, η T 80 % 70 % SFP-faktor ventilasjonsanlegg, kw/(m 3 /s) 1,5 2,0 Lekkasjetall ved 50 Pa, n50 0,60 h -1 1,5 h -1 *Minstekravet gjelder som snitt for alle vinduer/vindusfelt i bygget Skal et vindusprodukt kalles et Passivhusvindu, må det tilfredsstille kravet til 0,80 W/(m2 K) i standardstørrelse (BxH: 1,23 x 1,48 m), og U-verdien må dokumenteres i henhold til NS 3031

7 7 / 28 Klimadata: Bygg oppført med Passivhuskomponenter i kaldt klima (årsmiddeltemperatur under 6,3 ºC) skal tilfredsstille kravene i kapittel 2 beregnet med normert Oslo klima (gitt i NS3031) Anbefalte minste luftmengdebehov: Byggkategori Snitt luftmengde i driftstid Snitt luftmengde u driftstid Driftstid Timer/dager/uker Kontorbygg 6 m³/h/m² 1 m³/h/m² 12/5/52 Skolebygg 8 m³/h/m² 1 m³/h/m² 10/5/44 Byggkategori Typisk rom Personbelastning Luftmengde i typisk rom ved angitt personbelastning Kontorbygg Cellekontor 10m 2 /pers 6 m³/h/m² Skolebygg Undervisningsrom 2 m²/pers 15 m³/h/m² Faktiske luftmengder skal benyttes i beregningen der de er høyere enn minstekravet Derfor er det ekstremt viktig å holde forurensningsnivået på et minimum ved bruk av lavemitterende materialer Behovsstyring er også ekstremt viktig for å holde ressursbruken til ventilasjon på et minimum Interne varmetilskudd: Byggkategori Belysning* Utstyr Personer Internvarme (snitt) Varmtvann Kontorbygg 5W/m² 6 W/m² 4 W/m² 54 W/m² 0 W/m² Skolebygg 6 W/m² 4 W/m² 12 W/m² 54 W/m² 0 W/m² *inkl bevegelsesstyring Driftstider til ventilasjon, lys, utstyr, personer og varmtvann er som gitt i NS 3031 tillegg A Det er på områdene luftmengder og interne varmetilskudd i denne rapporten satt anbefalte/minste verdier som er betydelig lavere enn de som det opereres med i tillegg A i NS 3031 (til bruk i kontrollberegninger mot forskriftskrav og energimerking) 23 Krav til inneklima Luftkvalitet: Det bør dokumenteres at maksimalt CO2-nivå ikke overskrider 1000 ppm i utsatte rom beregnet iht veileder til TEK10 Termisk komfort sommer: Det bør dokumenteres at operativ temperatur ikke overskrider 26 ºC mer enn 50 timer i et normalår Dette skal dokumenteres for utsatte/dimensjonerende rom ved dynamisk simulering

8 8 / Krav til dokumentasjon Dokumentasjon av bygget som Passivhus eller lavenergibygg skal samles i en rapport og minimum inneholde: En referanse til Prosjektrapport 42, Sintef Byggforsk Angivelse av beregningsmetode/beregningsprogram som er brukt for beregning av energiytelsen (SIMIEN) Inndata til beregningene iht tillegg J i NS Dokumentasjon av beregninger og resultater - Varmetapsbudsjett -Årlig netto energibudsjett -Årlig levert energi fordelt på ulike energivarer - Årlig CO2-utslipp - En beregning av normalisert kuldebroverdi, der alle signifikante kul debroer skal dokumenteres med lengde og kuldebroverdi Måling av byggets ed ferdigstillelse lufttetthet (lekkasjetall, N50) henhold til NS-EN 13829, Representative plan- og snittegninger av bygget skal også være med som et vedlegg til en slik rapport

9 9 / 28 3 ENERGIBEREGNINGER 31 Inndata 311 Beregningsprogram og metode SIMIEN v 5004 simuleringsverktøy er benyttet til energiberegningene Programmet utfører en dynamisk beregning på samme måte som energiberegning for evaluering mot forskrift(tek10) Energiberegningene følger Norsk standard NS3031 med unntak av Passivhuskrav gitt i Prosjektrapport 42 beskrevet i kapittel 2 Det skal benyttes standard driftstider, settpunkttemperaturer og standard verdier for effektbehov- og tilskuddsvarme for tappevann, belysning, utstyr og personer For øvrig henvises til NS3031 og Prosjektrapport 42 for detaljer rundt beregningsmetode 312 Klimadata Klimadata er basert på et normalår for Oslo 313 Form og orientering Administrasjonstilbygget ligger sør-øst for de øvrige byggene på Jevnaker skole og er tilknyttet klasseromsbyggene via en vestibyle Det består av en etasje med rektangulært plan som følger en nord-vestlig (54 fra nord) til sør-østlig akse Skolen ligger i flatt terreng, men tilbygget overskygges av de 3etasjes klasseromsbyggene i nordvest opptil 45 av horisonten mot nord Øvrige fasader er solutsatte og det tas hensyn til absorbert solvarme i simuleringsprogrammet Figur 1Utsnitt av plantegning (tidlig versjon)

