Er det overhodet behov for å installere varmeanlegg i godt isolerte bygg Ulike løsninger overordnet diskusjon og prosjekteksempler

Transkript

1 Er det overhodet behov for å installere varmeanlegg i godt isolerte bygg Ulike løsninger overordnet diskusjon og prosjekteksempler Arne Førland-Larsen Docent Sivilingeniør Asplan Viak Presentasjon NAL

2 Agenda Hvorfor oppvarming krav til varmeanlegg Når er oppvarming nødvendig kontor - bolig Ulike prinsipper for oppvarming - effektivitet Cases Power House Romsdal VGS Bolig (prinsipp)

3 Hva betyr noe for et godt inneklima Teknisk styrt / bygg kvalitet Brukerstyrt

4 Kaldras - lekkasje

5 Prinsipp bygg passivhusnivå

6 Moderate krav til turtemperatur < 30 o C

7 Komforttemperatur Normalt projekteres for: Sommer 0,5 clo Komfort temp o C Vinter 1,0 clo Komfort temp o C Forutsatt ca. 10 % misfonøyd

8 Krav til varmeanlegg: Sikre min. romtemp. 8

9 Temperaturen - menneskets varmebalanse

10 Operativ temperatur ~ middelverdi av overflatetemperaturer og lufttemperatur Overflate 26 oc Overflate 22 oc Opplevd 24 oc Opplevd 24 oc Lufttemperatur 22 oc Lufttemperatur 26 oc 10

11 Varmetilskudd og tap - hva er behovet Varmetap Krav til oppvarming Nødvendig friskluftmengde for person er 26 m3/h Det krever ca. 9 W for 1 grads oppvarming En person ca. 100 W klarer 11 oc oppvarming Ikke krav til oppvarming Bygg med varmegjenvinning Internvarme - personer utstyr Bygg uten varmegjenvinning Varmetilskudd 0-10 o C 20 o C Videncenter for Integreret Energi Design

12 Noen tall utetemperatur 20 oc Varmetapstall passivhusnivå 0,40 W/m 2 K Tap ved 20 o C ute 16 W/m 2 1 person pr. 8 m2 100 W samtidighet 0,5 6,0 W/m 2 1 PC pr. person 100 W samtidighet 0,5 6,0 W/m 2 Belysning snitt 3 W/m 2 Parasittstrøm 0 W/m 2 Samlet 15 W/m 2 Internvarme dekke oppvarmning men ikke noe overskudd

13 Noen tall utetemperatur 0oC Varmetapstall passivhus nivå 0,40 W/m 2 K Tap ved 0 o C ute 8 W/m 2 1 person pr. 8 m2 100 W samtidighet 0,5 6,0 W/m 2 1 PC pr. person 100 W samtidighet 0,5 6,0 W/m 2 Belysning snitt 3 W/m 2 Parasittstrøm 0 W/m 2 Samlet 15 W/m 2 Intern varme dekke oppvarmning - «Overskudd til lagring» 70 Wh/m 2 (10 timer) - Forbruk utenom brukstid 112 Wh/m2 (14 timer)

14 Beregningseksempel kontorlandskap Interne belastninger: 1 person pr. 8 m2 100 W samtidighet 0,5 6,0 W/m 2 1 PC pr. person 100 W samtidighet 0,5 6,0 W/m 2 Belysning snitt 3 W/m 2 Parasittstrøm 0 W/m 2 Samlet 15 W/m 2 Brukstid

15 Gjennomsnittlig tilstedeværelse

16 Kontorlandskap Fasade mot Syd - 0,15 W/m 2 K Glassareal 13 m2 (22 % av BRA) U-verdi vindu 0,8 W/m 2 K Utvendig solavskjerming 0,15 Tak mot ute 0,1 W/m 2 k Gulv mot sone med samme temperatur Lekkasjetall 0,6 h -1 Areal kontor BRA 60 m2 Ventilasjon - VAV 4-12 m3/m2

17 Oppvarmingsbehov ca. 15 kwh/m 2 år Energibudsjett Energipost Energibehov Spesifikt energibehov 1a Romoppvarming 834 kwh 13,9 kwh/m² 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 89 kwh 1,5 kwh/m² 2 Varmtvann (tappevann) 605 kwh 10,1 kwh/m² 3a Vifter 198 kwh 3,3 kwh/m² 3b Pumper 129 kwh 2,2 kwh/m² 4 Belysning 398 kwh 6,6 kwh/m² 5 Teknisk utstyr 796 kwh 13,3 kwh/m² 6a Romkjøling 0 kwh 0,0 kwh/m² 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) 105 kwh 1,7 kwh/m² Totalt netto energibehov, sum kwh 52,6 kwh/m²

18 [kwh] 1000 Månedlig varmebalanse Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Romoppvarming Varmegjenvinner (ventilasjon) Ventilasjonsvarme (varmebatterier) Varmtvann Vifter (ventilasjon) Belysning Teknisk utstyr Personer Sol Romkjøling (lokal kjøling) Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) Infiltrasjon (luftlekkasjer) Ventilasjon Transmisjon (bygningskropp)

19 Effektbehov romtemperatur 21 / 19 o C Maks effekt romoppvarming: W 28 W/m 2 Energibruk 15,4 kwh/m 2 år [W] Varighet effekt kjøling og oppvarming Tid [h] Varighetskurve oppvarmingsanlegg 2 Varighetskurve varmebatterier (ventilasjon) 3 Varighetskurve kjølebatterier (ventilasjon)

