Energivurdering av Marienlyst skole

Transkript

1 Energivurdering av Marienlyst skole Sammendrag/konklusjon De foreløpige energiberegningene for Marienlyst skole viser at bygningen tilfredsstiller energikravene til passivhus i NS 3701:2012 gitt forutsetningene i dette notatet. Bygget ivaretar også alle kravene til TEK10, men energiforsyningskravet må dokumenteres spesielt. Dersom bygget skal ivareta TEK10, revisjon vil dette ikke ha betydning for konklusjonen. Minstekravene til passivhus tilfredsstilles. Det er under forutsetning av at LENI-tallet og minstekravene til normalisert kuldebroverdi og lufttetthet tilfredsstilles. Det er lagt til grunn 84 % varmegjenvinning som gjennomsnitt for hele skolen. Verdien har stor betydning for resultatet og det er derfor viktig at RIV har fokus på god varmegjenvinning der det er mulig. I beregningene er det benyttet minstekrav til luftmengder iht. NS Det er dermed ikke benyttet prosjekterte luftmengder, siden luftmengder for materialemisjoner er høye i FKOK Beregningsmetoden er avklart med Undervisningsbygg Oslo KF. I beregning mot kravene i TEK10 er det benyttet minstekrav til luftmengder iht. NS Dokumentet og beregningene er utført på bakgrunn av prosjektets utvikling per 29. november Dokumentet skal vise veiledende verdier og gi en indikasjon på mulig ivaretakelse av energikravene i prosjektet. Det er opp til totalentreprenøren om vedkommende ønsker å ivareta energikravene på tilsvarende måte som beskrevet i dette dokumentet eller på annen måte Vedlegg til anbudsbeskrivelse Ingve Ulimoen Hilde Røkenes Ingve Ulimoen Versjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier Side 1 av 12

2 1 Bakgrunn Norconsult AS har på oppdrag fra Undervisningsbygg Oslo KF utført energisimuleringer av Marienlyst Skole mot energikravene i Byggteknisk forskrift til Plan- og Bygningsloven (TEK10) og NS 3701:2012 Kriterier for passivhus og lavenergibygninger Yrkesbygninger. Dersom det er TEK10, revisjon som skal legges til grunn vil ikke dette ha betydning for konklusjonen. Forskriftskrav til energieffektivitet og energiforsyning i TEK10 TEK10 gir to alternative metoder for å dokumentere forventet energibruk for et bygg: Energitiltaksmetoden: Det er stilt krav til U-verdi for ytre bygningsdeler, totalt areal for glass/vindu/dører i forhold til BRA, lufttetthet og varmetap fra kuldebroer, samt noen krav til de tekniske installasjonene, se tabell 1. De enkelte bygningsdelene og komponentene må tilfredsstille disse kravene. Enkelte krav mht. varmetap gjennom ytterkonstruksjonene kan overskrides ved omfordeling mellom postene. Ved bruk av lokal kjøling må rammekravsmetoden benyttes. Rammekravsmetoden: Byggets samlede netto energibehov skal ikke overskride en rammeverdi i TEK 10 som gjelder for aktuell bygningskategori. Ved beregningen forutsettes standardiserte verdier for klima, driftstider og internlaster. I tillegg gjelder en del minstekrav som ikke kan overskrides, se Tabell 1. Tabell 1: Øvre grenseverdier i energitiltaksmetoden og minstekrav i TEK10. Bygningsdel Energitiltaksmetoden Absolutte minstekrav U-verdi gulv 0,15 W/m 2 K 0,18 W/m 2 K U-verdi tak 0,13 W/m 2 K 0,18 W/m 2 K U-verdi yttervegger 0,18 W/m 2 K 0,22 W/m 2 K U-verdi vinduer og dører (inkludert karm/ramme) 1,2 W/m 2 K 1,6 W/m 2 K Samlet glass-, vindus- og dørareal per BRA 20 % - Lufttetthet. Antall luftvekslinger per time ved 50 Pa trykkforskjell 1,5 h -1 3,0 h -1 Normalisert kuldebroverdi (totalt per BRA) 0,06 W/m 2 - Årsmidlere temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinner i ventilasjonsanlegg 80 % - Spesifikk vifteeffekt i ventilasjonsanlegg, SFP-faktor 2,0 kw/m 3 /s Side 2 av 12

