N o t a t 2007-1 rev. 2 Oppdrag: Jåtten Øst Felt B8, Stavanger Dato: 9. august 2007 Emne: Oppdr.nr.: 213062 Til: Real prosjektutvikling AS Rein Olav Hansen Kopi: April Arkitekter Multiconsult, Stavanger Øvrige i prosjekteringsgruppen Utarbeidet av: Magne Surlien Kontrollert av: Erling Weydahl Arna Mathiesen Kjetil Kristensen Sign.: Sign.: Godkjent av: Erling Weydahl Sign.: Sammendrag: Dette notatet viser resultater av energiberegningene for boligprosjektet Jåtten Øst felt B8. Energiberegninger utført ved hjelp av beregningsprosedyrer beskrevet i prns 3031, viser at det er mulig å oppnå energikravene for de tette og lave boligene og blokken med de forutsatte U-verdier, virkningsgrader med mer. Beregningene viser henholdsvis 75 og 77 kwh/m 2 lavbyggene og blokken i forhold til kravet fra Norwegian Wood på 80 kwh/m 2 som er vektet levert energi basert på vektingsfaktorer senest i SINTEF rapport STF50 F05117. Det forutsetter at systemet for oppvarming inneholder en varmepumpe som dekker ca. 75% av varmebehovet og gassfyrt fjernvarme som dekker det resterende oppvarmingsbehovet inklusive effektbehovet i kuldeperioder. En forskyvning av etasjene vil belaste dette ytterligere og vil for 2,5 m forskyvning føre til en økning i vektet levert energibehov på 3 kwh/m 2. En endring av isolasjonstykkelsen på 5 cm i vegg fører til en endring i vektet levert energibehov på ca. 1 kwh/m 2. Tilsvarende vil en reduksjon i U-verdi for vinduer 1,2*1,8 m på 0,25 W/K,m 2 fra 1,05 til 0,8 redusere vektet levert energiforbruk med 2 kwh/ m 2 Ved gjennomføring av prosjektet anbefales å følge opp valg og utførelse av konstruksjoner med tanke på U-verdier, kuldebroer og tetthet med bygningsfysikk-kompetanse. Det anbefales videre å fokusere på inneklima i drivhus og solrom gjennom dimensjonering og konstruksjon av lufteluker og solavsjerming. Bruk av varmepumpe som henter varme fra grunnen eller som det er regnet med uteluft vil kreve et lavtemperatur varmesystem blir benyttet. Det kan enten skje ved at heteflaten på radiatorer økes 2,5-3 ganger i forhold til sentralvarme basert på fjernvarme som kan ha 90 o C turtemperatur og 70 o C returtemperatur som dimensjonerende eller ved at det legges gulvvarme i hele bygningsmassen. På grunn av at oppvarmingsbehovet er ca. 30 W/m 2 behøver ikke et gulvarmeanlegg dekke mer enn ca. 60% av gulvarealet i hvert enkelt rom. Et varmepumpesystem kan utføres separat for hvert enkelt bygg, separat for tett/lavdelen og blokken eller felles for hele prosjektet. Muligheten for løsning av plassbehov og kostnader til anlegg og nødvendig ledningsnett vil avgjøre dette valget. Det er viktig at dette avklares tidlig i planleggingsprosessen slik at planlegging av nødvendig infrastruktur kan ivaretas. 1.Innledning Bakgrunn: SBBL ved Real prosjektutvikling AS skal bygge boligprosjektet Jåtten Øst felt B8 i Stavanger etter vinner utkastet Hothouse utarbeidet av April Arkitekter. Prosjektet består av en boligblokk og tett/lav boligbebyggelse. MULTICONSULT AS Hoffsveien 1 P.b. 265 Skøyen 0213 Oslo Tel.: 22 51 50 00 Fax: 22 51 50 01 www.multiconsult.no
Energikrav: Oppdragsgiver har opplyst at energikravene skal være 80 kwh/m² år. Med energikravene menes vektet tilført energi slik det forstås ut fra rapportene O 20461 fra Byggforsk (27.06.05) og STF50 F05117 fra Sintef (24.06.05). Energikravene gjelder for Oslo-klima. I tillegg er det naturlig å vurdere hvordan bygningene oppfyller kravene som er satt i TEK 2007 da disse kravene har et begrenset beregningsgrunnlag uten virkningen av alternativ energiforsyning slik Norwegian Wood s krav har. Oppdragsbeskrivelse: Det skal utarbeides energiberegninger som dokumentasjon overfor oppdragsgiver Stavanger kommune på at kravene under Norwegian Wood og i aktuell lovgivning oppfylles. For å kunne være et verktøy til kvalitetssikring for at energikravene skal oppfylles er det viktig at kravene synliggjøres så konkret som mulig i løsninger så tidlig som mulig i planleggingsprosessen. Det er også viktig å måle delresultater som