20 Konstant 20 o C romtemperatur Maks effekt romoppvarming: Fra 1650 til: 954 W Fra 28 til: 16 W/m 2 Energibruk Fra 15,4 til: 16.0 kwh/m 2 år [W] Varighet effekt kjøling og oppvarming Tid [h] Varighetskurve oppvarmingsanlegg 2 Varighetskurve varmebatterier (ventilasjon) 3 Varighetskurve kjølebatterier (ventilasjon)

21 Konstant 21 o C romtemperatur Maks effekt romoppvarming: Fra 1650 til: 739 W Fra 28 til: 12 W/m 2 Energibruk Fra 15,4 til: 18.3 kwh/m 2 år [W] Varighet effekt kjøling og oppvarming Tid [h] Varighetskurve oppvarmingsanlegg 2 Varighetskurve varmebatterier (ventilasjon) 3 Varighetskurve kjølebatterier (ventilasjon)

22 Oppvarming mulige løsninger

23 Effektivitet vannbåren oppvarming SPP for pumper 0,5 kw /(l/s) Turtemperatur varmeanlegg 55 / 35 o C Energibruk for å tilføre 100 kwh oppvarming 0,6 kwh

24 Oppvarming med ventilasjon Tillufts temperatur Oppvarming Tilført energi Ingen til oppvarming 20 o C «Tapt» energi Romtemperatur 20 o C Videncenter for Integreret Energi Design

25 Effektivitet ventilasjons oppvarming SFP for ventilasjon 1,5 kw /m 3 /s Middel utetemperatur i oppvarmningssesong 5 o C Gjenvinning ventilasjon 85 % Tilluft temperatur (romtemp.10 oc) 30 o C Energibruk for å tilføre 100 kwh oppvarming 15 kwh

26 Åpen dør potensiale Med: H = 2 m (dørhøyde) A = 1,8 m 2 Temperatur 1 o C: 0,11 m 3 /s 130 W Temperatur 2 o C: 0,15 m 3 /s 367 W Varmetap cellekontor 8m 2 : 0,4 W/m2 x 8 m2 X 40 oc = 128 W Varmetap kontor landskap 60 m 2 : 0,4 W/m2 x 60 m2 X 40 oc = 960 W

27 Effektivitet åpen dør Tilsvare radiator: Energibruk for å tilføre 100 kwh oppvarming 0,6 kwh Men det spares investeringskostnad

28 Prinsipp varme - kuldelagring Vegg er Varme- kulde lager Materiale Overføringshastighed Varmeledning Rommet Overførings - hastighed Varmeovergangstall

29 Materialverdier Materiale Varmeledning W / m K Massefylde kg / m3 Varmekapacitet J / kg K Beton 1, ,92 Træ 0,17 0, ,1 2,9 Gips 1, ,09 Linoleum 0, Tæppe 0,03 0,08 80 Gips 20% PCM 0, ,0 1) Gips 40% PCM 0, ,3 1) (PCM Phase Changing materials) Kilder: Danvak Grundbog, Passive cooling of buildings by night ventilation

30 Microcapsules as packaging for the PCM PCM are microencapsulated PCM comes in powder form or as a dispersion. Product Name: Micronal PCM 3 melting points available: 21 C, 23 C or 26 C 5 µm Acrylic polymer coating ( plexiglas ) Wax (paraffin) Fp: ca. 23 C or 26 C Δ H: 110 J/g 30

31 Eksponering er sentral For at varme/kulde akkumulering skal fungere, skal varmeakkumulerende materialer være.eksponerte / tilgjengelige.og hurtig varme/ kulde overføring skal være mulig

32 Potential romtemperatur Lett rom Tungt rom 28 Romtemperatur ( C) Klokkeslett 8 Ill: Coin Høseggen, 2008

33 Effektivitet varmelagring Tilsvarer radiator: Energibruk for å tilføre 100 kwh oppvarming 0,6 kwh Men der spares investeringskostnad

34 Powerhouse Kjørbo 34

35 Powerhouse

36 Oppvarming med vannbåren varme i kjerner

37 Romsdal VGS Molde Hybrid ventilasjon HUS arkitekter AS Illustrasjon HUS arkitekter

38 Illustrasjon HUS arkitekter

39 Forenklet installasjon i boligbygg Illustrasjon Cubo Arkitekter

40

41 Oppsummering Lavenergibygg har svært lite behov for oppvarming Oppvarmingssystem i lavenergibygg må designes i samsvar med dette Oppvarmingssystemet kan forenkles Oppvarmning kan flyttes vekk fra fasaden Oppvarmingssystem kan utelates i deler av bygget Alternativ oppvarming kan vurderes Effektbehov bør vurderes

42 Kontorventilasjon

43 Til annet ledd bokstav f Omluft skal ikke benyttes dersom dette fører til risiko for overføringer av forurensning mellom rom. Siden det oftest er svært vanskelig å dokumentere at dette skjer, innebærer kravet i praksis at omluft vanligvis ikke kan benyttes. Preaksepterte ytelser I den grad omluft benyttes, må den filtreres.

44 Ventilasjonsaggregat intern by-pass