Rapport Oppdrag: Emne: Rapport: Oppdragsgiver: Mandal VGS Energi Energiutredning Mandal VGS Vest Agder Fylkeskommune Dato: Oppdrag / Rapportnr. / Tilgjengelighet Ikke begrenset Utarbeidet av: Andreas Brøvig Fag/Fagområde: RIEn Kontrollert av: Jürgen Kiedaisch Ansvarlig enhet: Godkjent av: Kay Sverre Jakobsen Emneord: Energi Sammendrag: Beregninger er utført i henhold til NS3031:2007 med simuleringsverktøyet SIMIEN. Bygg -b, -d, -l, -m og -n er evaluert i forhold til passivhuskravene i utredningen SINTEF Prosjektrapport 42. Det er og gjort en sammenligning mot kravene i prns3031, som skal bli den nye standarden for lavenergiklasse 1 og passivhus. Beregninger viser at det er mulig å tilfredsstille kravene til passivhus for nybyggene -d, -l, -m og -n og ved rehabilitering av bygg -b. For bygg -b, -l, -m og -n er det i tillegg gjort en beregning/vurdering av nødvendige tiltak for å nå energiklasse B, og lavenergiklasse 1. Tiltakene er presentert i denne rapporten. Det er gjort en beregning av energibesparelse på de forskjellige byggene. For bygg -d er det gjort en beregning av energibesparelse ved å gå fra ett TEK 10 bygg til passivhusbygg. For bygg -b er det gjort en beregning av energibesparelse i forhold til dagens tilstand for de forskjellige rehabiliteringsforslagene. For bygg -l, -m og -n er det gjort en beregning av energibesparelse i forhold til energiklasse B. Byggene skal koble seg inn på Mandal kommune sitt grunnvarmepumpeanlegg. Det er gjort en beregning av effektbehov for de forskjellige byggene, hvor det er vurdert at byggene får nok effekt tilført fra grunnvarmepumpeanlegget. Spisslast blir dekket av elektrokjel som bør ha mulighet for å dekke hele effektbehovet. Alle byggene tilfredsstiller energiforsyningskravet i TEK 10 ved valgt løsning. Utg. Dato Tekst Ant. Utarb.av Kontr. Godkj.av MULTICONSULT AS, Kristiansand Rigedalen 15 4626 Kristiansand Tel.: 37 40 20 00 Fax: 37 40 20 99 www.multiconsult.no
Innholdsfortegnelse 1. Underlagsmateriale og beregningsmetodikk... 3 2. Kriterier for Passivhus... 4 3. Energitiltak Bygg -d... 5 3.1 Resultater fra evalueringen mot Passivhus bygg -d... 6 3.2 Sammenligning med TEK 10 bygg... 8 4. Energitiltak Bygg -b... 9 4.1 Dagens tilstand bygg -b... 10 4.2 Rehabilitering til Energiklasse B... 12 4.3 Rehabilitering til Lavenergiklasse 1... 14 4.4 Rehabilitering til Passivhus forslag 1... 17 4.4.1 Rehabilitering til Passivhus forslag 2 (reduksjon av vindusareal)... 20 4.5 Energibesparelse bygg -b... 21 5. Energitiltak bygg -l, -m og -n... 21 5.1 Resultater fra evalueringen mot energiklasse B... 22 5.2 Resultater fra evalueringen mot lavenergiklasse 1... 23 5.3 Resultater fra evalueringen mot passivhusstandard... 25 5.4 Energibesparelse bygg -l, -m og -n... 27 6. Effekt... 27 7. Varmeforsyning, energibærer... 27 / Side 2 av 27
1. Underlagsmateriale og beregningsmetodikk Utførte energiberegninger er basert på tegninger fra Point Arkitekter mottatt i forprosjekt. Følgende tegninger er brukt som underlag for beregningene. Bygg -b: - Plantegninger:A20b101, A20b201 - Snitt og fasadetegninger: A40b-01, A41b-01 Bygg -d: - Plantegninger: A20d101, A20d201, A20d301 - Snitttegninger:A20d-01 - Fasadetegninger:A41d-01, A41d-02 Bygg -l, -m og -n: - -l: A20I101, A20I201, A40I-01 - -m: A20ml01, A20m201, A40ml-01 - -n: A20n101, A20n201, A40ln-01 Beregninger og simuleringer av energiforbruk er foretatt etter NS 3031:2007 og tillegg A1:2010, samt Sintef rapport 42, kriterier for passivhus og lavenergibygg med programmet SIMIEN versjon 5.010. SIMIEN (SIMulering av Inneklima og Energibruk i bygninger) utfører dynamiske simuleringer av tilstanden i bygninger. Bruksområdet er beregning av energibehov, validering av inneklima og dimensjonering av oppvarmingsanlegg, ventilasjonsanlegg og romkjøling. Det er også mulig å evaluere bygningen mot de reviderte byggeforeskriftene (TEK 10) og beregne grunnlag for utsendelse av energimerke i henhold til Energimerkeforskriften i Energiloven og evaluere bygget mot SINTEF Prosjektrapport 42 i forhold til passivhuskriterier. Som inngangsdata for beregningene i SIMIEN, er det for bygg -d tatt utgangspunkt i tegninger fra forprosjekt. Bygningskategori er satt til skolebygg. Isolasjonstykkelser på de forskjellige konstruksjonene er foreslått av Multiconsult, i samarbeid med arkitekt. Det er gjort bruk av kriterier for passivhus, for valg av verdier for bygg -d, samt standarddata fra NS 3031:2007 der det har vært aktuelt. Bygg -b skal rehabiliteres. For energiberegning på bygg -b er det tatt utgangspunkt i tegninger fra arkitekt, samt registreringer fra befaring. Bygningskategori er satt til kontorbygg. Det er for bygg -b sett på tre mulige alternativer. Ett alternativ som omfatter rehabilitering til energiklasse B, ett alternativ som omfatter rehabilitering til lavenergiklasse 1, og ett alternativ som omfatter rehabilitering til Passivhus. Bygg -l(studietorg), -m (auditorium) og -n (rådgiverdel) er ett nybygg som henger sammen. Bygningskategori er satt til skolebygg. Det er for dette bygget sett på tre mulige alternativer. Ett alternativ hvor det bygges som energiklasse B, ett alternativ hvor det bygges som lavenergiklasse 1, og ett alternativ hvor det bygges som Passivhus. Energiberegningene er utført med Kristiansand- klima. / Side 3 av 27