10 10 / Areal og volum Oppvarmet del av BRA målt fra tegning A112 sist korr : Areal Oppvarmet Innvendig etasjehøyde* volum Oppvarmet Etasje (BTA) BRA, A fl areal m 2 m 2 m m 3 1 etasje , *inkl himlingsrom, eks dekker Antar løsning med kaldt loft Areal [m 2 ] Omkrets [m] Tykkelse grunnmur [m] Gulv 1 etasje 446,7 85,9 0,56 Areal tak (mot kaldtloft) 446,7 Fasade nord (NV) 30,2 Vegg mot vestibyle (NV) 31,8 Fasade sør (SØ) gavlvegg 62,0 Fasade øst (NØ) 88,3 Fasade vest (SV) 88,3 Sum yttervegger 300,6 Areal omsluttende flater: 1194,0 Termisk skille er i midtpunkt av vegg/gulv/tak og areal måles deretter Areal av yttervegger i oppvarmede arealer inkluderer vindusareal Høyde målt fra overkant dekke til overkant dekke Bredde målt fra midtpunkt i yttervegg 315 Konstruksjon Lufttetthet Antar lekkasjetall N50=0,6 h -1 (ved 50Pa) som er minstekravet for Passivhus Verdien skal dokumenteres ved trykktest av bygget Det bør også gjennomføres trykktesting underveis i byggingen Kuldebroer Kuldebroer oppstår i overganger mellom bygningselementer En oversikt over preaksepterte løsninger finnes i byggdetaljblad , Sintef Byggforsk eller skal beregnes/simuleres iht NS-EN ISO Normalisert kuldebroverdi for bygget kan beregnes på følgende måte: Ψ l Ψ"A

11 11 / 28 Kuldebro Kuldebroverdi, Ψ k [W/mK] Eksempelverdi* Løpemeter, lm [m] Produkt [Ψ k lm] Overgang gulv-yttervegg 0,014 92,6 1,29 Overgang tak-yttervegg 0,014 92,6 1,29 Hjørner 0,014 12,5 0,17 Vinduskarmer 0, ,9 1,95 Sum kuldebroer 4,7 W/K Normalisert kuldebroverdi, Ψ" [W/(m 2 K)] Oppvarmet BRA, A fl 422 m 2 0,01 W/(m 2 K) Passivhus Krav, [Ψ"] 0,03 W/(m 2 K) Lavenergi Krav, [Ψ"] 0,05 W/(m 2 K) *verdiene er ikke basert på bygningsdetaljer, men er eksempel på gjennomsnittlig maksimale verdier for å oppnå kravet til Normalisert kuldebroverdi [Ψ"] Dersom normalisert kuldebro er 0,03 W/(m 2 K), må hver enkelt kuldebro i snitt være mindre enn 0,04W/mK Dersom Lavenergikravet på 0,05 W/(m 2 K)legges til grunn, må hver enkelt kuldebro i snitt være mindre enn 0,06 W/mK Tak Flat himling med kaldt loft med isolasjon på overkant av dekke U-verdi med 400mm isolasjon: 0,10 W/m 2 K U-verdi med 500mm isolasjon: 0,08 W/m 2 K Varmetapskoeffisient, b for redusert varmetap gjennom kaldt loft, antatt: 0,8 Ekvivalent U-verdi: b x U = 0,8 x 0,10 = 0,08 W/m 2 K Ekvivalent U-verdi: b x U = 0,8 x 0,08 = 0,064 W/m 2 K Varmelagrende sjikt: Lett himling, varmekapasitet 3 kwh/m 2 K Yttervegger Yttervegg er tenkt utført som mm stenderverk + 200mm Flex systemvegg eller tilsvarende U-verdi med 400mm isolasjon: 0,09W/m 2 K Varmelagrende sjikt: Mellomtungt vegg, varmekapasitet 13 kwh/m 2 K Vegg mot vestibyle(svartgangen) antatt utføres som yttervegg Vestibyle er ikke klimatisert og temperaturer ned mot 10 C tillates Det antas derfor at denne sonen har en gjennomsnittstemperatur på 15 C i vintermånedene Gulv Plate på mark med 300mm XPS samt kantisolasjon U-verdi 300mm isolasjon: 0,08 W/m 2 K Ekvivalent U-verdi: 0,06 W/m 2 K (hensyntar grunnforhold og kantisolasjon) Varmelagrende sjikt: Mellomtungt gulv, varmekapasitet 13 kwh/m 2 K Grunnforhold: Leire

