Nye energikrav til bygninger Tekniske løsninger Bjørn S. Johansen Gunnar Karlsen a.s 8. mars 2007
Konsernet Gunnar Karlsen as Stiftet: 1964 Eierskap: John-Erik Karlsen Etablert: Norge, Sverige og Danmark Antall kontorsteder: 50 i Norge, Sverige og Danmark Antall ansatte: ca 1000 Omsetning: ca. 1 600 millioner NOK i 2006 Forretningsområder: Entreprise og service Fagområder: Ventilasjon, byggautomasjon, kjøling, vann og energi Bjørn S. Johansen, teknisk direktør, ansatt 1. gang 1974
Tekniske løsninger Målet med foredraget: Gjennom eksempler vil jeg vise at det ligger store muligheter til å skape bygninger med lavere energiforbruk selv med kjente løsninger og teknologi Ventilasjon Kjøling Oppvarming Lys Tappevann Romløsninger Automasjon
Energidirektivets hensikt
Innemiljøet s 7 søstre 1. Termisk innemiljø 2. Atmosfærisk innemiljø 3. Akustisk innemiljø 4. Aktinisk innemiljø 5. Mekanisk innemiljø 6. Psykososialt innemiljø 7. Estetisk innemiljø
Spektakulære bygg
De vanlige bygg
De vanlige bygg?
De vanlige bygg Den eksisterende bygningsmasse
Fordeling av energiforbruket Hvor forsvinner energien? Diverse 14 % Kjøling 3 % Oppvarming 28 % Belysning 19 % Vifter og pumper 12 % Varmtvann 6 % Ventilasjon (ettervarme) 18 % Eksempel: Kontorbygg fra 1987 (Sør-Norge, Kyst)
Statistikk for norske bygg
Energipostene i Ren
Energipostene i Ren Kontorbygg Romoppvarming 33 kwh/m 2 Varmebatteri 21 kwh/m 2 Romoppvarming Varmebatteri Vannoppvarming Vifter og pumper Belysning Teknisk utstyr Romkjøling Kjølebatteri Vannoppvarming 5 kwh/m 2 Vifter og pumper 22 kwh/m 2 Belysning 25 kwh/m 2 Teknisk utstyr 34 kwh/m 2 Romkjøling 0 kwh/m 2 Kjølebatteri 24 kwh/m2 Totalt 164 kwh/m 2 Avrundet til 165 kwh/m 2
Trias energetica
Samspill arkitektur/konstruksjon og teknikk geometri konstruksjon bygningsmaterialer antall etasjer etasjehøyder tekniske rom tekniske føringsveier
Samspill arkitektur/konstruksjon og teknikk
Samspill arkitektur/konstruksjon og teknikk Bygningsformer
Ventilasjon (21 + 15 kwh/m 2 )
Ventilasjon (21 + 15 kwh/m 2 )
Ventilasjon (21 + 15 kwh/m 2 ) Postene Oppvarming av luften 21 kwh/m 2 mengde gjenvinning, virkningsgrad driftstid Transport av luften (SFP) 15 kwh/m 2 mengde trykkfall driftstid
Ventilasjon
Ventilasjon (21 kwh/m 2 ) Oppvarming av luften gjennvinning, høy virkningsgrad ( krav min 70 % ) behovstilpasset systemløsning Cellekontor, 10 m 2, med luftmengde: 100 m 3 /h Energiforbruk uten gjenvinning: 110 kwh/m 2 Energiforbruk med 80 % gjenvinning: 22 kwh/m 2
Egenskaper til dagens varmegjenvinnere Roterende 80% Kontor, møterom, skoler m.m. - Kjøkken, boliger, operasjonssaler o.l. Kryssveksler/plateveksler 55% Storkjøkken, industri, boliger, barnehager, svømmehall. - Operasjonssaler o.l. Varmerørsveksler (Heat pipe) 55% Storkjøkken, legemiddelind., svømmehall. - Operasjonssaler o.l. Batteriveksler 60% Alle typer installasjon (helt separate luftveier)
Ventilasjon (21 kwh/m 2 ) Systemoppdeling Lik aktivitet Luktsoner Pr. etasje Driftstid Fleksibilitet
Variabelt volum Nødvendig luftmengde? Antall personer Emisjon fra materialer Prosesser Kjølebehov
Variabelt volum VAV - Luftvolum styres inne på hvert enkelt rom
Variabelt volum Samtidighet i bruk vil variere med virksomheten! NS 3031 foreslår en reduksjonsfaktor på 65 % dersom ikke analyser foreligger dvs besparelse i størrelsesorden 8 kwh/m 2
Vifter (15 kwh/m 2 ) Transport av luften SFP Effekt (kw) = Mengde x trykkfall virkningsgrad Energi = effekt x tid ( kwh ) Trykkfall = kanalmotstand + aggregat
Viftelovene Ved endring av turtall for en vifte, gjelder: Q = luftmengde p = trykkøkning P = effekt Q1 n1 ------ = ----- luftmengde Q2 n2 2 p1 n1 ------ = ----- trykkøkning p2 n2 3 P1 n1 ------ = ----- effektøkning P2 n2
Energibruk i bygg
Hva koster et aggregat? Alt. A 10 000 m 3 /h Tilbudssum: kr. 105.000,- Trykkøkning: 909/681 Pa Effektbehov vifter: 6,97 kw SFP 2,5 Alt. B 10 000 m 3 /h Tilbudssum: kr. 155.800,- Trykkøkning: 535/448 Pa Effektbehov vifter: 4,53 kw SFP 1,6
Hva koster et ventilasjonsanlegg? Investering 15 % Vedlikehold 5 % Energi 80 % Livsløpskostnader (15 år) for ventilasjonsaggregat Enkel LCC-beregning
Hva koster et aggregat? Sammenlikning (20 år, 5 % rente, 0,7 kr/kwh) A B Tilbudssum 105.000 155.800 LCC, varme 95.249 24.078 LCC kjøling 76.784 67.932 LCC, eleffekt 227.311 147.663 Totalt 504.344 395.473
Driftskostnader alt. A
Driftskostnader alt. B
Virkningsgrad?