2. Kriterier for Passivhus Sintefs Prosjektrapport 42 er lagt til grunn for evaluering mot Passivhus. Det er i tillegg gjort en sammenligning mot ny NS3701 som snart blir gjeldende. Kravene i prosjektrapport 42 blir lagt til grunn i vurderingen. Ved evaluering mot Passivhus gjelder følgende minstekrav for enkeltkomponenter: Tabell 1: Minstekrav enkeltkomponenter Passivhus Prosjektrapport 42 og NS3701 Minstekrav enkeltkomponenter Verdi U verdi gulv på grunn/mot det fri 0,15 W/m 2 K U verdi yttervegger 0,15 W/m 2 K U verdi tak 0,13 W/m 2 K U verdi vinduer/dører/porter 0,8 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,03 W/m 2 K SFP faktor 1,5 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 80 % Luftlekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 0,6 l/h Krav til varmetapstall, netto oppvarmingsbehov, netto kjølebehov og CO 2 utslipp er vist i tabellen under. Det er også gjort en sammenligning med kravene som snart blir gjeldende i NS3701. Ved utregning av oppvarmingsbehov er det tatt utgangspunkt i Kristiansands klima, og netto energibehov (det tas ikke hensyn til virkningsgrad for oppvarmingsanlegget). Som det kommer frem av tabellene under vil bygg -b og -d overholde kravene i NS3701, dersom kravene i prosjektrapport 42 overholdes. Tabell 2.1: Krav varmetapstall, netto oppvarmingsbehov, netto kjølebehov og CO 2 utslipp skolebygg Krav skolebygg Verdi Prosjektrapport 42 Verdi NS 3701 Maks varmetapstall 0,50 W/K 0,60 W/K Netto oppvarmingsbehov 15 kwh/m2 20 kwh/m2 Netto kjølebehov 0 kwh/m2 0 kwh/m2 CO2 utslipp 20 kg/m2 20 kg/m2 Tabell 2.2: Krav varmetapstall, netto oppvarmingsbehov, netto kjølebehov og CO 2 utslipp kontorbygg Krav kontorbygg Verdi Prosjektrapport 42 Verdi NS 3701 Maks varmetapstall 0,50 W/K 0,60 W/K Netto oppvarmingsbehov 15 kwh/m2 20 kwh/m2 Netto kjølebehov 10 kwh/m2 10 kwh/m2 CO2 utslipp 25 kg/m2 25 kg/m2 / Side 4 av 27
Prosjektrapport 42 angir anbefalte gjennomsnittlige luftmengder og internlaster for å klare passivhuskravet. Disse verdiene er lagt til grunn i beregningene. Tabell 3: Anbefalte minste gjennomsnittlige luftmengdebehov skolebygg og kontorbygg: Bygningskategori Snitt luftmengde driftstid: Snitt luftmengde u. driftstid Skolebygg 8 m 3 /hm 2 1 m 3 /hm 2 Kontorbygg 6 m 3 /hm 2 1 m 3 /hm 2 Tabell 4: Interne varmetilskudd for skolebygg og kontorbygg: Bygningskategori Belysning Utstyr Personer Skolebygg 6 W/m 2 4 W/m 2 12 W/m 2 Kontorbygg 5 W/m 2 6 W/m 2 4 W/m 2 3. Energitiltak Bygg -d Tegninger fra arkitekt er lagt til grunn for utregning av arealer for Bygg -d. Det er gjort bruk av kriterier for passivhus for valg av verdier for bygg -d, etter SINTEF prosjektrapport 42, samt standarddata fra NS 3031:2007 der det har vært aktuelt. U-verdier for gulv på grunn er oppgitt med ekvivalente verdier, som inkluderer varmetap i grunnen beregnet med SIMIEN. Anbefalte gjennomsnittlig luftmengde i driftstiden fra tabell 3, og interne varmetilskudd fra tabell 4 er brukt. Det bør monteres utvendig solavskjerming på vinduer vendt syd, øst og vest. Dette er nødvendig for å få et tilfredsstillende inneklima i bygget. Lekkasjetall for bygg -d, er satt til 0,6 luftvekslinger ved 50 Pa over/undertrykk i beregningen. Dette tilfredsstiller minstekravet i Prosjektrapport 42. Lekkasjekravet oppnås ved kontinuerlig innvendig dampsperre, og utvendig vindsperre forbi alle dekker, bjelker, søyler og veggliv. Det anbefales å montere dobbelvindsperre, en vindsperreplate innerst, og en vanntett vindsperreduk ytterst. Det anbefales at bygget lekkasjetestes to ganger i løpet av byggeprosessen. Første gang når luftesjiktet er etablert, og vinduer, dører og tekniske installasjoner er satt inn. Det er her viktig at vegger ikke er isolert eller lukket, slik at eventuelle lekkasjer lett kan utbedres. Andre gang når bygget er ferdig. Lekkasjetall må dokumenters i henhold til NS-EN 13829. Normalisert kuldebroverdi på 0,03 W/m 2 K er benyttet i beregning. Dette er minstekravet i Prosjektrapport 42. Bygg -d har få utspring og ved å benytte isoleringstykkelser i tabell 5, er denne verdien ansett som fullt mulig å tilfredsstille. Bygg -d har en svært kompakt bygningsform, med god formfaktor og lav vindusandel. Deler av fasade vendt mot syd og øst grenser mot oppvarmet areal og gjør bygget er svært velegnet i forhold til passivhus. Det er i beregningen antatt at bygg -d i hovedsak blir varmet opp av nærvarmesentralen til Mandal kommune. Nærvarmesentralen består av en grunnvarmepumpe, med en antatt systemvirkningsgrad på 2,26 hentet fra tabell B.9 i NS 3031. Spisslast vil bli dekket av elektrokjel, med antatt systemvirkningsgrad på 0,88 hentet fra tabell B.9 i NS 3031. / Side 5 av 27
3.1 Resultater fra evalueringen mot Passivhus bygg -d Tabellen nedenfor viser hvilke verdier som er nødvendig for bygg -d, dersom det skal tilfredsstille passivhuskravene i Prosjektrapport 42. Tabell 5: Inndata passivhus bygg -d: Inndata Tiltak Verdi Krav Passivhus Gulv på grunn *1 200mm isolasjon 0,09 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K Yttervegg 300mm isolasjon 0,15 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K Yttertak 350mm isolasjon 0,13 W/m 2 K 0,13 W/m 2 K Vinduer 0,8 W/m 2 K 0,8 W/m 2 K Porter og dører 0,8 W/m 2 K 0,8 W/m 2 K Lekkasjetall N 50 Forutsetter krav i henhold til Prosjektrapport 42 0,6 0,6 Normalisert kuldebroverdi Forutsetter krav i henhold til Prosjektrapport 42 0,03 W/m 2 K 0,03 W/m 2 K SFP faktor vifte Krever maksimal trykkøkning på 200 Pa i kanalnett 1,5 kw/m 3 /s 1,5 kw/m 3 /s Gjennomsnittlig luftmengde VAV styring 8m 3 /h/m 2 8m 3 /h/m 2 *2 Virkningsgrad varmegjenvinner 80 % 80 % Andel vinduer og dører av BRA 7,7 % * 1 Ekvivalent U-verdi. * 2 Anbefalt verdi i prosjektrapport 42, ikke ett krav Som vi ser av tabellene under vil bygg -d overholde alle delkravene i Prosjektrapport 42, dersom verdiene i tabell 5 blir benyttet. Tabell 6: Resultat av evalueringen Resultater av evalueringen Evaluering mot passivhusstandarden Beskrivelse Varmetapsramme Bygningen tilfredstiller kravet for varmetapstall Energiytelse Bygningen tilfredsstiller krav til energiytelse Minstekrav Bygningen tilfredsstiller minstekrav til enkeltkomponenter Luftmengder ventilasjon Luftmengdene tilfredsstiller minstekrav gitt i prosjektrapport 42 (tabell 2) Samlet evaluering Bygningen tilfredstiller alle krav til passivhus Tabell 7: Evaluering mot varmetapsbudsjett Varmetapsbudsjett Beskrivelse Verdi Varmetapstall yttervegger 0,03 Varmetapstall tak 0,04 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,05 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,06 Varmetapstall kuldebroer 0,03 Varmetapstall infiltrasjon 0,05 Varmetapstall ventilasjon 0,19 Totalt varmetapstall 0,45 Krav varmetapstall 0,50 / Side 6 av 27