12 12 / 28 Vinduer/Dører Type Tre-lags glass med LE-belegg og argonfyll U-verdi glassfelt <0,7W/m 2 K U-verdi inkl karm 0,7W/m 2 K Solfaktor, g 40% Lystransmisjon (LT) Anbef > 50% Karm varmspacer, karm av impregnert furu Solavskjerming: Utvendig, automatisk styrte persienner på alle fasader unntatt nord, samt dører Solfaktor, g, med persienner= 5% Bygningsutspring: ca 0,9m ut fra vegg, ca 0,2m over vindu 316 Tekniske installasjoner Energiforsyning/Varme Administrasjonsbygget vil varmes via et gulvvarmeanlegg I starten skal dette tilknyttes i serie med skolens oljefyrte høytemperatur varmeanlegg (konvensjonelt radiatoranlegg) Det er besluttet å erstatte olje- og elkjel med fornybar oppvarming, det tas derfor utgangspunkt i en løsning med Varmepumpe som grunnlast, med fliskjel som dekker spisslast Fremtidig oppvarmingskilde: Antatt energidekningsgrad* varmepumpe: 80% Årsvarmefaktor =2,2 Antatt energidekningsgrad oppvarming, fliskjel: 20% η system =0,73 *Energidekningsgrad påvirker hvilken CO 2 -faktor som skal brukes T/r-temp gulvvarmekurs: T/r-temp varmebatterier: Setpunktemperatur romoppvarming Setpunktemperatur nattsenking ca 60/40 C 70/50 C 21 C (NS3031) 19 C (NS3031) Ventilasjon Friskluftmengder er beregnet på bakgrunn av veiledning til forskrift om tekniske krav til byggverk 1 basert på areal- og personbelastning, samt prosesser (WC ol) Det er her forutsatt at det benyttes dokumentert lavemitterende materialer slik at behovet for friskluft minimeres 1

13 13 / 28 Inneklimasimuleringer av utsatte rom (se kap 4) har vist at enkelte rom behøver større luftmengder grunnet høy personbelastning for å holde CO 2 -nivå under 1000ppm Det vil sannsynligvis også være behov for kjøling av ventilasjonsluften for å klare å holde tilfredsstillende temperatur Ved å behandle bygget som et kontorbygg godtas bruk av kjølebatterier Administrasjonsbygget vil få et eget aggregat Å oppnå lav energibruk til viftedrift (SFP-faktor) fordrer lavt trykktap i kanalnettet samt et stort aggregat En tommelfingelregel er 1Pa/m kanal samt korte føringsveier; ca 0,2 løpemeter per kvadratmeter Maks luftmengde i driftstiden Min luftmengde i driftstiden Min luftmengde u/for driftstiden Varmegjenvinner SFP m 3 /h m 3 /h/m 2 m 3 /h/m 2 m 3 /h/m 2 η W/l/s Ca 4600 Ca 10 min 6* min 1* 80-85% 1,5 *Disse verdiene kan ikke reduseres Sanitær Varmt tappevann vil sannsynligvis dekkes av en liten elektrisk bereder Varmtvannsforbruket vil i virkeligheten være svært beskjedent, men i passivhusevalueringen må standardverdier benyttes Antatt energidekningsgrad el-bereder: 100% Kjøling Det blir ingen lokal kjøling, men kjøling av ventilasjonsluften, trolig ved hjelp av en DX-enhet Antatt effektfaktor=2,5 Interne varmelaster og energibruk til utstyr For belysning, teknisk utstyr, tappevann og personer brukes normative verdier fra NS3031 for driftstid, effekt og varmetilskudd Utendørs Gatevarme og utendørs belysning ol inkluderes iht forskrift ikke i energiberegningene Driftstid I simulering brukes normative verdier fra NS3031 Kontorbygg: 12h/5dager/52uker Skolebygg: 10h/5dager/44uker