U-verdier, kuldebroer og infiltrasjon i forhold til forskrift, varmetap i forhold til varmetapsramme, netto energibehov i forhold til energiramme og vektet levert energi i forhold til foreslått energimerkekrav. Disse kravene ligger som en rekke i en kvalitetskjede. Velges for energikrevende løsninger for bygningskroppen blir det vanskelig å oppnå sluttkravet når det gjelder energimerke ved å ta det tapte igjen med de tekniske løsningene. Oppdraget søkes løst ved at det beregnes hvilken av de tre følgende rammer som skal benyttes som hovedkrav til bygningens energi og effektbehov og hvordan dette skal løses: Ovennevnte rapporter foreslår og TEK 2007 angir følgende måter å klassifisere bygninger etter: a. Varmetapskoeffisient (TEK) b. Netto energibudsjett (TEK) c. Vektet tilført energi (Energimerkeforslag) Undersøkelser og innhentet materiale: Denne rapporten bygger på resultatene fra Oppdragsrapport O 18030, Sluttrapport fra forbildeprosjektene Isobo og Mesterhus Lavenergi utarbeidet av Byggforsk 21.12.2004 på oppdrag fra Husbanken. Isobo konseptet er benyttet som mal for lavdelen. For blokken er referat fra særmøte prosjektering av 1.06.07 lagt til grunn. Beregningene er basert på arkitekttegninger i form av skisseprosjekt oversendt 29.06.07 og beregninger for fasadearealer og brutto oppvarmet bruksareal av 29.05.07 (arkitekt). Beregninger: Multiconsult AS har beregnet energibehovet for boligprosjektet Jåtten Øst felt B8, Hothouse i Stavanger ut i fra opplysninger oppgitt av arkitekt, rådgivere, oppdragsgiver og SINTEF v/tor Helge Dokka, samt TEK 2007 fra Statens Bygningstekniske Etat og forslag til ny NS 3031 fra Standard Norge. Vi viser også til Temaveileder energi utgitt av BE 3. mai 2007. Det er foretatt beregninger av U-verdier, byggets varmetransportkoeffisient, netto energiforbruk, levert energi samt vektet brutto energiforbruk for å vurdere dette opp mot relevante krav i i foreslåtte energimerker og nye forskriftkrav til varmetapsramme og energirammer i TEK 2007. Energiberegningene er utført etter forslaget til ny NS 3031, og er utført med Oslo-klima for å fastslå om energikravene oppfylles da både energimerkekrav og TEK2007 s energirammer forutsetter dette. Det er benyttet alle relevante modeller fra prns 3031. I tillegg til energibalanseberegning er også ny beregning av U-verdi og varmetap for gulv på grunn benyttet. Beregningene tar hensyn til internvarme ved beregning av oppvarmingsbehovet. Det tas med blant annet solinnstråling gjennom vinduer direkte 212748/erw 9 August 2007 Side 2 av 16
til boligdel og indirekte via vinterhage i lavdelen og trapperom i blokken. Ellers så er TEK 2007 fulgt og det er benyttet standardiserte og veiledende inndata fra prns 3031. Energiberegningene er foretatt for lavdelen under ett ikke for hvert hus separat fordi beregningene er foretatt for et skisseprosjekt og energirammekravet bare varierer mellom 128 og 130 kwh/m 2 for de aktuelle bygningene. Det er derfor regnet med en gjennomsnittsverdi som ligger innenfor 128 kwh/m 2. Rapport: Resultatene etter beregning er vist i denne rapport med beregninger for lavdelen og blokkene for seg. Det skyldes at disse har forskjellig struktur energimessig sett. Det gjelder blant annet forskriftskrav, vindusandel, bruk av vinterhager og trapperom for blant annet soltilskudd samt form på bygget. 2. Tett/lav 2.1 U-verdi Tabell 2.1 presenteres som en dokumentasjon på beregninger av kuldebroer og som en detaljert dokumentasjon på grunnlaget for U-verdiene som er benyttet. Alle U-verdier er oppfylt i forhold til kravene. Se også tabell 2.8. I følge forskriftene er det nødvendig å dokumentere kuldebroverdiene, ellers må det regnes med 0,04 W/m 2,C. 212748/erw 9 August 2007 Side 3 av 16