Tabell 8: Evaluering mot energiytelse: Energiytelse Beskrivelse Verdi Krav Netto oppvarmingsbehov 9,8 kwh/m² 15,0 kwh/m² Netto kjølebehov 0,0 kwh/m² 0,0 kwh/m² CO2-utslipp 18 kg/m² 20 kg/m² Tabell 9: Evaluering mot minstekrav enkeltkomponenter: Minstekrav enkeltkomponenter Beskrivelse Verdi Krav U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,15 0,15 U-verdi tak [W/m²K] 0,13 0,13 U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/m²K] 0,09 0,15 U-verdi glass/vinduer/dører [W/m²K] 0,80 0,80 Normalisert kuldebroverdi [W/m²K] 0,03 0,03 Årsmidlere temperaturvirkningsgrad varmegjenvinner ventilasjon [%] 80 80 Spesifikk vifteeffekt (SFP) [kw/m³/s]: 1,50 1,50 Lekkasjetall (lufttetthet ved 50 Pa trykkforskjell) [luftvekslinger pr time] 0,60 0,60 Beregnet netto energibehov for bygg -d blir 205 000 kwh ved lokalt klima. Tabell 10: Beregnet netto energibehov bygg -d Energibudsjett Energipost Energibehov Spesifikt energibehov 1a Romoppvarming 17941 kwh 4,6 kwh/m² 1b Ventilasjonsvarme (varmebatterier) 20084 kwh 5,2 kwh/m² 2 Varmtvann (tappevann) 39100 kwh 10,1 kwh/m² 3a Vifter 39837 kwh 10,3 kwh/m² 3b Pumper 1622 kwh 0,4 kwh/m² 4 Belysning 51433 kwh 13,3 kwh/m² 5 Teknisk utstyr 34291 kwh 8,8 kwh/m² 6a Romkjøling 0 kwh 0,0 kwh/m² 6b Ventilasjonskjøling (kjølebatterier) 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt netto energibehov, sum 1-6 204307 kwh 52,7 kwh/m² / Side 7 av 27
Bygg -d vil med løsninger presentert i tabell 4 få et beregnet energimerke gul A. Figur 1: Foreløpig energimerke Bygg -d Energikarakter A <= 79 kwh/m² ENERGIMERKE A B <= 118 kwh/m² C <= 158 kwh/m² D <= 208 kwh/m² E <= 259 kwh/m² F <= 389 kwh/m² G > 389 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 69 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 61.7 % 3.2 Sammenligning med TEK 10 bygg Energirammekravet for skolebygg i TEK 10 er på 120 kwh/m 2 (Oslo klima), og antatt energiforbruk for bygg -d ville da blitt 465 600 kwh/år. Beregnet energiforbruk for bygg -d er 59 kwh/m 2 (ved Oslo klima), dette tilsvarer 230 500 kwh/år. Beregnet energibesparelse for bygg -d, sammenlignet med TEK mot kravet i TEK 10 blir da 235 100 kwh/år. Ved å anta en energipris på 80 øre/kwh, vil bygg -d som passivhus, få en besparelse på 188 100 kr/år i forhold til TEK 10 bygg. Tabell 11: Beregning av energibesparelse for bygg -d i forhold til TEK 10. Rehabiliteringstiltak: Netto energibehov [kwh/år] Energipris [øre/kwh] Antatt energikostnad [kr/år] Besparelse i forhold til TEK 10 [kr/år] TEK 10 Bygg 465 600 80 372 500 0 Passivhus 230 500 80 184 400 188 100 / Side 8 av 27
4. Energitiltak Bygg -b Det er gjort tre simuleringer for bygg -b i SIMIEN. En simulering hvor det er sett på hva som skal til for å komme ned i energiklasse B, en simulering hvor det er sett på hva som skal til for å komme ned i lavenergi klasse 1, og en simulering hvor det er sett på hva som skal til for å komme ned i passivhusstandard. Ved rehabilitering av bygg -b er det tatt utgangspunkt i at yttervegger og tak fjernes. Eksisterende søyler, gulv på grunn og betongdekke beholdes. Arkitektens fasadetegninger er lagt til grunn for beregning av vindus og dørareal. Da flere av dagens vinduer på bygg -b er av nyere dato, er det lagt opp til gjenbruk der det er mulig. Det er foretatt to boreprøver av gulvet slik det er i dag. Prøvene viste at den nyeste delen av bygget har 10cm EPS isolasjon i gulvet + betong, mens den eldste delen har 10cm leca + betong. Grunnforhold er sand. Ved evaluering mot lavenergiklasse 1, og passivhusstandard vil det være nødvendig å etterisolere gulv mot grunn ytterligere for å overholde minstekravet i Prosjektrapport 42. Det er gjort en vurdering av takhøyde slik bygget er i dag, og ansett som mulig å etterisolere gulvet med 10cm isolasjon, slik at nytt gulv totalt vil bygge 15cm. Dette forutsetter at ventilasjonskanaler legges på taket. Nytt ventilasjonsanlegg bør være VAV styrt og det er antatt behovstyrt belysning. Det anbefales å montere utvendig solavskjerming på vinduer vendt syd, øst og vest. I simuleringene hvor bygget skal rehabiliteres til lavenergiklasse 1 og passivhusstandard, er det benyttet verdier fra tabell 3 og 4 i dette notatet. Det forutsettes at disse verdiene blir overholdt. Det er i beregningen antatt at bygg -b i hovedsak blir varmet opp av nærvarmesentralen til Mandal kommune. Nærvarmesentralen består av en grunnvarmepumpe med en antatt systemvirkningsgrad på 2,26 hentet fra tabell B.9 i NS.3031. Spisslast vil bli dekket av elektrokjel med antatt systemvirkningsgrad på 0,88 hentet fra tabell B.9 i NS 3031. Det er gjort en beregning av foreløpig energimerke, og beregnet levert energi for de forskjellige rehabiliteringsforslagene. / Side 9 av 27