14 14 / Resultater energiberegning 321 Simulering med kun minstekrav En simulering ble gjennomført med minstekravene for kontorbygg beskrevet i kapittel 22 Det er simulert med kjølebatteri på ventilasjonsluften og luftmengder iht TEK10 Formålet med simuleringen er å avdekke hvilke innstramminger som kreves for å klare de overordnede kravene Evaluering mot passivhusstandarden Varmetapsramme Energiramme Minstekrav Luftmengder ventilasjon Samlet evaluering Resultater av evalueringen Beskrivelse Bygningen tilfredstiller ikke kravet for varmetapstall Bygningen tilfredsstiller ikke krav til energibruk Bygningen tilfredsstiller minstekrav til enkeltkomponenter Luftmengdene tilfredsstiller minstekrav gitt i prosjektrapport 42 (tabell B4) Bygningen tilfredstiller ikke alle krav til passivhus Varmetapsbudsjett Beskrivelse Verdi Varmetapstall yttervegger 0,07 Varmetapstall tak 0,11 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,10 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,13 Varmetapstall kuldebroer 0,03 Varmetapstall infiltrasjon 0,04 Varmetapstall ventilasjon 0,20 Totalt varmetapstall 0,69 Krav varmetapstall 0,50 Energiytelse Beskrivelse Verdi Krav Netto oppvarmingsbehov Netto kjølebehov 36,0 kwh/m² 15,0 kwh/m² 5,9 kwh/m² 10,0 kwh/m² CO2-utslipp 26 kg/m² 25 kg/m² Minstekrav enkeltkomponenter Beskrivelse Verdi Krav U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,15 0,15 U-verdi tak [W/m²K] 0,10 0,13 U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/m²K] 0,10 0,15 U-verdi glass/vinduer/dører [W/m²K] 0,80 0,80 Normalisert kuldebroverdi [W/m²K] 0,03 0,03 Årsmidlere temperaturvirkningsgrad varmegjenvinner ventilasjon [%] Spesifikk vifteeffekt (SFP) [kw/m³/s]: 1,50 1,50 Lekkasjetall (lufttetthet ved 50 Pa trykkforskjell) [luftvekslinger pr time] 0,60 0,60 *U-verdien på gulv og tak påvirkes av hva konstruksjonen vender mot; hhv grunn og loft Energibudsjett Energipost Energibehov Spesifikt energibehov 1a Romoppvarming kwh 25,8 kwh/m² 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 4278 kwh 10,1 kwh/m² 2 Varmtvann (tappevann) 2114 kwh 5,0 kwh/m² 3a Vifter 3128 kwh 7,4 kwh/m² 3b Pumper 679 kwh 1,6 kwh/m² 4 Belysning 6609 kwh 15,7 kwh/m² 5 Teknisk utstyr 7930 kwh 18,8 kwh/m² 6a Romkjøling 0 kwh 0,0 kwh/m² 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) 2491 kwh 5,9 kwh/m² Totalt netto energibehov, sum kwh 90,4 kwh/m²

15 15 / 28 Resultatene under viser at varmetapsrammen (Totalt varmetapstall) er på 0,69, altså 0,19 over kravet på 0,5 Dermed oppnås ikke kravet til energiramme (Netto oppvarmingsbehov på 15Wh/m 2 ) Kravet til CO 2 -utslipp (25kg/m 2 ) oppnås ved at oppvarming dekkes av varmepumpe og fliskjel Til sammenligning ville det med olje- og el-kjel brukt 34 25kg/m 2 Kjølebehovet er imidlertid godt under kravet Varmetapsrammen viser også at det største varmetapet er via ventilasjonen, deretter vinduer, tak og gulv Energibudsjettet på 90,4 kwh/m 2 /år gir en indikasjon på byggets totale energibehov Til sammenligning er tilsvarende krav i TEK kwh/m 2 /år og- TEK kwh/m 2 /år Merk imidlertid at post 2 tappevann, 4 belysning og 5 teknisk utstyr (ca 50% av energibehovet) er basert på obligatoriske referanseverdier hentet fra standarden og kan ikke påvirkes i passivhusevalueringen Levert/kjøpt energi vil også være høyere da ethvert system har tap 322 Resultat med valgte løsninger En serie alternative simuleringer ble gjennomført med følgende akkumulerende tiltak I tabellen under vises resultatene av disse med følgende fargekode: Passerer ikke krav til Passivhus eller Lavenergi Lavenerginivå Passivhusnivå 1 Tiltaksbeskrivelse Varmetapstall Netto oppvarmingsbehov Netto kjølebehov CO 2 - utslipp kwh/m² kwh/m ² kg/m² Overordnet kriterier energiytelse 0, Kun minstekrav passivhuselementer og fossil oppvarming 0, ,0 43 Kun minstekrav passivhuselementer med fornybar oppvarming 2 0, , Forbedret varmegjenvinner, 85% 0,64 31,5 5,9 25 Forbedret U-verdi tak 0,13-0,10 4 (400mm isolasjon) 0,62 28,9 5,9 25 Forbedret U-verdi tak 0,13-0,08 5 (500mm isolasjon) 0,60 27,2 5, Forbedret U-verdi gulv, 0,15-0,08 0,57 24,2 6, Forbedret U-verdi vinduer, 0,8-0,7 0,55 22,7 6,0 24 Forbedret U-verdi vegger, 0,15-0,09 0, , Forbedret kuldebroverdi 0,03-0,02 0,52 19,1 6, Forbedret kuldebroverdi 0,02-0,01 0,51 18,2 6, Forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift) 2007 wwwlovdatano