Tabell 2.1 Bygningsdata Beskrivelse Isolasjonstykkelse (millimeter) U-verdi/ kuldebroverdi (W/m 2 K) Areal (m 2 ) Varmetransportkoeffisient (W/K) Vegger 250 mm I-profiler med 48 mm innvendig krysslekting 300 0,14 2787 390 Yttervegg mot drivhus 90% U- verdi(prns3031) 300 0,13 633 81 Tak Sperrer av 350 mm I-profiler. Nedforing 23 mm lekter 350 0,12 1222 147 Golv 250 mm EPS-isolasjon underbetong, stasj. v.tapskoeff. etter prns 3031 250 0,14 1222 176 Dynamisk varmetransportkoeffisient etter prns 3031 115 Forenklet beregning uten grunnens virkning. 250 0,18 Vinduer/Porter Vinduer1,2x1,8m 3 1,05 499 524 Vinduer rundt utgangsdør 3 1,05 38 40 Glassfas næring/treningsrom 0 0,00 0 0 Glassfasade system mot takterrasse 3 1,05 437 459 Fasadesystem/m/balkongdører mot fellesarealer 3 1,00 238 237 Dører/Porter 3 1,05 80 84 Kuldebroer (W/m,K) Lengde(m) Fundament 100 0,02 532 10 Losholter 100 0,01 158 2 Sidestender 100 0,00 573 0 Utadgående hjørne 100 0,03 228 7 Tilslutning mellom yttervegg og tak 100 0,04 532 21 Summer 2177 Vinduer Areal/BRA % 38 % Formfaktor etter Enøk Normtall 0,9 vindusareal er over 20%. Dette skaper utfordringer for de videre beregningene. Brutto 2.2 Varmetapsrammer Det neste alternativ som vi da må undersøke om forskriftene kan oppfylles er ved en omfordelingsberegning innenfor en gitt varmetapsramme. Denne beregnes ved å benytte forskriftenes U- verdier som multipliseres hver for seg med bygningens respektive areal og summeres til en varmetapsramme. Byggets planlagte U-verdier skal så multipliseres med sine respektive arealer og man kommer fram til den totale varmetransportkoffisienten som må være mindre enn tillatt ramme for at kravet skal være oppfylt. I tillegg til tabell 2.1 gir også tabell 2.8 forutsetningene for beregningene. 212748/erw 9 August 2007 Side 4 av 16
Tabell 2.2 Varmetransportkoeffisient for bygget Areal (m 2 ) U-verdi/ kuldebroverdi (W/m 2 K) Luftmengde, V (m3/h) Virkningsgrad varmegjenvinner (%) Varmetransportkoeffisient (W/K) Vinduer 1212 1,04 1260 Dører 80 1,05 84 Yttervegger, netto areal 3420 0,14 471 Gulv på grunn 1222 0,14 176 Tak 1222 0,12 147 Kuldebroer (m 2 arealoppgis i oppvarmet BRA) 3214 0,01 40 Infiltrasjon 281 94 Ventilasjon 3 857 82 1 056 Samlet varmetransportkoeffisient 3327 Varmetapstallet W/m2K (varmetransportkoeffisienten dividert på oppvarmet brukareal) 1,04 Tabell 2.3 Varmetapsramme i henhold til TEK Areal (m 2 ) U-verdi/ kuldebroverdi (W/m 2 K) Luftmengde, V (m3/h) Virkningsgrad varmegjenvinner (%) Varmetapsramme (W/K) Vinduer 643 1,20 771 Dører 80 1,20 96 Yttervegger, netto areal 2850 0,18 513 Gulv på grunn 1222 0,15 183 Tak 1222 0,13 159 Kuldebroer (m 2 arealoppgis i oppvarmet BRA) 3214 0,04 129 Infiltrasjon 281 470 Ventilasjon 3857 70 902 Samlet varmetransportkoeffisient 3222 Varmetapstallet W/m2K (varmetransportkoeffisienten dividert på oppvarmet brukareal) 1,00 Vi ser av tabell 2.2 og 2.3 at samlet varmetransportkoeffisient ligger 0,04 W/m 2,K eller med 105 W/K over varmetapsrammen. Det er kun det store vindusarealet som fører til dette da vi i rammen regner med maksimalt 20% vindusareal. Alle de andre kravene i TEK 2007 er oppfylt, også infiltrasjonskravet der det er benyttet dokumenterte verdier fra Isobo-rapporten. (Vindusarealene i tabell 2.1 og 2.2 blir forskjellig da det ikke er tillatt å regne med mer en 20% vindusareal av BRA i beregning av varmetapsrammen.) 2.3 Energirammer Hovedalternativet vi kan undersøke er om kravet til energiramme for netto oppvarmingsbehov til romoppvarming og ventilasjon kan oppfylles. Ved en slik beregning der vi tar med internoppvarming fra lys, vifter, utstyr, personer og soloppvarming også via solrom og beregner etter prns3031 får man illustrert hvor mye av internvarmen som kan nyttiggjøres til å redusere oppvarmingen. 51% av internvarmen på 440 MWh som er 223 MWh benyttes til å redusere romoppvarmingsbehovet fra 318 MWh til 96 MWh. Deretter summeres dette som er netto oppvarmingsbehov med alle de andre tekniske postene til spesifikt netto energibehov som er på 107 kwh/m 2,år med energirammen fra TEK 2007 212748/erw 9 August 2007 Side 5 av 16