4.1 Dagens tilstand bygg -b Det er gjort en energiberegning av bygg -b slik det er i dag. Teknisk forskrift for de forskjellige byggeårene er brukt, for å anslå U-verdier på de forskjellige bygningskonstruksjonene, samt egne U- verdi beregninger der konstruksjonen er kjent. Det er antatt at eksisterende oljekjel varmer 80 % av bygget, mens elektriske panelovner varmer opp 20 % av bygget. Tabell 12:Inndata bygg -b dagens tilstand. Enkeltkomponenter U verdi Gulv på grunn ny del *1 0,11 W/m 2 K Gulv på grunn gammel del *1 0,27 W/m 2 K Yttervegger Del A fra byggeår 1,05 W/m 2 K Yttervegger Del A fra 1983 0,45 W/m 2 K Yttervegger DEL B fra 70 tallet 0,45 W/m 2 K Tak Del A fra byggeår 1,05 W/m 2 K Tak Del A fra 1983 0,23 W/m 2 K Tak Del B fra 1970 tallet 0,46 W/m 2 K Vinduer fra 1996 2,4 W/m 2 K Dører fra 1996 2,0 W/m 2 K Vinduer fra 2005 1,6 W/m 2 K Vinduer fra 2009 1,2 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,12 W/m 2 K SFP faktor 3,0 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 65 % Lekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 3 l/h * 1 Ekvivalent U-verdi Beregnet levert energi for bygg -b er 300 000 kwh ved lokalt klima. Tabell 13: Beregnet levert energi Bygg -b dagens tilstand. Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 128210 kwh 118,1 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 0 kwh 0,0 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 174055 kwh 160,3 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 302266 kwh 278,3 kwh/m² / Side 10 av 27
Foreløpig beregnet energimerke for Bygg -b ved dagens tilstand er rød F. Figur 2: Foreløpig energimerke Bygg -b ved dagens tilstand Energikarakter ENERGIMERKE A <= 84 kwh/m² B <= 126 kwh/m² C <= 168 kwh/m² D <= 215 kwh/m² E <= 263 kwh/m² F <= 395 kwh/m² F G > 395 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 320 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 100.0 % / Side 11 av 27
4.2 Rehabilitering til Energiklasse B Ved rehabilitering til energiklasse B, er det tatt høyde for at bygget overholder energikravene i TEK 10, da dette vil anses som en hovedombygging. Ved beregning av energimerke blir det tatt hensyn til systemvirkningsgraden til oppvarmingsanlegget (levert energi), og Oslo klima blir benyttet i beregningen. Se tabell under for anbefalte tiltak for å nå energiklasse B, og samtidig overholde energikravene i TEK 10. Tabell 14:Inndata bygg -b rehabilitering til energiklasse B. Enkeltkomponenter Tiltak Verdi Gulv ny del 1 (50mm kantisolasjon) Beholdes 0,11 W/m 2 K Gulv gammel del *1 (50 mm kantisolasjon) Beholdes 0,24 W/m 2 K Yttervegger Yttervegger 250mm isolasjon 0,18 W/m 2 K Tak Etterisoleres totalt 300mm isolasjon 0,13 W/m 2 K Vinduer fra 1996 Byttes ut med eksisterende vinduer fra 2009 1,2 W/m 2 K Dører fra 1996 Ytterdør hovedinngang beholdes. Resterende dører byttes ut 1,2 2,0 W/m 2 K Vinduer fra 2005 10 stk beholdes. Resterende vinduer byttes ut med eksisterende vinduer fra 2009 1,2 1,6 W/m 2 K Vinduer fra 2009 Beholdes 1,2 W/m 2 K Nye vinduer og dører 1,2 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,09 W/m 2 K SFP faktor Krever maksimal trykkøkning på 300 Pa i kanalnettet 2,0 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 80 % Lekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 1,5 l/h * 1 Ekvivalent U-verdi Det er gjort en bygningsfysisk vurdering hvor det er antatt at eksisterende vinduer kan stå slik de er plassert i dag, dersom eksisterende yttervegger beholdes. Dette gjelder bare dersom bygget skal rehabiliteres til Energiklasse B. Gulv på grunn kan beholdes slik det er i dag, men må etterisoleres utvendig med minimum 50mm kantisolasjon, for å overholde minstekravet i TEK 10. Nye vinduer og dører må overholde energi kravet i TEK 10 på 1,2 W/m 2 K. Det er antatt VAV styring av ventilasjonen og behovsstyring av belysning. / Side 12 av 27
Ved å gjøre disse tiltakene vil bygget få energiklasse Gul B. Beregnet levert energi (Oslo klima) er 114 kwh/m 2. Grensen for energiklasse B er som det fremgår av figuren under på 126 kwh/m 2. Figur 3: Foreløpig energimerke Bygg -b ved rehabilitering til energiklasse B Energikarakter ENERGIMERKE A <= 84 kwh/m² B <= 126 kwh/m² B C <= 168 kwh/m² D <= 215 kwh/m² E <= 263 kwh/m² F <= 395 kwh/m² G > 395 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 114 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 62.0 % Beregnet levert energibehov for bygg -b, med lokalt klima vil bli 116 000 kwh/år. Tabell 15:Beregnet levert energibehov lokalt klima, Bygg -b ved rehabilitering til Energiklasse B Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 103770 kwh 95,6 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 12482 kwh 11,5 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 0 kwh 0,0 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 116252 kwh 107,0 kwh/m² / Side 13 av 27
4.3 Rehabilitering til Lavenergiklasse 1 Ved rehabilitering til lavenergiklasse 1 må kravene i Prosjektrapport 42 overholdes. Det er også gjort en sammenligning mot kravene i NS 3701 som snart blir gjeldende. De forskjellige kravene er vist i tabellene under. Ved utregning av oppvarmingsbehov er det tatt utgangspunkt i Kristiansands klima, og netto energibehov (det tas ikke hensyn til virkningsgrad for oppvarmingsanlegget). Tabell 16: Minstekrav enkeltkomponenter Lavenergibygg Prosjektrapport 42 og NS 3701 Minstekrav enkeltkomponenter Verdi U verdi gulv på grunn/mot det fri 0,15 W/m 2 K U verdi yttervegger 0,18 W/m 2 K U verdi tak 0,13 W/m 2 K U verdi vinduer/dører/porter 1,2 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,05 W/m 2 K SFP faktor 2,0 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 70 % Luftlekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 1,5 l/h Tabell 17: Krav varmetapstall, netto oppvarmingsbehov, netto kjølebehov og CO 2 utslipp. Krav skolebygg Verdi Prosjektrapport 42 Verdi NS 3701 Maks varmetapstall 0,70 W/m 2 K 0,65 W/m 2 K Netto oppvarmingsbehov 30 kwh/m2 35 kwh/m2 Netto kjølebehov 15 kwh/m2 15 kwh/m2 CO2 utslipp 35 kg/m2 30 kg/m2 Følgende tiltak er nødvendig dersom bygg -b skal rehabiliteres til lavenergiklasse 1. Bygg -b vil med disse tiltakene overholde kravene i prosjektrapport 42 som i dag er gjeldende. Dersom ny NS 3701 blir gjeldende vil bygg -b ikke overholde varmetapstallet på 0,65. Tabell 18:Inndata bygg -b rehabilitering til lavenergiklasse 1. Enkeltkomponenter Tiltak Verdi Gulv ny del *1 (50mm kantisolasjon) Etterisoleres med 50 mm isolasjon på overside av eksisterende betonggulv 0,10 W/m 2 K Gulv gammel del *1 (50mm kantisolasjon) Etterisoleres med 50 mm isolasjon på overside av eksisterende betonggulv 0,18 W/m 2 K Yttervegger 300 mm isolasjon 0,15 W/m 2 K Tak Etterisoleres totalt 400mm isolasjon 0,10 W/m 2 K Vinduer fra 1996 Byttes ut med eksisterende vinduer fra 2009 1,2 W/m 2 K Dører fra 1996 Byttes ut 1,0 W/m 2 K / Side 14 av 27
