Workshop 3. februar 201 Utnyttelse av termisk masse for reduksjon av energibruk i bygg Skanskas erfaringer og satsning på termisk masse Niels Lassen Marit Kindem Thyholt 1
Simulering av effekten fra termisk masse Erfaring med termisk masse i prosjekter Utfordringer Skanskas videre arbeid 2
Simulering av effekten ved termisk masse Termisk masse «kommer til syne» ved temperaturendringer dynamiske forhold. Krevende å simulere, krever dynamiske simuleringer All varmeutveksling beregnes for hvert step Henger tett sammen med valg av driftsmetode driftsstrategi, nattsenkning, kjølestrategi etc. viktig Holde på varme Lede varme Harmonere med omgivelsene 3
Følgende metoder er vanlige: 1-masse modell (SIMIEN m.m) Differansemetoder (Heat m.m.) Flow element / Multisone CFD Viktige parametre: Varmekapasitet Varmeledning i materialet Overgangsmotstand 4
Termisk masse i SIMIEN 1 masse for hele sonen Fast overgangsmotstand gulv, vegg, tak All varmeledning er 1- dimensjonal Tilpasset døgnlige svingninger Harmonerer godt ved kontroll mot andre men er driftsbetingelsene realistiske?
Termisk masse ved mer avanserte modeller I. Differansemetoder bedre der du har flere sjikt med betydelig varmekapasitet II. Multisone/flowelementmetoder kan gi bedre modellering av konvektiv overgang der dette brukes bevisst. III.CFD* - Krever CFD-kode som også behandler varmetransport i fast materiale. Alltid usikkerhet i «boundary layer» modellering. * CFD: Computational Fluid Dynamics 6
Powerhouse Kjørbo Plussenergibygg: bygg som produserer med fornybar energi i drift enn hva det bruker i et livsløpsperspektiv Totalrehabilitering av to kontorbygg fra 80- tallet på Kjørbo i Sandvika Byggherre: Entra Eiendom Totalentreprenør (også ansvarlig for miljø- og energikonsept): Skanska Norge Arkitekt: Snøhetta Leietaker og deltager prosjekteringsgruppen: Asplan Viak Totalt ca..200 kvadratmeter Byggestart i 2013 og overlevering februar 2014 BREEAM-NOR Outstanding for designfasen oppnådd (januar 2014) Før rehabiliteringen i 2013. Foto: Skanska. Etter rehabiliteringen, juni 2014. Foto: Skanska 7
Tiltak for redusert kjølebehov (og oppvarmingsbehov) Mye eksponert termisk masse: eksisterende bærekonstruksjoner og dekker (gulv dekket med tepper og tregulv) Effektiv solavskjerming, reduserte internlaster fra belysning og utstyr Frikjøling via energibrønner Nattkjøling av bygg/termisk masse via ventilasjonen/frikjøling ved behov Oppvarming på tilsvarende måte om vinteren ved behov (ikke benyttet tiltak så langt) Utfordrende kombinasjon: utnyttelse av termisk masse og akustikk Under rivning. Foto: Skanska. Etter rivning. Foto: Skanska. Før innflytting. Foto: Skanska. 8
Temperaturer under hetebølgen 2014 Temperaturloggere i ventilasjonsaggregat i blokk 4. Kilde: Olav Rådstoga, Asplan Viak 9
Utfordringer Tilpasse drift til byggets termiske egenskaper Få tak i den termiske massen! [W] 260000 240000 220000 200000 180000 160000 Varmetilskudd/kjøling 140000 120000 100000 80000 6 1 1 1 1 6 60000 40000 20000 6 6 6 0 64 321 64 321 432 432 432 432 432 1 6 432 1 Tid [h] 0 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 Internlaster 2 Oppvarming 3 Varmebatteri 4 Kjøling Kjølebatteri 6 Solstråling 10
uten å gå på bekostning av pris, byggeforskrifter, fleksibilitet, risiko, estetikk, sikkerhet, akustikk, brann 11
Veien videre Avhengig av passiv klimatisering på veien videre mot null-energi bygg Termisk masse er en premiss for dette Vil undersøke nye og bedre måter å utnytte termisk masse 12
Partnere: Skanska, SINTEF, Snøhetta, Lindab, Brekke & Strand, Rockofon, Spenncon, AJL, Fokus Rådgivning, Unicon, OPAK, FutureBuilt, Avantor, Acusto Kostnadsramme: 1,4 mill over 3 år 13