på128 kwh/m 2,år når gjennomsnittlig bygningsstørrelse er 457 m2 BRA. Vi ser at bygget oppfyller energirammen med god margin. Tabell 2.4 Netto energibudsjett Jåtten Øst Felt B8, tett/lav Energipost Energibehov [kwh/år] Spesifikt energibehov [kwh/(m 2 år)] 1a Romoppvarming 93529 29 1b Ventilasjonsvarme 2221 1 2 Varmtvann 96417 30 3a Vifter 19 617 6 3b Pumper 3214 1 4 Belysning 54 431 17 5 Teknisk utstyr 75 077 23 6a Romkjøling 0 6b Ventilasjonskjøling 0 Totalt netto energibehov, sum 1 6 346740 107 Tabell 2.5 Netto effektbudsjett Jåtten Øst Felt B8, tett/lav Effektpost Effektbehov Spesifikt effektbehov [kw] [W/m 2 ] 1a Romoppvarming 95 29,6 1b Ventilasjonsvarme 5 1,5 2 Varmtvann 16 5,1 3a Vifter 2 0,7 3b Pumper 1 0,2 4 Belysning 9 2,9 5 Teknisk utstyr 8 2,4 6a Romkjøling 0 0,0 6b Ventilasjonskjøling 0 0,0 Totalt netto effektbehov, sum 1 6 136 42 For oversiktens skyld har vi også tatt med en tabell som viser effektbehovene i bygget. Her representerer romoppvarming, ventilasjonsvarme og varmtvann det dimensjonerende oppvarmingsbehovet. Effekt til oppvarming er ikke redusert på grunn av interrnvarme. 212748/erw 9 August 2007 Side 6 av 16
2.4 Levert energi Tabell 2.6 Levert energi Jåtten Øst Felt B8, tett/lav Energivare Levert energi [kwh/år] Spesifikt levert energi [kwh/(m 2 år)] 1.a Direkte elektrisitet a 152 297 47 1.b Varmepumpesystem b 57 652 18 2 Olje 0 0 3 Gass c 0 0 4 Fjernvarme 54 318 17 5 Biobrensel 0 0 6 Annen energivare, i 0 0 Totalt levert energi, sum 1 6 264 267 82 A Elektrisitet til lys, utstyr, vifter og pumper. Regnet med 100 % virkningsgrad b Varmpumpesystemet er regnet å ha en system-effektfaktor på 2.5 (årsgjennomsnitt) c Den kondenserende gasskjelen er regnet å ha en systemvirkningsgrad på 90 % (årsgjennomsnitt) For å kunne oppnå kravet har vi forutsatt en varmepumpeløsning som f. eks. luft/vann i tillegg til fjernvarmeleveranse basert på gass. Tabell 2.7 Vektet levert energi Jåtten Øst Felt B8, tett/lav Energivare Vektingsfaktorer Spesifikk vektet levert energi [kwh/(m 2 år)] 1.a.Elektrisitet a 1,0 47 1.b Varmepumpesystem a 1,0 18 2 Olje 0 3 Gass b 0 4 Fjernvarme 0,6 10 5 Biobrensel 0 6 Annen energivare, i 0 Totalt vektet levert energi, sum 1 6 75 a El gis en vektingsfaktor 1.0 ihht. til SINTEF rapport STF50 F05117, 2005. b Gass gis en vektingsfaktor på 0.60 ihht. til SINTEF rapport STF50 F05117, 2005. Det er forutsatt at ca 75 % av vannbåren varme dekkes av varmepumpen og at effektfaktoren for varmepumpene er på 2,5. Fjernvarmen forutsettes forsynt med en kondenserende gasskjel med forbrenningsvirkningsgrad 109%. Ferdig levert er systemvirkningsgraden for fjernvarmen 98%. En varmepumpe som henter varme fra grunnen eller som det er regnet med uteluft vil kreve et lavtemperatur varmesystem blir benyttet. Det kan enten skje ved at heteflaten på radiatorer økes 2,5-3 ganger i forhold til sentralvarme basert på fjernvarme som kan ha 90 o C turtemperatur og 70 o C returtemperatur som dimensjonerende eller ved at det legges gulvvarme i hele bygningsmassen. På grunn av at oppvarmingsbehovet er ca. 30 W/m 2 behøver ikke et gulvarmeanlegg dekke mer enn ca. 60% av gulvarealet i hvert enkelt rom. 212748/erw 9 August 2007 Side 7 av 16
Bygget oppfyller med de forutsetninger som er nevnt ovenfor kravet på på 80 kwh/år i vektet energitilførsel. Dette tilsvarer en meget god klasse B i det av Byggforsk s foreslåtte energimerkesystem for boliger som angir fra 76-115 kwh/m 2 som klasse B. 75 kwh/m2 dekker akkurat kravet til klasse A. Tabell 2.8 Sentrale inndata for energiberegningene Jåtten Øst Felt B8, tett/lav Arealer [m 2 ] Størrelser Inndata Dokumentasjon d Yttervegger a 3420 Dok. April arkitekter. Varmekap: 13 Wh/m2K. Tak 1222 Dok. April arkitekter. Varmekap: 10 Wh/m2K. Gulv b 1222 Dok. April arkitekter. Varmekap: 50 Wh/m2K. Vinduer, dører og glassfelt 1292 Dok. Aprilarkitekter. Oppvarmet BRA (A fl) [m 2 ] 3214 3 etasjer Oppvarmet luftvolum (V) [m 3 ) 8035 0 U-verdi for bygningsdeler [W/m 2 K] Yttervegger a 0 Verdi fra ISOBO-rapport Tak 0 Verdi fra ISOBO-rapport Gulv b 0 Verdi fra ISOBO-rapport Vinduer, dører og glassfelt 1 Snitt, U-verdi vinduer på 1.05 og for dører U = 1.05 Arealandel for vinduer, dører og glassfelt (%) 38 Normalisert kuldebroverdi (Ψ ) [W/m 2 K] 0,012 Verdier fra ISOBO-rapport Intern varmekapasitet 12 Middels tung skillekonstr. og innredning Lekkasjetall (n 50) [h -1 ] (beregnet infiltrasjon) 0,5 Oppgitt infiltrasjon på 0.035, som tilsvarer et lekkasetall på 0.5 oms/t. fra ISOBO-rapport Årsgjennomsnitlig virkningsgrad (η) for varmegjenvinner [%] Spesifikk vifteeffekt (SFP) relatert til luftmengder, i driftstiden [kw/m 3 /s] Spesifikk vifteeffekt (SFP) relatert til luftmengder, utenfor driftstiden [kw/m 3 /s] Gjennomsnittlig ventilasjonsluftmengde i driftstiden [m3/m2h)] V & 82 Meget høy virkn.grad fra Systemairs brosjyre. 