Vinduer fra 2005 10 stk byttes ut. Resterende vinduer byttes ut med eksisterende vinduer fra 2009 1,0 1,2 W/m 2 K Vinduer fra 2009 Beholdes 1,2 W/m 2 K Nye vinduer og dører 1,0 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,05 W/m 2 K SFP faktor Krever maksimal trykkøkning på 250 Pa i kanalnettet 1,7 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 85 % Lekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 1,0 l/h Dersom eksisterende yttervegg beholdes, må vinduer flyttes ut i fasade for å klare kuldebrokravet. Gulv må etterisoleres med 50mm isolasjon på overside av eksisterende betonggulv. Grunnmuren må isoleres i hele dens dybde. Vinduer eldre enn 2009 må byttes ut, og nye vinduer og dører må ha en U-verdi på 1,0 W/m 2 K. Som vi ser av tabellene under vil bygg -b overholde alle delkravene i Prosjektrapport 42, dersom verdiene i tabell 18 blir benyttet. Tabell 19: Resultat av evalueringen Resultater av evalueringen Evaluering mot passivhusstandarden Beskrivelse Varmetapsramme Bygningen tilfredstiller kravet for varmetapstall Energiytelse Bygningen tilfredsstiller krav til energiytelse Minstekrav Bygningen tilfredsstiller minstekrav til enkeltkomponenter Luftmengder ventilasjon Luftmengdene tilfredsstiller minstekrav gitt i prosjektrapport 42 (tabell 2) Samlet evaluering Bygningen tilfredstiller alle krav til lavenergihus Tabell 20: Evaluering mot varmetapsbudsjett Tabell 21: Evaluering mot energiytelse: Varmetapsbudsjett Beskrivelse Verdi Varmetapstall yttervegger 0,03 Varmetapstall tak 0,10 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,14 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,16 Varmetapstall kuldebroer 0,05 Varmetapstall infiltrasjon 0,07 Varmetapstall ventilasjon 0,15 Totalt varmetapstall 0,69 Krav varmetapstall 0,70 Energiytelse Beskrivelse Verdi Krav Netto oppvarmingsbehov 24,4 kwh/m² 30,0 kwh/m² Netto kjølebehov 0,0 kwh/m² 15,0 kwh/m² CO2-utslipp 27 kg/m² 35 kg/m² / Side 15 av 27
Tabell 22: Evaluering mot minstekrav enkeltkomponenter: Minstekrav enkeltkomponenter Beskrivelse Verdi Krav U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,15 0,18 U-verdi tak [W/m²K] 0,10 0,13 U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/m²K] 0,14 0,15 U-verdi glass/vinduer/dører [W/m²K] 1,09 1,20 Normalisert kuldebroverdi [W/m²K] 0,05 0,05 Årsmidlere temperaturvirkningsgrad varmegjenvinner ventilasjon [%] 85 70 Spesifikk vifteeffekt (SFP) [kw/m³/s]: 1,70 2,00 Lekkasjetall (lufttetthet ved 50 Pa trykkforskjell) [luftvekslinger pr time] 1,00 1,50 Beregnet levert energi for bygg -b ved lokalt klima blir 73 000 kwh/m 2. Tabell 23: Beregnet levert energibehov lokalt klima, Bygg -b ved rehabilitering til lavenergiklasse 1 Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 63632 kwh 58,6 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 9426 kwh 8,7 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 0 kwh 0,0 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 73058 kwh 67,3 kwh/m² Ved å gjøre disse tiltakene vil bygget få energiklasse Gul B. Figur 4: Foreløpig energimerke Bygg -b ved rehabilitering til lavenergiklasse 1 Energikarakter ENERGIMERKE A <= 84 kwh/m² B <= 126 kwh/m² B C <= 168 kwh/m² D <= 215 kwh/m² E <= 263 kwh/m² F <= 395 kwh/m² G > 395 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 98 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 62.8 % / Side 16 av 27
4.4 Rehabilitering til Passivhus forslag 1 Dersom bygg -b skal rehabiliteres til passivhus, må følgende tiltak gjøres, for å overholde passivkravene i prosjektrapport 42 og NS 3701. Fasadeløsninger fra arkitekt er lagt til grunn i beregningen ved Passivhus forslag 1. Tabell 24:Inndata bygg -b rehabilitering til Passivhus forslag 1 Enkeltkomponenter Tiltak Verdi Gulv ny del (minimum 50mm kant isolasjon) Etterisoleres med 100mm isolasjon 0,08 W/m 2 K Gulv gammel del (minimum 50mm kantisolasjon) Etterisoleres med 100mm isolasjon 0,14 W/m 2 K Yttervegger 400mm isolasjon 0,10 W/m 2 K Tak Etterisoleres totalt 500mm isolasjon 0,08 W/m 2 K Vinduer fra 1996 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Dører fra 1996 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Vinduer fra 2005 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Vinduer fra 2009 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Nye vinduer 0,8 W/m 2 K Nye dører 0,8 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,03 W/m 2 K SFP faktor 1,5 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 90 % Lekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 0,6 l/h * 1 Ekvivalent U-verdi RIV opplyser og at det er mulig å få ventilasjonsaggregater med virkningsgrad på 90 % (dobbel roterende varmegjenvinner). Det er gjort en forenklet kuldebro beregning som viser at bygget overholder kravet, men det vil være nødvendig med en mer detaljert beregning, dersom det er ønskelig å gå videre med denne løsningen. Figur 5: Forenklet kuldebroberegning bygg -b ved rehabilitering til Passivhusstandard Kuldebroberegning Mandal VGS Bygg 2 Yttervegg 40 cm Tak 50 cm Gulv mot grunn 10 cm Areal: (BRA) 1080 m 2 Kuldebroer Kuldebroverdi lengde H [W/K] ψ [W/mK] L [m] Betong søyler 0,009 140 1,26 Vinduer 0,02 210 4,2 Hjørner 0,048 14 0,672 Vegg/tak 0,045 114,1 5,1345 Grunn 0,15 114,1 17,115 Sum 28,3815 Normalisert kuldebroverd ( W/m 2 K ): ψ'' = 0,0263 / Side 17 av 27