3 Det skal være mulighet for natt- og helgesenking av innetemperatur. I tillegg gjelder følgende minstekrav: a) U-verdi for glass/vindu/dør inkludert karm/ramme multiplisert med andel vindus- og dørareal av bygningens oppvarmede BRA skal være mindre enn 0,24. b) Total solfaktor for glass/vindu (gt) skal være mindre enn 0,15 på solbelastet fasade, med mindre det kan dokumenteres at bygningen ikke har kjølebehov. c) Rør, utstyr og kanaler knyttet til bygningens varme- og distribusjonssystem skal isoleres for å hindre unødig varmetap. Bygning over 500 m 2 oppvarmet BRA skal prosjekteres og utføres slik at minimum 60 % av netto varmebehov kan dekkes med annen energiforsyning enn direktevirkende elektrisitet eller fossile brensler hos sluttbruker. Rammekravsverdien iht. TEK10 for skolebygning er netto energibehov på maksimalt 120 kwh/m² BRA per år. Passivhuskriterier iht. NS 3701:2012 I passivhusstandarden settes det ikke krav til totalt netto energibehov slik det gjøres i TEK10. Det stilles krav til høyeste varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonstap, høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til oppvarming (romoppvarming og ventilasjonsvarme) og høyeste netto spesifikt energibehov til kjøling. Kravene er ulike for de ulike bygningskategoriene og tilpasset lokalt klima. Kravene til passivhus for et skolebygg i Oslo er gjengitt i Tabell 2. I tillegg gjelder det en rekke minstekrav som er gjengitt i Tabell 3. Tabell 2: Øvre grenseverdier for passivhus for et skolebygg i Oslo iht. NS 3701:2012, og som er større enn 1000 m². Passivhus Høyeste varmetapstall for transmisjons- og infiltrasjonstap [W/m 2 K] 0,40 Høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til oppvarming [kwh/(m 2 år)] Høyeste beregnede netto spesifikt energibehov til kjøling [kwh/(m 2 år)] 20,1 5,0 Tabell 3: Minstekrav til enkeltkomponenter for passivhus i kategorien skolebygg iht. NS 3701:2012. Egenskap Passivhus U-verdi vindu og dør [W/(m 2 K)] 0,80 Normalisert kuldebroverdi, Ψ [W/(m 2 K)] 0, Side 3 av 12

4 Årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinner [%] 80 SFP-faktor ventilasjonsanlegg [kw/(m 3 /s)] 1,5 Lekkasjestall ved 50 Pa, n50 [h -1 ] 0,60 Høyeste beregnet årlig spesifikt energibehov til belysning, LENI [kwh/(m 2 år)] 9,9 Belysning Dynamisk dagslys- og konstantlysstyring Dynamisk behovsstyring ved tilstedeværelse Det er ingen krav til energiforsyning utover kravene i TEK10. 2 Beregningsmetode Simuleringene er utført med beregningsprogrammet Simien, versjon fra Programbyggerne. Simien utfører simuleringen iht. NS 3031:2007+A1:2010 Beregning av bygningers energiytelse. Metode og data. 3 Beregningsgrunnlag Beregningene er utført på grunnlag av: Plan-, og fasadetegninger, mottatt november Beskrivelse av bygget Marienlyst skole skal bygges med tre etasjer over terreng og en under terreng. Bæresystem er tenkt i stål og betong. Taket er planlagt som kompakt, varmt tak. Figur 1 viser et utsnitt fra utomhusplanen til Marienlyst skole Side 4 av 12

5 Figur 1: Utsnitt fra utomhusplanen til Marienlyst skole. Utsnittet illustrerer bygningens plassering. Utarbeidet av LARK i prosjekteringsgruppen Side 5 av 12