2,1 Beregnet med ett Systemair aggregat for hver leilighet 2,1 Beregnet med ett Systemair aggregat for hver leilighet 1,2 I henhold til TEK-verdi Ventilasjonsluftmengde utenfor driftstiden [(m3/(m2 h)] Årsgjennomsnitlig systemvirkningsgrad for oppvarmingssystemet [%] 1,2 I henhold til TEK-verdi 250/98 Varmepumpesystemet har en effektfaktor på 2.5 (dekker 75 %), og gasskjel som dekker 25 % har en virkningsgrad på 0.98 212748/erw 9 August 2007 Side 8 av 16
Installert effekt romoppvarming (W/m²) 30 Settpunkttemperaturer oppvarming 21/19 Senking 5 timer i døgnet, 7 d/uke. Er ikke i tråd med NS 3031/TEK. Årsgjennomsnittelig kjølefaktor for kjølesystemet - Ingen kjøling [%] Settpunkttemperatur kjøling - Spesifikk pumpeeffekt (SPP) [kw/l/s] 0,5 Anbefalt i prns 3031 Driftstid 5840 I henhold til prns 3031 Spesifikt effektbehov til belysning (q lys) [Wm 2 ] 2,9 Tilsvarer 17 kwh/m², 100 % til varme Spesifikt effektbehov til utstyr (q uts) [Wm 2 ] 4,0 Tilsvarer 23 kwh/m², 60 % til varme Spesifikt effektbehov varmtvann (q vv) [Wm 2 ] 5,1 Tilsvarer 30 kwh/m², 0 % til varme Varmetilskudd personer (q pers) [Wm 2 ] 1,5 Tilsvarer 13 kwh/m², 100 % g t til varme Total solfaktor for vindu og solskjerming 0,46 3 lags passivhusvinduer (Ntech) Karmfaktor (%) 0,2 Glassfasader med relativt lite karm/rammeareal Avskjermingsfaktor for bygningsutspring 1,0 Ikke regnet med avskjerming fra bygningsutspring. Avskjermingsfaktor for horisont 0,9 6 skjerming fra horisont. Det er regnet med et balansert ventilasjonsanlegg i hver enkelt leilighet der aggregatet er noe oppdimensjonert slik at SFP krav till effektforbruk for vifter i forskriftene i TEK 2007 kan oppfylles og den oppgitte virkningsgrad for gjenvinningen kan oppnås. 212748/erw 9 August 2007 Side 9 av 16
3. Boligblokk 3.1 U-verdi Denne tabellen presenteres som en dokumentasjon på beregninger av kuldebroer og som en detaljert dokumentasjon på grunnlaget for U-verdiene som er benyttet. Alle U-verdier er oppfylt i forhold til kravene. Tabell 3.1 Isolasjonstykkelse (millimeter) U-verdi/ kuldebroverdi (W/m 2 K) Areal (m 2 ) Varmetransportkoeffisient (W/K) Bygningsdata Vegger 250 mm stendere med 48 mm utvendig krysslekting 300 0,13 2182 284 Yttervegg mot trappehus U- verdi(prns3031) 300 0,12 625 75 Tak Sperrer av 350 mm I-profiler. Nedforing 23 mm lekter 400 0,1 942 94 Golv 300 mm EPS-isolasjon underbetong, stasj. v.tapskoeff. 249 0 139 20 250 mm EPS-isolasjon flytende på betong 250 0,11 803 88 Forenklet beregning bare bygningskonstruksjonen 250 0,18 Vinduer/Porter Vinduer1,2x1,8m 3 1,05 488 512 Vinduer rundt utgangsdør 3 1,05 90 95 Glassfas næring/treningsrom 1,05 156 164 Glassfasade system mot takterrasse 3 1,05 0 0 Fasadesystem/m/balkongdører mot fellesarealer 3 1,00 0 0 Dører/Porter 3 1,05 475 498 Kuldebruer (W/m,K) Lengde(m) Fundament 0 51 1 Etasjeskillere 0,06 813 49 Losholter 0,01 813 8 Sidestender 0 542 0 Utadgående hjørne 0,03 225 7 Tilslutning mellom yttervegg og tak 0,04 263 11 Summer 1905 Vinduer Areal/BRA % 23 % Formfaktor Enøk Normtall 0,9 3.2 Varmetapsrammer Det neste alternativ som vi da må undersøke om forskriftene kan oppfylles er ved en omfordelingsberegning innenfor en gitt varmetapsramme. Denne beregnes ved å benytte forskriftenes U- verdier som multipliseres hver for seg med bygningens respektive areal og summeres til en varmetapsramme. Byggets planlagte U-verdier skal så multipliseres med sine respektive arealer og man 212748/erw 9 August 2007 Side 10 av 16