Som vi ser av tabellene under vil bygg -b overholde alle delkravene i Prosjektrapport 42, dersom verdiene i tabell 24 blir benyttet. Tabell 25: Resultat av evalueringen Resultater av evalueringen Evaluering mot passivhusstandarden Beskrivelse Varmetapsramme Bygningen tilfredstiller kravet for varmetapstall Energiytelse Bygningen tilfredsstiller krav til energiytelse Minstekrav Bygningen tilfredsstiller minstekrav til enkeltkomponenter Luftmengder ventilasjon Luftmengdene tilfredsstiller minstekrav gitt i prosjektrapport 42 (tabell 2) Samlet evaluering Bygningen tilfredstiller alle krav til passivhus Tabell 26: Evaluering mot varmetapsbudsjett Varmetapsbudsjett Beskrivelse Verdi Varmetapstall yttervegger 0,02 Varmetapstall tak 0,08 Varmetapstall gulv på grunn/mot det fri 0,11 Varmetapstall glass/vinduer/dører 0,12 Varmetapstall kuldebroer 0,03 Varmetapstall infiltrasjon 0,04 Varmetapstall ventilasjon 0,09 Totalt varmetapstall 0,49 Krav varmetapstall 0,50 Tabell 27: Evaluering mot energiytelse: Energiytelse Beskrivelse Verdi Krav Netto oppvarmingsbehov 11,8 kwh/m² 15,0 kwh/m² Netto kjølebehov 0,0 kwh/m² 10,0 kwh/m² CO2-utslipp 22 kg/m² 25 kg/m² Tabell 28: Evaluering mot minstekrav enkeltkomponenter: Minstekrav enkeltkomponenter Beskrivelse Verdi Krav U-verdi yttervegger [W/m²K] 0,10 0,15 U-verdi tak [W/m²K] 0,08 0,13 U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/m²K] 0,11 0,15 U-verdi glass/vinduer/dører [W/m²K] 0,80 0,80 Normalisert kuldebroverdi [W/m²K] 0,03 0,03 Årsmidlere temperaturvirkningsgrad varmegjenvinner ventilasjon [%] 90 80 Spesifikk vifteeffekt (SFP) [kw/m³/s]: 1,50 1,50 Lekkasjetall (lufttetthet ved 50 Pa trykkforskjell) [luftvekslinger pr time] 0,60 0,60 / Side 18 av 27
Beregnet levert energi for bygg -b ved lokalt klima blir 60 000 kwh/m 2. Tabell 29: Beregnet levert energibehov lokalt klima, Bygg -b ved rehabilitering til passivhusstandard Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 54338 kwh 50,0 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 5738 kwh 5,3 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 0 kwh 0,0 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 60076 kwh 55,3 kwh/m² Ved å gjøre disse tiltakene vil bygget få energiklasse oransje A. Figur 6: Foreløpig energimerke Bygg -b ved rehabilitering til passivhusstandard Energikarakter A <= 84 kwh/m² ENERGIMERKE A B <= 126 kwh/m² C <= 168 kwh/m² D <= 215 kwh/m² E <= 263 kwh/m² F <= 395 kwh/m² G > 395 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 82 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 61.1 % / Side 19 av 27
4.4.1 Rehabilitering til Passivhus forslag 2 (reduksjon av vindusareal) Vindus- og dørareal på bygg -b er 14,4 % av oppvarmet BRA. Det er gjort en ny beregning der vindusog dørareal er redusert til 10 % av BRA. Total reduksjon på vindu og dør andel blir da 48m 2. I beregningen er vindus- og dørareal på nord fasade redusert med 20m 2, øst fasade med 20m 2, og vest fasade med 8m 2. Tabell 30:Inndata bygg -b rehabilitering til Passivhus forslag 2 Enkeltkomponenter Tiltak Verdi Gulv ny del (minimum 50mm kant isolasjon) Etterisoleres med 100mm isolasjon 0,08 W/m 2 K Gulv gammel del (minimum 50mm kantisolasjon) Etterisoleres med 100mm isolasjon 0,14 W/m 2 K Yttervegger 400mm isolasjon 0,10 W/m 2 K Tak Etterisoleres totalt 500mm isolasjon 0,08 W/m 2 K Vinduer fra 1996 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Dører fra 1996 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Vinduer fra 2005 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Vinduer fra 2009 Byttes ut 0,8 W/m 2 K Nye vinduer 0,8 W/m 2 K Nye dører 0,8 W/m 2 K Normalisert kuldebroverdi 0,03 W/m 2 K SFP faktor 1,5 kw/m 3 /s Virkningsgrad varmegjenvinner 86 % Lekkasjetall (ved 50 Pa trykkforskjell) 0,6 l/h Ved å redusere vindusarealet til 10 % av BRA vil det være mulig å redusere virkningsgraden på gjenvinner til 86 % og samtidig overholde passivhuskravene i Prosjektrapport 42. / Side 20 av 27
4.5 Energibesparelse bygg -b Det er gjort en beregning av energibesparelse ved de tre forskjellige rehabiliteringstiltakene. Det er antatt en energikostnad på 80 kr/kwh. Det er brukt lokalt klima ved beregning av levert energibehov. Tabell 31:Beregning av energibesparelse ved de forskjellige tiltakene Rehabiliteringstiltak: Levert energibehov [kwh/år] Energipris [øre/kwh] Antatt energikostnad [kr/år] Besparelse i forhold til dagens løsning [kr/år] Dagens tilstand 300 000 80 240 000 0 Rehabilitering energiklasse B 116 000 80 92 800 147 200 Rehabilitering lavenergiklasse 1 73 000 80 58 400 181 600 Rehabilitering passivhus 60 000 80 48 000 192 000 Energibesparelse må ses i sammenheng med investeringskostnad og mulig støtte tiltak fra Enova. Rehabilitering til lavenergiklasse 1 gir en støtte på opptil 450 NOK/m 2 (488 700 NOK), mens rehabilitering til passivhusnivå gir støtte på 550 NOK/m 2 (597 300 NOK). Det er ingen støtteordninger ved rehabilitering til energiklasse B. 5. Energitiltak bygg -l, -m og -n Det er for dette bygget sett på tre mulige alternativer. Ett alternativ hvor det bygges som energiklasse B, ett alternativ hvor det bygges som lavenergiklasse 1, og ett alternativ hvor det bygges som Passivhus. Arkitektens plan og fasadetegninger er lagt til grunn for beregning av arealer. Ved evaluering mot lavenergiklasse 1 og passivhusstandard er kravene i Prosjektrapport 42 lagt til grunn. Da bygget har et stort vindusareal vil det være nødvendig å redusere dette betraktelig, for å nå lavenergiklasse 1 og passivhusstandard. Nytt ventilasjonsanlegg bør være VAV styrt og det er antatt behovstyrt belysning. Det anbefales å montere utvendig solavskjerming på vinduer vendt syd, øst og vest. Det er i beregningen antatt at bygget i hovedsak blir varmet opp av nærvarmesentralen til Mandal kommune. Nærvarmesentralen består av en grunnvarmepumpe med en antatt systemvirkningsgrad på 2,26 hentet fra tabell B.9 i NS.3031. Spisslast vil bli dekket av elektrokjel med antatt systemvirkningsgrad på 0,88 hentet fra tabell B.9 i NS 3031. Det er gjort en beregning av foreløpig energimerke, og beregnet levert energi for de forskjellige forslagene. / Side 21 av 27