16 16 / 28 Resultatene viser at ved valgt løsning (alle tiltak 1 tom 10) oppfylles alle krav til Passivhus unntagen oppvarmingsbehovet på 18,2 kwh/m 2 /år og varmetapstall på 0,51 Tabellen viser at lavenergikravet oppnås Det er imidlertid et stykke igjen før Passivhuskravet er oppnådd I varmetapsbudsjettet under vises det hvordan varmetapet fordeler seg på ulike poster Det er varmetapstallet på 0,16 til ventilasjon som utgjør det største varmetapet Vinduer med lavere U-verdi vil ikke være mulig å få tak i Vegger, tak, gulv og kuldebroer kan reduseres ytterligere, men isolasjonstykkelsene må økes uforholdsmessig mye ved så lave U-verdier Varmetapstallet for infiltrasjon kan ikke dokumenteres i forkant Resultat av simulering med valgte løsninger Evaluering mot passivhusstandarden Varmetapsramme Energiramme Minstekrav Luftmengder ventilasjon Samlet evaluering Resultater av evalueringen Beskrivelse Bygningen tilfredstiller ikke kravet for varmetapstall Bygningen tilfredsstiller ikke krav til energibruk Bygningen tilfredsstiller minstekrav til enkeltkomponenter Luftmengdene tilfredsstiller minstekrav gitt i prosjektrapport 42 (tabell B4) Bygningen tilfredstiller ikke alle krav til passivhus Varmetapsbudsjett Beskrivelse Verdi Varmetapstall yttervegger 0,04 Varmetapstall tak 0,07 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,07 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,12 Varmetapstall kuldebroer 0,01 Varmetapstall infiltrasjon 0,04 Varmetapstall ventilasjon 0,16 Totalt varmetapstall 0,51 Krav varmetapstall 0,50 Energiytelse Beskrivelse Verdi Krav Netto oppvarmingsbehov Netto kjølebehov 18,2 kwh/m² 15,0 kwh/m² 6,0 kwh/m² 10,0 kwh/m² CO2-utslipp 23 kg/m² 25 kg/m² 33 Energibudsjett med valgt løsning Tabellen under viser byggets energibudsjett basert på de valgte løsningene (simulering 1-10)

17 17 / 28 Energibudsjett Energipost Energibehov Spesifikt energibehov 1a Romoppvarming 5614 kwh 13,3 kwh/m² 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 2052 kwh 4,9 kwh/m² 2 Varmtvann (tappevann) 2114 kwh 5,0 kwh/m² 3a Vifter 3473 kwh 8,2 kwh/m² 3b Pumper 605 kwh 1,4 kwh/m² 4 Belysning 6609 kwh 15,7 kwh/m² 5 Teknisk utstyr 7930 kwh 18,8 kwh/m² 6a Romkjøling 0 kwh 0,0 kwh/m² 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) 2520 kwh 6,0 kwh/m² Totalt netto energibehov, sum kwh 73,3 kwh/m² Energibudsjettet er på 73,3 kwh/m 2 /år eller totalt ca kwh per år Ved Passivhusnivå ville energibehovet vært på ca kWh/år, altså ligger valgte løsning kun 1 400kWh/år(4%) over passivhusnivå (Tilsvarende ca 1 100kr per år i redusert energiutgift) Hadde bygget blitt bygd etter TEK 10 eller TEK07 hadde det hatt et netto behov 3 på hhv ca kwh eller kWh Figuren under viser energibudsjettet for valgt løsning sammenlignet med energiramme i TEK07 og TEK10, kun minstekravene til passivhuselementer samt for oppnådd passivhusnivå Energibehov kontorbygg kwh/m2/år Energibehov kontorbygg Krav TEK 07 Krav TEK 10 Admbygg kun passivhus minstekrav Admbygg valgt løsning Passivhus oppnådd Ved å bruke minstekrav til passivhuselementer nær halveres energibehovet i forhold til dagens krav De valgte løsningene reduserer energibehovet ytterligere 10%, mens Passivhusnivå kun medfører ytterligere 2% reduksjon 3 Faktisk forbruk, dvs behov for kjøpt/levert energi vil være 10-20% høyere pga systemtap

18 18 / Hvorfor oppnås ikke Passivhusnivå? Simuleringen viser at man skal strekke seg svært langt for å klare Passivhuskravet Det ble derfor gjort alternative simuleringer for å avdekke mulige årsaker til dette Tiltaksbeskrivelse Varmetapstall Netto oppvarmingsbehov Netto kjølebehov CO 2 - utslipp kwh/m² kwh/ m² kg/m² Overordnet kriterier energiytelse 0, Simulering uten solavskjerming(ikke anbefalt) 0,51 15,3 6,0 23 Simulering med kun minstekrav luftmengde (ikke anbefalt) 0,49 17,6 3,9 23 Simulering uten solavskjerming og min luftmengder (ikke anbefalt) 0,49 14,6 3,9 23 Det er et lite bygg på kun 1 etasje slik at varmetapet gjennom ytterflater fordelt på oppvarmet areal blir relativt stort Ved ferdigstillelse skal bygget trykktestes og man har i passivhus hatt gode erfaringer med å oppnå bedre lufttetthet enn minstekravet Her er det altså potensiale for forbedringer Det er et usikkerhetsmoment i luftmengder da bygget ikke er ferdig prosjektert Her ville flere energirådgivere på dette stadiet brukt minste tillatte luftmengder, men det er her valgt å bruke tilnærmet reelle (høyere) Selv med minimumskravet til luftmengder iht Passivhusstandarden er dette tallet fortsatt nesten 0,14 og oppvarmingsbehovet reduseres kun fra 18,2 til 17,6 kwh/m 2 Det er dermed ikke stort å hente på å redusere luftmengdene, og dessuten ikke anbefalt Solavskjerming: Det er trolig ikke praksis å utføre energiberegninger for passivhusevaluering med bruk av solavskjerming da dette gir mye gratis solvarme Det er imidlertid forskriftskrav at et bygg skal oppnå en gjennomsnittlig solskjermingsfaktor (g-verdi) på under 15% og det er derfor valgt å gjøre det Som det vil fremgå av kapittel 5 medfører å strekke seg det siste lille stykket til passivhusnivå ekstremt store isolasjons- og veggtykkelser Den ekstra lille energibesparelsen vil ikke på noen måte kunne forsvare den ekstra investeringen dette medfører