kommer fram til samlet varmetransportkoeffisient som må være mindre enn tillatt ramme for at dette kravet skal være oppfylt. I tillegg til tabell 3.1 gir også tabell 3.8 forutsetningene for beregningene Tabell 3.2 Samlet varmetapskoeffisient for bygget Areal (m 2 ) U-verdi/ kuldebroverdi (W/m 2 K) Luftmengde, V (m3/h) Virkningsgrad varmegjenvinner (%) Varmetransportkoeffisient (W/K) Vinduer 734 1,05 771 Dører 475 1,05 498 Yttervegger, netto areal 2807 0,13 359 Gulv på grunn 942 0,09 88 Tak 942 0,10 94 Kuldebroer (m 2 arealoppgis i oppvarmet BRA) 3273 0,02 75 Infiltrasjon 281 94 Ventilasjon 5464 81 1478 Samlet varmetransportkoeffisient 3458 Varmetapstallet W/m2K (varmetransportkoeffisienten dividert på oppvarmet brukareal) 1,08 Tabell 3.3 U-verdi/ kuldebroverdi (W/m 2 K) Virkningsgrad varmegjenvinner (%) Varmetapsramme for bygget Areal (m 2 ) Luftmengde, V (m3/h) Varmetapsfaktor (W/K) Vinduer 643 1,20 771 Dører 475 1,20 570 Yttervegger, netto areal 2716 0,18 489 Gulv på grunn 942 0,15 141 Tak 942 0,13 122 Kuldebroer (m 2 arealoppgis i oppvarmet BRA) 3273 0,11 354 Infiltrasjon 281 282 Ventilasjon 5464 70 1277 Samlet varmetransportkoeffisient 3818 Varmetapstallet W/m2K (varmetransportkoeffisienten dividert på oppvarmet brukareal) 1,19 Vi ser av tabell 3.2 og 3.3 at varmetapsfaktoren ligger 0,11 W/m 2,K eller med 360 W/K under varmetapsrammen. Det er kun vindusarealet som er noe høyt i forhold rammeberegningen som regner med maksimalt 20% vindusareal. Alle kravene i TEK 2007 er her oppfylt, også infiltrasjonskravet der det er benyttet dokumenterte verdier fra Isobo-rapporten. 3.3 Energirammer Hovedalternativet vi skal undersøke er om kravet til energiramme for netto oppvarmingsbehov til romoppvarming og ventilasjon kan oppfylles. 54% av internvarmen på 378 MWh som er 204 MWh benyttes til å redusere romoppvarmingsbehovet fra 290 MWh til 86 MWh. Deretter summeres dette med alle de andre tekniske postene til å sammenlikne spesifikt netto energibehov som er på 108 kwh/m 2,år med energirammen fra TEK 2007 på125 kwh/m 2,år. Vi ser at bygget oppfyller energirammen med god margin. 212748/erw 9 August 2007 Side 11 av 16
Tabell 3.4 Netto energibudsjett Jåtten Øst Felt B8, boligblokk Energipost Energibehov Spesifikt energibehov [kwh/år] [kwh/(m 2 år)] 1a Romoppvarming 85680 26 1b Ventilasjonsvarme 2783 1 2 Varmtvann 96417 30 3a Vifter 32758 10 3b Pumper 2911 1 4 Belysning 54431 17 5 Teknisk utstyr 75077 23 6a Romkjøling 0 0 6b Ventilasjonskjøling 0 0 Totalt netto energibehov, sum 1 6 350056 109 Tabell 3.5 Netto effektbudsjett Jåtten Øst Felt B8, boligblokk Effektpost Effektbehov Spesifikt effektbehov [kw] [W/m 2 ] 1a Romoppvarming 85 26,4 1b Ventilasjonsvarme 7 2,2 2 Varmtvann 16 5,1 3a Vifter 4 1,2 3b Pumper 1 0,2 4 Belysning 9 2,9 5 Teknisk utstyr 8 2,4 6a Romkjøling 0 0,0 6b Ventilasjonskjøling 0 0,0 Totalt netto effektbehov, sum 1 6 130 40 212748/erw 9 August 2007 Side 12 av 16
3.4 Levert energi For oversiktens skyld har vi også tatt med en tabell som viser effektbehovene i bygget. Her er ikke oppvarmingsbehovet redusert på grunn av internvarme. Tabell 3.6 Levert energi Jåtten Øst Felt B8, boligblokk Energivare Levert energi [kwh/år] Spesifikt levert energi [kwh/(m 2 år)] 1.a Direkte elektrisitet a 165176 51 1.b Varmepumpesystem b 55466 17 2 Olje 0 0 3 Gass c 0 0 4 Fjernvarme 46985 15 5 Biobrensel 0 0 6 Annen energivare, i 0 0 Totalt levert energi, sum 1 6 267627 83 A Elektrisitet til lys, utstyr, vifter og pumper. Regnet med 100 % virkningsgrad b Varmpumpesystemet er regnet å ha en system-effektfaktor på 2.5 (årsgjennomsnitt) c Den kondenserende gasskjelen er regnet å ha en systemvirkningsgrad på 90 % (årsgjennomsnitt) For å kunne oppnå kravet har vi forutsatt en varmepumpeløsning som f. eks. luft/vann i tillegg til fjernvarmeleveranse basert på gass. Tabell 3.7 Vektet levert energi Jåtten Øst Felt B8, boligblokk Energivare Vektingsfaktorer Spesifikk vektet levert energi [kwh/(m 2 år)] 1.a.Elektrisitet a 1,0 51 1.b Varmepumpesystem a 1,0 17 2 Olje 0 3 Gass