5.1 Resultater fra evalueringen mot energiklasse B Ved beregning av energimerke blir det tatt hensyn til systemvirkningsgraden til oppvarmingsanlegget (levert energi), og Oslo klima blir benyttet i beregningen. Det er antatt at bygget varmes opp av nærliggende grunnvarmepumpeanlegg. Beregninger i SIMIEN viser at det må søkes om dispensasjon fra TEK 10 da bygget har en glassandel og et varmetapstall glass/vinduer/dører som er høyere enn kravet i TEK 10. Tabell 32:Inndata bygg -l, -m og -n energiklasse B Inndata Tiltak Verdi Krav TEK 10 Gulv på grunn *1 200mm isolasjon 0,05 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K Yttervegg (sandwich element) 0,18 W/m 2 K 0,18 W/m 2 K Yttertak (lettak) 500mm isolasjon 0,09 W/m 2 K 0,13 W/m 2 K Vinduer 1,0 W/m 2 K 1,2 W/m 2 K Ytterdører 1,0 W/m 2 K 1,2 W/m 2 K Lekkasjetall N 50 Forutsetter krav i henhold til TEK 10 1,50 1,50 Normalisert kuldebroverdi Forutsetter krav i henhold til TEK 10 0,06 W/m 2 K 0,06 W/m 2 K SFP faktor vifte Krever maksimal trykkøkning på 250 Pa i kanalnett 1,7 kw/m 3 /s 2,0 kw/m 3 /s Gjennomsnittlig luftmengde VAV styring 10m 3 /h/m 2 Virkningsgrad varmegjenvinner 80 % 80 % Andel vinduer og dører av BRA 41,6 % 20 % Varmetapstall glass 0,42 0,24 * 1 Ekvivalent U-verdi Ved å gjøre disse tiltakene vil bygget få energiklasse Gul B. Beregnet levert energi (Oslo klima) er 101 kwh/m 2. Grensen for energiklasse B er som det fremgår av figuren under på 118 kwh/m 2. Figur 7: Foreløpig energimerke for bygg -l, -m og -n Energikarakter ENERGIMERKE A <= 79 kwh/m² B <= 118 kwh/m² B C <= 158 kwh/m² D <= 208 kwh/m² E <= 259 kwh/m² F <= 389 kwh/m² G > 389 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 101 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 62.5 % / Side 22 av 27
Beregnet levert energibehov for bygget, med lokalt klima vil bli 103 000 kwh/år. Tabell 33: Beregnet levert energibehov lokalt klima, ved energiklasse B. Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 85648 kwh 78,1 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 17673 kwh 16,1 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 0 kwh 0,0 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 103321 kwh 94,2 kwh/m² 5.2 Resultater fra evalueringen mot lavenergiklasse 1 Dersom bygget skal bygges som lavenergiklasse 1 må kravene i Prosjektrapport 42 overholdes. Kravene er vist i tabell 16 og 17 i denne rapporten. Det forutsettes og at gjennomsnittlige luftmengder og internlaster for skolebygg, vist i tabell 3 og 4 blir overholdt. Ved utregning av oppvarmingsbehov og varmetapstall er det tatt utgangspunkt i Kristiansandsklima, og netto energibehov (det tas ikke hensyn til virkningsgraden for oppvarmingsanlegget). Følgende tiltak er nødvendig dersom bygget skal overholde lavenergikravene i Prosjektrapport 42. Tabell 34:Inndata bygg -l, -m og -n lavenergiklasse 1 Inndata Tiltak Verdi Krav prosjektrapport 42 Gulv på grunn *1 200mm isolasjon 0,05 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K Yttervegg (sandwich element) 0,15 W/m 2 K 0,18 W/m 2 K Yttertak (lettak) 500mm isolasjon 0,09 W/m 2 K 0,13 W/m 2 K Vinduer 0,8 W/m 2 K 1,2 W/m 2 K Ytterdører 0,8 W/m 2 K 1,2 W/m 2 K Lekkasjetall N 50 Forutsetter krav i henhold til Prosjektrapport 42 1,0 1,5 Normalisert kuldebroverdi Forutsetter krav i henhold til Prosjektrapport 42 0,05 W/m 2 K 0,05 W/m 2 K SFP faktor vifte Krever maksimal trykkøkning på 250 Pa i kanalnett 1,7 kw/m 3 /s 2,0 kw/m 3 /s Gjennomsnittlig luftmengde VAV styring 8m 3 /h/m 2 8 m 3 /h/m 2*2 Virkningsgrad varmegjenvinner 85 % 70 % Andel vinduer og dører av BRA 30,2 % Varmetapstall glass 0,24 * 1 Ekvivalent U-verdi, *2 Anbefalt verdi i prosjektrapport 42 ikke et krav. / Side 23 av 27
Som det kommer frem av tabellen over er det omfattende tiltak som må til dersom bygget skal overholde lavenergiklasse 1. Det er nødvendig med en reduksjon av glassareal på 125m 2 i forhold til dagens løsning fra arkitekt. Vinduer må ha en U-verdi på 0,8 W/m 2 K. Varmetapstall for vinduer og dører blir da 0,24, og det vil da ikke være behov for å søke om dispensasjon fra TEK 10. Ved å gjøre disse tiltakene vil bygget få energiklasse Gul A. Beregnet levert energi (Oslo klima) er 78 kwh/m 2. Grensen for energiklasse A er som det fremgår av figuren under på 79 kwh/m 2. Figur 8: Foreløpig energimerke for bygg -l, -m og -n Energikarakter A <= 79 kwh/m² ENERGIMERKE A B <= 118 kwh/m² C <= 158 kwh/m² D <= 208 kwh/m² E <= 259 kwh/m² F <= 389 kwh/m² G > 389 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 78 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 63.4 % Beregnet levert energibehov for bygget, med lokalt klima vil bli 65 000 kwh/år. Tabell 35: Beregnet levert energibehov lokalt klima, ved lavenergiklasse 1. Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 54596 kwh 49,8 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 11131 kwh 10,1 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 0 kwh 0,0 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 65727 kwh 59,9 kwh/m² / Side 24 av 27