19 19 / Egendefinert energiberegning "Svartgangen" Det er også foretatt en energivurdering av vestibyle ("Svartgangen") Denne er ikke ventilert, og skal ikke oppvarmes til mer enn 15 C og faller dermed ikke inn under forskriftskrav til energieffektivitet 4 Energiberegningen følger derfor ikke NS3031, men er egendefinert og tilpasset nær Figur 2Plantegning vestibyle "Svartgangen" 13juni2010 Det er her tatt utgangspunkt i U-verdier i henhold til TEK10 bortsett fra gulv og tak som holder samme nivå som administrasjonstilbygget Glassfasader i øst og vest har U-verdi 1,2 W/m 2 K Det er simulert med oppvarming til 15 C med åpning av inngangsdører hvert friminutt Beregnet årlig energibehov til oppvarming: kwh 22,3 kwh/m² Beregnet energibehov inkl belysning: kwh 45,0 kwh/m² Beregnet årlig energibehov for administrasjonstilbygget inkludert vestibyle blir dermed: kwh 79,1 kwh/m² Forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift) 2010 wwwlovdatano

20 20 / 28 4 INNEKLIMASIMULERING 41 Inndata Følgende rom iht tegninger datert anses som utsatt for overtemperaturer sommerstid og det er derfor gjennomført inneklimasimuleringer i Simien: Møterom sør 20,3m 2 Personalrom 48,5m 2 Faglig leder 1 16,1 m 2 Figur 3Plantegning 18mai 2011(noe endret 6juni) Inneklimakrav: Maksimalt 50 timer per år med lufttemperatur over 26 C Maksimalt CO 2 innhold på 1000ppm Det er tidligere gjort simuleringer iht tegninger datert Gulvarealet er blitt noe mindre, mens takhøyden har økt Vinduer er også endret 411 Interne varmelaster Under er en liste over antatte varmelaster i de simulerte rommene Det understrekes at en grønn IT-politikk vil kunne bidra til å redusere effektbehovet til elektronisk utstyr og dermed redusere kjølebehovet

21 21 / 28 Rom Fagleder 1 Belysning 8W/m 2 Utstyr 1 PC+Monitor á 110W Personer 1-4 personer á 100W Driftstid* kl 8-17, 30min matpause Besøk i 1 time Rom Møterom Belysning 8W/m 2 Utstyr 1 prosjektor+iwb+pc á 500W, 4 bærbare PC á 25W Personer 12 personer á 100W Driftstid kl Rom Personalrom Belysning 8W/m 2 Utstyr Div kjøkkenutstyr 500W Personer 28 personer á 100W Varmtvann 0,8W/m 2 Driftstid kl for personer, 7-17 for utstyr og belysning *Det forutsettes behovsstyrt belysning og PC'er som går i dvalemodus, men det er normalt noe responstid på dette og det antas derfor kontinuerlig på i arbeidstiden Tabellen under viser sammendrag av internlaster 5 Dette viser at det er menneskene i rommet som bidrar til det største varmetilskuddet Møterommet har dermed det største varmetilskuddet per m 2 Rom Varmelast Varmelast Varmelast Sum personer utstyr belysning internlaster W W W W/m 2 Fagleder Møterom sør Kantine personalrom Konstruksjonsdetaljer er som i energiberegningene 412 Ventilasjon: Strategi sommer Luftmengder er i utgangspunktet satt iht til dimensjoneringskriteriene gitt i byggeforskriftene Dette er minstekrav Min luftmengde i driftstiden er 10 m 3 /h/m 2 Driftstiden: kl Min luftmengde i driftstiden er 6 m 3 /h/m 2 5 Det er viktig med en "grønn" IT-politikk, samt å kjøpe utstyr med Energimerke A+ på denne måten vil interne varmelaster redueseres til et minimum og kjølebehovet reduseres