b 0 4 Fjernvarme 0,6 9 5 Biobrensel 0 6 Annen energivare, i 0 Totalt vektet levert energi, sum 1 6 77 a El gis en vektingsfaktor 1.0 ihht. til SINTEF rapport STF50 F05117, 2005. b Gass gis en vektingsfaktor på 0.60 ihht. til SINTEF rapport STF50 F05117, 2005. Det er forutsatt at ca 75 % av vannbåren varme dekkes av varmepumpen og at effektfaktoren for varmepumpene ligger på 2,77. Fjernvarmen forutsettes forsynt med en kondenserende gasskjel med virkningsgrad 109%. En varmepumpe som henter varme fra grunnen eller som det er regnet med uteluft vil kreve et lavtemperatur varmesystem blir benyttet. Det kan enten skje ved at heteflaten på radiatorer økes 2,5-3 ganger i forhold til sentralvarme basert på fjernvarme som kan ha 90 o C turtemperatur og 70 o C returtemperatur som dimensjonerende eller ved at det legges gulvvarme i hele bygningsmassen. På grunn av at oppvarmingsbehovet er ca. 30 W/m 2 behøver ikke et gulvarmeanlegg dekke mer enn ca. 60% av gulvarealet i hvert enkelt rom. 212748/erw 9 August 2007 Side 13 av 16
Bygget oppfyller med de forutsetninger som er nevnt ovenfor kravet på på 80 kwh/år i vektet energitilførsel. Dette tilsvarer en meget god klasse B i det av Byggforsk foreslåtte energimerkesystem for boliger. Dette tilsvarer en meget god klasse B i det av Byggforsk s foreslåtte energimerkesystem for boligblokker som angir fra 66-100 kwh/m 2 som klasse B. En forskyvning av etasjene vil belaste dette ytterligere og vil for 2,5 m forskyvning føre til et vektet levert energiforbruk på 80 kwh/m 2. En endring av isolasjonstykkelsen på 5 cm i vegg fører til en endring i vektet levert energiforbruk på ca. 1 kwh/m 2.(forutsatt endring i U-verdi på 0,02 W/K,m 2.) Tilsvarende vil en reduksjon i U-verdi for vinduer 1,2*1,8 m på 0,25 W/K,m 2 fra 1,05 til 0,8 redusere vektet levert energiforbruk med 2 kwh/ m 2 Tabell 3.8 Sentrale inndata for energiberegningene Jåtten Øst Felt B8, boligblokk Størrelser Inndata Dokumentasjon d Arealer [m 2 ] Yttervegger a 2807 Dok. April arkitekter. Varmekap: Wh/m2K. Tak 942 Dok. April arkitekter. Varmekap: 10 Wh/m2K. Gulv b 942 Dok. April arkitekter. Varmekap: 50 Wh/m2K. Vinduer, dører og glassfelt 1117 Dok. Aprilarkitekter. Oppvarmet BRA (A fl) [m 2 ] 3214 5 etasjer Oppvarmet luftvolum (V) [m 3 ) 8035 0 U-verdi for bygningsdeler [W/m 2 K] Yttervegger a 0 NBI-blad 471.012 Tak 0 NBI-blad 471.013 Gulv b 0 NBI-blad 471.011 Vinduer, dører og 1 Snitt, U-verdi vinduer på 1.05 og for dører U glassfelt = 1.05 Arealandel for vinduer, dører og glassfelt (%) 23 % Bruttoareal vinduer Normalisert kuldebroverdi (Ψ ) [W/m 2 K] 0,02 Verdier fra ISOBO-rapport og NBI-blad Intern varmekapasitet 12 Middels tung skillekonstr. og innredning Lekkasjetall (n 50) [h -1 ] (beregnet infiltrasjon) 0,5 Oppgitt infiltrasjon på 0.035, som tilsvarer et lekkasetall på 0.5 oms/t. fra ISOBO-rapport Årsgjennomsnitlig virkningsgrad (η) for varmegjenvinner [%] Spesifikk vifteeffekt (SFP) relatert til luftmengder, i driftstiden [kw/m 3 /s] Spesifikk vifteeffekt (SFP) relatert til luftmengder, utenfor driftstiden [kw/m 3 /s] Gjennomsnittlig ventilasjonsluftmengde i driftstiden [m3/m2h)] V & Ventilasjonsluftmengde utenfor driftstiden [(m3/(m2 h)] V & 81 Meget høy virkn.grad fra Systemairs brosjyre. 2,5 Beregnet med ett aggregat for hver leilighet 2,5 Beregnet med ett aggregat for hver leilighet 1,7 I henhold til TEK-verdi 1,7 I henhold til TEK-verdi Årsgjennomsnitlig systemvirkningsgrad for oppvarmingssystemet [%] 250/98 Varmepumpesystemet har en effektfaktor på 2.5 (dekker 75 %), og fjernvarme med gasskjel som dekker 25 % har en virkningsgrad på 0.98 Installert effekt romoppvarming (W/m²) 26 0 Settpunkttemperaturer oppvarming 21/19 Anbefalt i prns 3031 Årsgjennomsnittelig kjølefaktor for kjølesystemet [%] - Ingen kjøling 212748/erw 9 August 2007 Side 14 av 16