5.3 Resultater fra evalueringen mot passivhusstandard Dersom bygget skal bygges som passivhusstandard må kravene i Prosjektrapport 42 overholdes. Kravene er vist i tabell 1 og 2 i denne rapporten. Det forutsettes også at gjennomsnittlige luftmengder og internlaster for skolebygg, vist i tabell 3 og 4 blir overholdt. Ved utregning av oppvarmingsbehov og varmetapstall er det tatt utgangspunkt i Kristiansandsklima, og netto energibehov (det tas ikke hensyn til virkningsgraden for oppvarmingsanlegget). Følgende tiltak er nødvendig dersom bygget skal overholde passivhuskravene i Prosjektrapport 42. Tabell 36:Inndata bygg -l, -m og -n passivhusstandard Inndata Tiltak Verdi Krav prosjektrapport 42 Gulv på grunn *1 200mm isolasjon 0,05 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K Yttervegg (sandwich element) 0,13 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K Yttertak (lettak) 500mm isolasjon 0,09 W/m 2 K 0,13 W/m 2 K Vinduer 0,7 W/m 2 K 0,8 W/m 2 K Ytterdører 0,7 W/m 2 K 0,8 W/m 2 K Lekkasjetall N 50 0,5 0,6 Normalisert kuldebroverdi Forutsetter krav i henhold til Prosjektrapport 42 0,03 W/m 2 K 0,03 W/m 2 K SFP faktor vifte Krever maksimal trykkøkning på 200 Pa i kanalnett 1,5 kw/m 3 /s 1,5 kw/m 3 /s Gjennomsnittlig luftmengde VAV styring 8m 3 /h/m 2 8 m 3 /h/m 2*2 Virkningsgrad varmegjenvinner 90 % 80 % Andel vinduer og dører av BRA 17,5 % Varmetapstall glass 0,12 * 1 Ekvivalent U-verdi, *2 Anbefalt verdi i prosjektrapport 42 ikke et krav. Arkitekt ønsker å benytte seg av sandwich elementer på fasadene, og det finnes i dag produsenter som leverer slike elementer med en U-verdi ned mot 0,13 W/m 2 K. Dette er benyttet i beregningen. Lekkasjetall er satt til 0,5 luftvekslinger i timen dette er lavere enn minstekravet i prosjektrapport 42. Dette er vurdert som mulig da bygget har en stort volum og få ytterflater i forhold til areal. Det er nødvendig med en videre reduksjon av vinduer i forhold til løsning fra arkitekt, totalt 265m 2. Det må benyttes dobbelroterende gjenvinner med en årsvirkningsgrad på 90 %. / Side 25 av 27
Ved å gjøre disse tiltakene vil bygget få energiklasse oransje A. Beregnet levert energi (Oslo klima) er 64 kwh/m 2. Grensen for energiklasse A er som det fremgår av figuren under på 79 kwh/m 2. Figur 9: Foreløpig energimerke for bygg -l, -m og -n Energikarakter A <= 79 kwh/m² A ENERGIMERKE B <= 118 kwh/m² C <= 158 kwh/m² D <= 208 kwh/m² E <= 259 kwh/m² F <= 389 kwh/m² G > 389 kwh/m² >= 82.5 % < 82.5 % < 65.0 % < 47.5 % < 30.0 % Andel fossil/el. oppvarming Beregnet levert energi normalisert klima: 64 kwh/m² Sum andel el/olje/gass av netto oppvarmingsbehov: 65.1 % Beregnet levert energibehov for bygget, med lokalt klima vil bli 53 000 kwh/år. Tabell 37: Beregnet levert energibehov lokalt klima, ved lavenergiklasse 1. Levert energi til bygningen (beregnet) Energivare Levert energi Spesifikk levert energi 1a Direkte el. 47267 kwh 43,1 kwh/m² 1b El. Varmepumpe 6423 kwh 5,9 kwh/m² 1c El. solenergi 0 kwh 0,0 kwh/m² 2 Olje 0 kwh 0,0 kwh/m² 3 Gass 0 kwh 0,0 kwh/m² 4 Fjernvarme 0 kwh 0,0 kwh/m² 5 Biobrensel 0 kwh 0,0 kwh/m² Annen energikilde 0 kwh 0,0 kwh/m² Totalt levert energi, sum 1-6 53690 kwh 48,9 kwh/m² / Side 26 av 27
5.4 Energibesparelse bygg -l, -m og -n Det er gjort en beregning av energibesparelse ved de tre alternativene. Det er antatt en energikostnad på 80 kr/kwh. Det er brukt lokalt klima ved beregning av levert energibehov. Tabell 38:Beregning av energibesparelse ved de forskjellige tiltakene Rehabiliteringstiltak: Levert energibehov [kwh/år] Energipris [øre/kwh] Antatt energikostnad [kr/år] Besparelse i [kr/år] Energiklasse B 103 000 80 82 400 0 Lavenergiklasse 1 65 000 80 52 000 30 400 Passivhusstandard 53 000 80 42 400 40 000 Energibesparelse må ses i sammenheng med investeringskostnad og mulig støtte tiltak fra Enova. Dersom det skal bygges som lavenergiklasse 1, gir det en støtte på opptil 150 NOK/m 2 (164 550 NOK), mens det gis støtte på 350 NOK/m 2 (383 950 NOK), dersom det bygges som passivbygg. Det er ingen støtteordninger ved rehabilitering til energiklasse B. 6. Effekt Multiconsult har utført en effektbehovsberegning for bygg -b, -d, -l, -m og -n. Det er i tillegg gjort en beregning av effektbehov, for eksisterende bygningsmasse, for fremtidig dimensjonering av oppvarmingsanlegget. Mandal kommune, som eier nærvarmeanlegget, opplyser om at det er mulig å levere opptil 300 kw slik anlegget er i dag. En konservativ beregning av effektbehov, viser at byggene har ett effektbehov på 380 kw. Da nærvarmeanlegget dekker opptil 78 % av effektbehovet, er dette vurdert som tilstrekkelig dekning. Spisslast for byggene er elektrokjel. Elektrokjel bør ha mulighet for å dekke hele effektbehovet på 380 kw. 7. Varmeforsyning, energibærer Etter byggeforeskriften 14.7 skal bygg som er over 1000m 2 ha fornybar varmeforsyning som dekker minst 60 % av netto oppvarmingsbehov. Mandal VGS skal kobles til nærvarmeanlegget til Mandal kommune, som er en kombinert grunnvarme og solfangeranlegg. Spisslasten på nærvarmeanlegget blir dekket av olje. Multiconsult har opplyst at forsyningsrøret til Mandal Videregående, må koble seg inn før oljekjelen, slik at byggene på Mandal skole ikke blir forsynt med olje. Nærvarmeanlegget forsyner i dag 4 sentraler. Det er mulig å benytte nærvarmeanleggets systemvirkningsgrad, dersom det ikke forsyner mer enn 5 sentraler, og veiledende systemvirkningsgrad for grunnvarmepumpeanlegg er derfor benyttet i beregningen. Det er antatt at varmepumpeanlegget dekker 70 % av oppvarmingsbehovet til rom oppvarming og varmbatterier og 50 % av energibehovet til tappevann. Spisslasten blir dekket at elektrokjel som står på Mandal Vgs. / Side 27 av 27