22 22 / 28 Behovsstyrt ventilasjon for å holde temperaturen under 26 C og 1000ppm CO 2 (Økning av luftmengde aktiveres ved 23 C) Grunnventilasjon på 0,7m 3 /h/m 2 kjøres døgnkontinuerlig iht TEK 6 10 Tilluftstemperatur og lufttemperatur for nattsenking tillates ned mot 16 C Utvidet driftstid og nattventilasjon er en mulighet for å senke temperaturen Imidlertid vil det ha begrenset effekt i et termisk lett bygg (gips, tre ol) i forhold til et termisk tungt bygg (eksponert betong, tegl ol) 42 Resultater inneklimasimulering Årlig temperaturvarighet i arbeidstiden uten kjølebatteri eller frikjøling(nattdrift av ventilasjon): Lutmengde= minstekrav i TEK10 Timer over 26 C Maks innelufttemperatur Maks CO 2 konsentrasjon Tid [h] C ppm Fagleder ,8 831 Møterom Sør 88 32, Personalrom , De innledende simuleringene viser at luftmengdene må økes for å klare temperaturkravet og til dels også for å klare CO 2 -kravet Luftmengde 25% høyere en minstekrav i TEK10 Timer over 26 C Maks innelufttemperatur Maks CO 2 konsentrasjon Tid [h] C ppm Fagleder ,2 737 Møterom Sør 73 32,1 875 Personalrom Ytterligere økning av luftmengder gir liten innvirkning på temperaturen Det bør derfor vurderes kjøling av ventilasjonsluften: 6 Forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift) 2010 wwwlovdatano

23 23 / 28 Luftmengde =TEK10/Passivhus med kjølebatteri Timer over 26 C Maks innelufttemperatur Maks CO 2 konsentrasjon Tid [h] C ppm Fagleder ,8 820 Møterom Sør 6 24,9 989 Personalrom 0 25,4 992

24 24 / 28 5 IMPLIKASJONER For å oppnå Passivhus-nivå er det i det følgende konkretisert krav i forhold til de ulike bygningsdeler Tabellene viser implikasjonene ved ulike valg som feks isolasjonstykkelser 51 Varmeisolasjon Komponenter: Komp verdi Implikasjon U-verdi yttervegg U-verdi gulv 0,15 W/m²K 0,09 W/m²K 0,06 W/m²K 0,15 W/m²K 0,08 W/m²K Min 250mm isolasjon, krysslektet Veggtykkelser >0,3m* Min 450mm isolasjon, krysslektet Veggtykkelser >0,5m* Min 650mm isolasjon, krysslektet Veggtykkelser >0,7m* Ca 100mm EPS/XPS Markisolasjon utenfor ringmur Ca 300mm EPS/XPS Markisolasjon 0,06 W/m²K Ca 450mm EPS/XPS Markisolasjon U-verdi yttertak 0,13 W/m²K Ca 250mm isolasjon (avhengig av konstruksjon) 0,08 W/m²K Ca 400mm isolasjon (avhengig av konstruksjon) 0,06 W/m²K Ca 700mm isolasjon (avhengig av konstruksjon) U-verdi vinduer 0,70 W/m²K 3-lags m/argon fylling Superisolert karm Norm kuldebroverdi 0,03 W/m²K Minimum 150 mm overisolerte kuldebroer Kuldebroverdier i størrelsesorden <0,04W/mK for alle overganger 0,02 W/m²K Kuldebroverdier <0,03W/mK for alle overganger 0,01 W/m²K Kuldebroverdier <0,01W/mK for alle overganger * U-verdier hentet fra Rockwool U-verdiprogram, Yttervegg med Flex systemplate De valgte verdiene er uthevet

25 25 / 28 0,24 0,21 0,18 U-verdi yttervegg U-verdi 0,15 0,12 0,09 0,06 0, W/m2K Veggtykkelse [mm] Diagrammet over viser U-verdien som funkjson av veggtykkelse for en bindingsverksvegg med platekledning beregnet i Rockwools U-verdiprogram Jo lavere U-verdi, dess større økning i isolasjonstykkelsen kreves Feks vil en økning fra 150 til 200mm gi en forbedret U-verdi fra 0,23 til 0,19, mens en økning fra 600mm til 650mm kun vil gi en forbedret U-verdi på 0,07 til 0,06 Tilsvarende gjelder for gulv og tak 52 Luft-tetthet Komponenter: Komp verdi Implikasjon Lekkasjetall ved 50Pa 0,6 /h Kontinuerlig vindtetting med klemte skjøter Rullprodukt Mansjetter på alle gjennomføringer Fokus på dørløsninger Trykktestes underveis og ved ferdigstillelse 53 Ventilasjon Komponenter: Komp verdi Implikasjon Varmegjenvinning (η) 85 % Høyeffektiv roterende gjenvinner og overdimensjonert aggregat SFP-verdi 1,5 kw/(m 3 s) Romslige og korte føringsveier Max 1 Pa/m Fokus på utløpstap Luftmengder VAV Behovsstyring av luftmengder Inneklima Lavemitterende materialer For å gi god luftkvalitet med minimale luftmengder må innvendige flater bestå av dokumentert lavemmiterende materialer