Settpunkttemperatur kjøling - 0 Spesifikk pumpeeffekt (SPP) [kw/l/s] - Ingen kjøling Driftstid 5840 I henhold til prns 3031 Spesifikt effektbehov til belysning (q lys) 2,9 Tilsvarer 17 kwh/m², 100 % til varme [Wm 2 ] Spesifikt effektbehov til utstyr (q uts) [Wm 2 ] 4,0 Tilsvarer 23 kwh/m², 60 % til varme Spesifikt effektbehov varmtvann (q vv) [Wm g 2 ] 5,1 Tilsvarer 30 kwh/m², 0 % til varme t Varmetilskudd personer (q pers) [Wm 2 ] 2 Tilsvarer 13 kwh/m², 100 % til varme Total solfaktorfor vindu og solskjerming 0,46 3 lags vinduer ISOBO-rapport Karmfaktor (%) 0,20 Glassfasader med relativt lite karm/rammeareal Avskjermingsfaktor for bygningsutspring 1,00 Ikke regnet med avskjerming fra bygningsutspring. Avskjermingsfaktor for horisont 0,90 6 skjerming fra horisont. Det er regnet med et balansert ventilasjonsanlegg i hver enkelt leilighet der aggregatet er noe oppdimensjonert slik at SFP krav till effektforbruk for vifter i forskriftene i TEK 2007 kan oppfylles og den oppgitte virkningsgrad for gjenvinningen kan oppnås. 4. Forutsetninger for å nå energi- og inneklimamål Det er forutsatt følgende virkemidler for å nå energimålet: riktig drift og vedlikehold etablering av et energioppfølgingssystem med ukentlig kontroll av byggets energiforbruk gode brukerholdninger (optimal styring av innetemperatur, driftstid for belysning og utstyr) nattsenking av innetemperaturen U-verdier Det kan være usikkerhet knyttet til hvilke løsninger med tilhørende U-verdier som ligger inne i prosjektet pr dags dato. Vi forutsetter at dette følges opp mot de U-verdier som er vist i vedlagte beregninger. Detaljoppfølging vedrørende bygningsfysikk forutsettes for å ivareta effekten av dette og kuldebroer. Infiltrasjon Det er i beregningene forutsatt at infiltrasjonsfaktoren skal være 0,035 luftskifter per time. Dette er meget lavt og vil kreve detaljerte løsninger med konkret oppfølging på byggeplassen. Dette kravet er 0,07 lavere enn det som Bygningsteknisk Etat krever i de nye tekniske forskrifter. Behovsstyring av tekniske installasjoner. Det er viktig at de tekniske installasjoner kan styres manuelt ut fra behov. Dette gjelder både for belysningsanlegget og ventilasjonssystemene (frekvensstyring). Som standardverdier for energibruk til vifter, belysning, utstyr og varmtvann er benyttet standardverdier eller veiledende verdier fra prns 3031. Inneklima Solinnfall i drivhus og gjennomstore glassflater til trappegang og solrom i blokka vil kreve dimensjonering av luker og innvendig solskjerming i oppholdssoner og drift av dette for å oppnå et akseptabelt inneklima i forhold til mennesker og planter. 212748/erw 9 August 2007 Side 15 av 16
5. Oppsummering og foreløpig konklusjon Energiberegningene utført ved hjelp av beregningsprosedyrer beskrevet i prns 3031 viser at det er mulig å oppnå energikravene for de tette og lave boligene og blokken med de forutsatte U-verdier, virkningsgrader med mer og system for oppvarming. Beregningene viser henholdsvis 75 og 78 kwh/m 2 for lavbyggene og blokken i forhold til kravet fra Norwegian Wood på 80 kwh/m 2. Det forutsetter at systemet for oppvarming inneholder en varmepumpe som dekker ca. 75% av varmebehovet og gassfyrt kjel for fjernvarme som dekker det resterende oppvarmingsbehovet samt effektbehovet i kuldeperioder. Et varmepumpesystem kan utføres separat for hvert enkelt bygg, separat for tett/lavdelen og blokken eller felles for hele prosjektet. Muligheten for løsning av plassbehov og kostnader til anlegg og nødvendig ledningsnett vil avgjøre dette valget. Det er viktig at dette avklares tidlig i planleggingsprosessen slik at planlegging av nødvendig infrastruktur kan ivaretas. En forskyvning av etasjene vil øke energiforbruket og vil for 2,5 m forskyvning føre til et vektet levert energiforbruk på 80 kwh/m 2. En endring av isolasjonstykkelsen på 5 cm i vegg fører til en endring i vektet levert energiforbruk på ca. 1 kwh/m 2.(forutsatt endring i U-verdi på 0,02 W/K,m 2.) Tilsvarende vil en reduksjon i U-verdi for vinduer 1,2*1,8 m på 0,25 W/K,m 2 fra 1,05 til 0,8 redusere vektet levert energiforbruk med 2 kwh/ m 2 Vedlegg: Brutto oppvarmet bruksareal for fra arkitekt i form av skisseprosjekt oversendt 29.06.07 212748/erw 9 August 2007 Side 16 av 16