6 Det er beregnet arealer og volum som gitt i Tabell 4. Tabell 4: Areal og volum av bygningsdeler for Marienlyst Skole. Bygningsdel Skolebygg Areal yttervegger [m²] 1266 Areal tak [m²] 689 Areal gulv [m²]: 689 Areal vinduer og ytterdører [m²] 336 Areal glass/vinduer/dører fordelt på BRA [%] 14,7 Oppvarmet bruksareal (BRA) [m²] 2294 Oppvarmet luftvolum [m³] Beregningsforutsetninger Energiberegninger mot NS 3701:2012 setter en del krav til standardiserte inndata som avviker fra inndata gitt i NS 3031:2007+A1:2011. Dette gjelder energibehov til belysning og teknisk utstyr og luftmengder i ventilasjonsanlegget. I tillegg skal beregningene mot NS 3701 gjøres med lokalt klima, mens det i beregninger mot TEK10 skal brukes standardisert klima. De standardiserte inndata er gitt i Tabell 5. Det er derfor gjort to beregninger, én beregning mot TEK10 hvor det er brukt inndata iht. NS 3031 og standardisert klima og én beregning mot NS 3701:2012 hvor det er brukt inndata fra denne, der disse er ulike fra NS 3031, og lokalt klima. Tabell 5: Standardiserte inndata ved beregninger mot TEK10 og NS 3701:2012. TEK10 NS 3701:2012 Uteklima Standardklima Lokalt klima Skjermingsfaktoren til bygningen Driftstider for belysning, teknisk utstyr, oppvarming, ventilasjon og personer Settpunkttemperatur for oppvarming (driftstid/utenfor driftstid) Moderat skjerming, mer enn én vindutsatt fasade 10 / 5 / / 5 / 44 Faktisk skjerming bestemt på grunnlag av situasjonsplan og karttjenester på internett 21 C / 19 C 21 C / 19 C Side 6 av 12

7 Belysning: Gjennomsnittlig effektbehov og varmetilskudd i driftstiden [W/m 2 ] Teknisk utstyr: Gjennomsnittlig effektbehov og varmetilskudd i driftstiden [W/m 2 ] Varmtvann: Gjennomsnittlig effektbehov i driftstiden [W/m 2 ] Varmeavgivelse personer: Gjennomsnittlig varmetilskudd i driftstiden [W/m 2 ] 4,5 * 4,5 * 6 4 * 1,9 1, Luftmengder ved bruk av behovsstyring (driftstid/utenfor driftstid) [m 3 /(m 2 h)] 80 % av beregnet dimensjonerende luftmengde 8,0 / 1,0 *** * For passivhus forutsettes det at man benytter energieffektiv belysning og utstyr med behovsstyringssystem. ** Verdi ved bruk av behovsstyringssystem for belysning. *** Verdiene er minste tillatte gjennomsnittlig luftmengde brukt ved energiberegninger etter NS Forutsetter at luftmengde på grunn av materialemisjoner er maks. 3,6 m 3 /(m 2 h) og at luftmengder per person er maks. 26 m 3 /(h). Det forutsetter også lave luftmengder eller avskrudd anlegg utenfor driftstid. Inndata for øvrig er gitt i Tabell 6 og Tabell 7. Tabell 6: U-verdier benyttet i energiberegninger Element Verdi W/(m 2 K) Forslag til oppbygging / Kommentar Referanse U-verdi gulv i plan 0 0,18 (0,12)* Betongdekke med 200 mm kontinuerlig isolasjon, λd=0,038 W/mK BKS , Tab. 42 U-verdi gulv i plan 1 0,18 (0,11)* Betongdekke med 200 mm kontinuerlig isolasjon, λd=0,038 W/mK BKS , Tab. 42 U-verdi gulv mot det fri i plan 2 0, mm bindingsverk med isolasjon, λd=0,034 W/mK BKS , Tab. 45 U-verdi yttervegg mot terreng 0,18 (0,14)* Betong utvendig isolert med 200 mm kontinuerlig isolasjon, λd=0,038 W/mK BKS , pkt. 411 U-verdi yttervegg av bindingsverk med teglforblending mot det fri 0, mm isolert bindingsverk med 48 mm stenderverk, λd=0,035 W/mK og 50 mm murplate, λd=0,034 W/mK BKS , pkt. 51 U-verdi yttervegg av 0, mm isolert bindingsverk med 48 mm BKS , Side 7 av 12