Elektromotorer
Ventilasjon trykkfall!! HUFF!
Romoppvarming ( 33 kwh/m 2 ) Transmisjon Dekkes med lokal varmekilde Vannbåren fleksibilitet regulering Varmetap fra vegger, tak og vinduer Lys Stråling fra vinduer Kaldras
Romoppvarming ( 33 kwh/m 2 ) Dimensjonering Variable vannmengder Virkningsgrad SPP Innregulering av vannmengdene Rengjøring Kontroll av vannmengder Temperaturnivåer Isolering Treghet i systemet Nattsenking Røykgasstap
Innregulering: Innregulering
Kjøling ( 24 kwh/m 2 ) Unngå lokal kjøling (Hva menes egentlig?) Solavskjerming Tung bygning Lysstyring Lik ytre belastning Lik indre belastning, ikke blande møterom/kontor Like krav til romtemperatur Sentral kjøling er også energikrevende avfuktning transport
Lokale kjøleprinsipper Kjøleprinsipper: Kjøletak Kjølekonvektor Fancoil Styringsprinsipper Disse skal man søke å unngå, men neppe alltid mulig/fornuftig Reguleringsprinsipper Kjøletak - kuldestråling Kjølekonvektor - fortrengningsventilasjon Fancoil - omrøringsventilasjon
Kjøling ( 24 kwh/m 2 ) Solavskjerming Nattkjøling!
Napoleone III alle Tuileries, Louis Doucis XIX
Luxalon Louvers
Fremtidens løsninger: Større grad av samhandling Solskjerming - MANGE MULIGHETER Solskjerming består i dag av en rekke ulike produkter og systemer. Brukeren må foreta valg, ikke bare ut fra fasadens utforming eller arkitektens ønsker. Skjerming mot solens tre ulike stråletyper, beskyttelse mot uønsket varmeinnstråling og bidrag til bedre arbeidsmiljø, Solavskjerming Utvendige persienner returnerer 90% av solvarmen
Luxalon Sliding Shutters - operable
Outside Rollerblinds with Screen fabric
Luxaflex Venetian blinds Variozone tm optimized solution
Avskjerming og dagslys 1. light shelves 2. reflecting ceilings 3. selective facade 4. suncontrol system 5. natural ventilation
Solavskjerming Stenge sola ute ( ved kjølebehov ) Stenge varmen inne ( ved varmebehov ) Intelligente fasader
Lys ( 25 kwh/m 2 ) Effektiv belysning Dagslys Styring
Lys ( 25 kwh/m 2 ) Utviklingen av armaturer 70-årene: Reflektor med al.rute/plastraster GHM 80-årene: RR-reflektorraster optikk GM-serien LL-lavluminans optikk GM-serien BAP-optikk GM-serien 90-årene: BW-BatWing optikk DeLight DL-DarkLight optikk DeLight MR-speil optikk DeLight SL/blank DL-softlight Flight η=ca 35-50% η=ca 50-70% η=ca 55-90% 00-årene C20 P2 C20 P1 η=ca 85-93% Kilde: Glamox
Behovsstyring av lyset Kilde: Glamox
Tappevann ( 5 kwh/m 2 ) Sol? Varmepumpe? Annet? Isolering Temperatur, men Legionella
Alt samvirker og påvirker inneklima og miljø Støy Transmisjon Transmision Infiltrasjon Infiltration Cooling Kjøling Lightening Belysning Solar transmission Lys/varme Heating Varme Ventilasjon Ventilation Aktiviteter Acitivites Emission Emisjon Emission Emisjon Ref: Prof. Vojislav Novakovic, NTNU og Monica Berner, SINTEF
Energiforvaltning Fjernovervåking med funksjonskontroll, avviksanalyse med gjennomføring av tiltak Optimal energiutnyttelse
Drift/service på spredt bygningsmasse Web Browser HUB JACE-NP Router Web Browser HUB JACE-NP Mobiltelefon, bærbart internett, PDA LAN Eller WAN HUB Web Supervisor
3RWEB (live) Energioppfølging
Moderne alarmoverføring Alarmoverføring til SMS og e-mail
Energifleksibilitet Krav til alternative kilder: 8-22 Energiforsyning..slik at en vesentlig del av varmebehovet kan dekkes med annen energiforsyning enn elektristiet og/eller fossile brensler hos sluttbruker sol fjernvarme varmepumpe pellets annet Minimum 40 % av oppvarming og varmtvann For kontor, min 40 % av ca. (33+21+5) kwh/m2
Oppsummering Samhandling I detaljene ligger det store muligheter Bedre prosjektering 3D DAK, og etter hvert IFC og Building Smart Vi må ta utfordringene som nye krav setter til oss Vi må gjøre en bedre jobb!
Framtiden setter krav til oss
Spørsmål? Oppsummering
Takk for oppmerksomheten!
EPBD Energy Performance of Building Directive)