26 26 / Belysning og utstyr Komponenter: Komp verdi Implikasjon Installert effekt 8 W/m 2 Effektive lyskilder og armaturer Behovsstyring Effektiv, men brukertilpasset behovsstyring 55 Solavskjerming og dagslystilgang Komponenter: Komp verdi Implikasjon Total g-verdi (minstekrav TEK10) G t 0,15 Gjelder på solbelastet fasade, med mindre det kan dokumenteres at bygningen ikke har kjølebehov Veiledning til TEK10: Solbelastet fasade er fasader orientert mellom nord-øst (45 ) og nord-vest (315 ) Vinduer og glassarealer bør minimeres i arealer som ikke krever dagslys eller utsikt og siktlinjer mot utemiljøet For å hindre overoppheting i sommerhalvåret vil vindusutforming med lave og brede glassfelt være en god løsning Denne gir god dagslysdekning, samtidig som den også gir god bygningsmessig avskjerming ved høye solvinkler Dette er illustrert i figuren, som viser direktestråling mot glasset på en sørvendt fasade Figuren viser to alternative plasseringer av glass, samt solvinkler for høyeste og laveste maks solvinkel ila et år i Oslo Ved å trekke vindusfeltet inn i fasaden oppnås en halvering av direkte solbestrålt flate sommerstid, og dermed innstrålt effekt til rommet Vinterstid oppnås allikevel full aktivisering av glasset mht solenergitilgang Dette vil også bidra til å redusere utvendig dogg/rimdannels på vindusflaten vinterstid Denne utformingen gir tilnærmet ingen reduksjon av dagslystilfanget i innenforliggende arealer Høyden på vindusbåndet vil påvirke dagslysnivået, ved at lys bringes lenger inn ved høy plassering av glassfelt For å unngå kuldebroer er det allikevel viktig at vindu plasseres innenfor isolasjonssjikt Se figur under Ved å plassere innfesting utenfor isolasjonssjikt fordobles kuldebroverdien

27 27 / 28 En hylle av for eksempel glass med en innebygget reflektor kan benyttes for å øke dagslystilgangen i rom med små vindusarealer Hyllen monteres horisontalt på vinduet enten innvendig eller utvendig for å dirigere dagslyset mot himlingen Lyshyllen er mest effektiv hvis den plasseres på utsiden av fasaden, men virker mindre forstyrrende på fasaden hvis den plasseres innvendig 6 ENOVAS STØTTEPROGRAM Enova gir støtte til Passivhus og Lavenergibygg Byggeier skal stå som søker, men rådgiver kan bistå i søknadsprosessen Søknaden bør sendes når forprosjekt er gjennomført med tegninger av bygget, beregninger av energibehovet, valg av varmeløsning og beregnet kostnadsoverslag Støttesatser er som følger: Passivhus Nye yrkesbygg: 350 NOK/m 2 Rehabilitering av yrkesbygg: 550 NOK/m 2 Lavenergibygg Nye yrkesbygg: 150 NOK/m 2 Rehabilitering av yrkesbygg: 450 NOK/m 2 I tillegg gis det støtte til rådgivning: Prosjekter < 500 m 2 oppvarmet BRA kan få støtte til 20 t rådgiving

28 28 / 28 7 KONKLUSJONER OG ANBEFALINGER Denne rapporten inneholder Passivhusevaluering av administrasjonsbygget på Jevnaker skole basert på tegninger og informasjon tilgjengelig 14juni 2011 Prosjekteringsgruppen har benyttet passivhuselementer som langt overgår minstekravene Bygget oppfyller alle krav til passivhus unntatt oppvarmingsbehovet som er på 18,2 kwh/år og varmetapstallet på 0,51 Bygget oppnår krav til Lavenergibygg Beregnet energibehov for bygget er kun 4% over Passivhusnivå For å klare krav til tilfredsstillende inneklima behøves både utvendig solavskjerming og kjøling av ventilasjonsluften Energibruken til kjølebatteri er godt under Passivhuskravet Når bygget likevel ikke oppnår Passivhusnivå skyldes det flere forhold: Fordi bygget har et forholdsvis lite BRA og kun er på én etg blir varmetapet gjennom ytterflater fordelt på oppvarmet gulvareal relativt stort Det kreves at en strekker seg langt over minstekravene til Passivhus for å klare de overordnede kravene til energiytelse Bla vil de lave U-verdiene medføre veggtykkelser på over 700mm En reduksjon i vindusareal ville bidratt til å redusere varmetapstallet og oppvarmingsbehovet Det må imidlertid avveies mot trivsels- og dagslysaspektet Det tjener ingen om Passivhus får rykte på seg som "bunkers" Lekkasjetallet kan ikke dokumenteres før ferdigstillelse Det er gode erfaringer i Passivhus for at dette tallet er lavere enn minstekravet Dette krever fokus på god utførelse gjennom hele byggeprosessen De lave kuldebroverdiene må ved detaljprosjektering dokumenteres Det er mange aspekter ved energibruken i et bygg som ikke dekkes av Passivhusstandarden Især gjelder dette energioppfølging ved igangskjøringsprossessen og daglig drift Det bør settes særskilte krav til overtakelse og FDV-dokumentasjon i en beskrivelse