8 bindingsverk med lett kledning mot det fri stenderverk, λd=0,035 W/mK. pkt. 42, L"=5,5 U-verdi yttervegg av betong med teglforbledning mot det fri 0,18 Betong med 200 mm utvendig kontinuerlig isolasjon, λd=0,038 W/mK. BKS , pkt. 411 U-verdi yttervegg av betong med lett kledning mot det fri U-verdi tak mot det fri plan 3 0,13 0,18 Betong med 300 mm isolert bindingsverk med 48 mm stenderverk, λd=0,035 W/mK. Betongdekke isolert med gjennomsnittlig 300 mm kontinuerlig isolasjon, λd=0,038 W/(mK) BKS , pkt. 42, L"=5,5 BKS , Tab. 52 Gjennomsnittlig U-verdi for vinduer, glassfasader og dører 0,80** 3-lags glass med gassfylling, superisolert karm/ramme. * Varmemotstand i grunnen er ikke inkludert i oppgitt U-verdi. U-verdien for gulvet/veggen reduseres av varmemotstanden i grunnen, ekvivalent U-verdi er oppgitt i parentes. ** Verdien er for hele vinduet, inkludert karm/ramme. Tabell 7: Videre inndata for energiberegning Element Verdi Kommentar Normalisert kuldebroverdi (totalt per BRA) 0,03 W/(m 2 K) Minstekrav iht. NS Se eget kapittel om normalisert kuldebroverdi. Lufttetthet. Antall luftvekslinger per time ved 50 Pa trykkforskjell 0,6 h -1 Minstekrav i NS Krever stort fokus gjennom hele prosessen. Bør være fullt mulig å få til for Marienlyst skole med standard gode tetteløsninger. Årsmidlere temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinner i ventilasjonsanlegg 84 % Verdi for å tilfredsstille kravet til netto oppvarmingsbehov. Dersom denne reduseres må noe annet gjøres bedre for å kompensere for det ekstra varmetapet. Spesifikk vifteeffekt i ventilasjonsanlegg, SFPfaktor 1,5 kw/m 3 /s Minstekrav iht. NS Dimensjonerende luftmengder tilluft og avtrekk for passivhusberegning (Driftstid/utenfor driftstid) 8,0 m 3 /(hm 2 ) / 1,0 m 3 /(hm 2 ) Minstekrav iht. NS Side 8 av 12

9 Element Verdi Kommentar Dimensjonerende luftmengder tilluft og avtrekk for TEK10 beregning (Driftstid/utenfor driftstid). 16,0 m 3 /(hm 2 ) / 3,0 m 3 /(hm 2 ) Veiledende verdier iht. NS Normalisert varmekapasitet 41 Wh/(m 2 K) Lette vegger og himlinger, mellomtunge gulv. Tunge vegger og gulv i plan 0. Solfaktor for vinduer med utvendige persienner Solfaktor for vinduer uten solavskjerming og vinduer med solavskjerming i ikke aktivisert stilling. 0,06 Tilsvarer utvendig bevegelig solskjerming, 3-lags rute. Solavskjerming styres automatisk og aktiviseres ved utvendig solflux lik 100 W/m 2. 0,45 Tilsvarer 3-lags rute hvorav to er energispareglass. Det er utelatt utvendig bevegelig solskjerming for fasade mot nordvest. Grunnforhold (varmeledningsevne / varmekapasitet) 2,0 W/(mK) / 556 Wh/(m 3 K) Sand/grus 6 Spesielle beregningsforutsetninger for passivhus Energibehov til belysning Energibehovet til belysning er satt til minstekravet iht. passivhus for skolebygninger, det vil si et gjennomsnittlig effektbehov til belysning på 4,5 W/m 2. Denne verdien må dokumenteres av RIE etter NS-EN 15193, og er et av kravene for at bygget skal oppnå passivhusstandard iht. NS Gjennomsnittlig U-verdi på vinduer Det stilles strenge krav til gjennomsnittlig U-verdi for glass/vinduer/dører for passivhus. Den gjennomsnittlige U-verdien skal ikke overstige 0,80 W/m 2 K, noe som ofte betyr at vinduer må ha en lavere verdi enn 0,80 W/m 2 K fordi det kan være vanskelig å få levert dører med lave nok U-verdier. Luftmengder I beregningene er det benyttet minstekrav til luftmengder iht. NS Det er dermed ikke benyttet prosjekterte luftmengder, siden luftmengder for materialemisjoner er høye i FKOK Beregningsmetoden er avklart med Undervisningsbygg Oslo KF. I beregning mot kravene i TEK10 er det benyttet minstekrav til luftmengder iht. NS Side 9 av 12

10 Normalisert kuldebroverdi Normalisert kuldebroverdi 0,03 W/(m 2 K) må dokumenteres. I prosjektet antas det at fundamenter, omkrets rundt vinduer og dekkeforkanter vil utgjøre de største kuldebrobidragene. 7 Resultater Beregning iht. NS 3701 Tabell 8, tabell 9 og tabell 10 viser at Marienlyst skole, slik den er planlagt, tilfredsstiller kravene i NS 3701:2012 Kriterier for passivhus og lavenergibygninger Yrkesbygninger ved å bruke minstekrav til luftmengder gitt i NS 3701 tabell A.2. Resultatet viser at bygningskonstruksjonene og komponentene er på et nivå som tilfredsstiller alle krav til passivhus i NS 3701, og at man har mulighet til å drifte bygningen med energibruk tilsvarende dette dersom man bruker gjennomsnittlige luftmengder på nivå med minstekravet. Minstekrav på enkeltkomponenter er tilfredsstilt. Det er under forutsetning av at LENI-tallet og minstekravene til normalisert kuldebroverdi og lufttetthet tilfredsstilles. Tabell 8: Skolebygget - Minstekrav til enkeltkomponenter i NS Minstekrav enkeltkomponenter Beskrivelse Verdi Krav U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,18 0,22 U-verdi tak [W/m²K] 0,13 0,18 U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/m²K] 0,12 0,18 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 Tabell 9: Resultat av beregning mot kriterier i NS 3701 for energiytelse. Energiytelse Beskrivelse Verdi Krav Netto oppvarmingsbehov 19,4 kwh/m² 20,1 kwh/m² Netto kjølebehov 3,3 kwh/m² 5,0 kwh/m² Gjennomsnittlig effektbehov belysning 4,5 W/m² 4,5 W/m² Tabell 10: Resultat av beregning mot kriterier i NS 3701 for varmetapstall Side 10 av 12

11 Beskrivelse Beregning mot TEK10 Marienlyst skole, slik den er planlagt, er godt innenfor rammekravet i TEK10 på 120 kwh/m 2 netto spesifikt energibehov. Tabell 11: Energiramme iht. TEK10 Tabell 12: Minstekrav iht. TEK10 Tabell 13: Omfordeling av energitiltak Varmetapsbudsjett Verdi Varmetapstall yttervegger 0,10 Varmetapstall tak 0,04 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,03 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,12 Varmetapstall kuldebroer 0,03 Varmetapstall infiltrasjon 0,05 Totalt varmetapstall 0,37 Krav varmetapstall 0,40 Beskrivelse Energiramme ( 14-4, samlet netto energibehov) 1a Beregnet energibehov romoppvarming 1b Beregnet energibehov ventilasjonsvarme (varmebatterier) Verdi 18,6 kwh/m² 14,7 kwh/m² 2 Beregnet energibehov varmtvann (tappevann) 10,1 kwh/m² 3a Beregnet energibehov vifter 3b Beregnet energibehov pumper 22,9 kwh/m² 2,9 kwh/m² 4 Beregnet energibehov belysning 9,9 kwh/m² 5 Beregnet energibehov teknisk utstyr 13,3 kwh/m² 6a Beregnet energibehov romkjøling 6b Beregnet energibehov ventilasjonskjøling (kjølebatterier) Totalt beregnet energibehov Forskriftskrav netto energibehov 0,0 kwh/m² 6,4 kwh/m² 98,8 kwh/m² 120,0 kwh/m² Minstekrav ( 14-5) Beskrivelse Verdi Krav U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,18 0,22 U-verdi tak [W/m²K] 0,13 0,18 U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/m²K] 0,12 0,18 U-verdi glass/vinduer/dører [W/m²K] 0,80 1,60 Lekkasjetall (lufttetthet ved 50 Pa trykkforskjell) [luftvekslinger pr time] 0,60 3,00 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,12 0, Side 11 av 12

12 Omfordeling energitiltak ( 14-3 (3), varmetapstall) Beskrivelse Verdi Krav Varmetapstall yttervegger 0,10 0,09 Varmetapstall tak 0,04 0,04 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,03 0,05 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,12 0,24 Varmetapstall kuldebroer 0,03 0,06 Totalt varmetapstall 0,32 0,47 8 Konklusjon De foreløpige energiberegningene for Marienlyst skole viser at bygningen tilfredsstiller energikravene til passivhus i NS 3701:2012 gitt forutsetningene i dette notatet. Bygget ivaretar også alle kravene til TEK10, men energiforsyningskravet må dokumenteres spesielt. Det er lagt til grunn 84 % varmegjenvinning som gjennomsnitt for hele skolen. Verdien har stor betydning for resultatet og det er derfor viktig at RIV har fokus på god varmegjenvinning der det er mulig Side 12 av 12