UTKAST ENERGIUTREDNING Detaljregulering av Øren barneskole og flerbrukshall Dato: 11.mars 2015 / Innsending til førstegangsbehandling Formål med energiutredning Målsetningen med energiutredningen er å synliggjøre på hvilken måte planlagte løsninger bidrar til å nå nasjonale målsettinger om reduserte energibehov og avhengighet av elektrisitet. Utredningen omfatter både nye og eksisterende kommunale bygg knyttet til reguleringen. Øren barnehage og klubbhuset til Drammen ballklubb er privat eie, og det er ikke naturlig å vurdere disse byggene med tanke på tiltak og eventuell tilknytting til felles nærvarmeanlegg. Energiutredningen er utarbeidet av Lars Myhre Østfold AS (RIEn) i samarbeid med Architectopia AS (ARK) for Drammen Eiendom KF i forbindelse med detaljregulering av Øren barneskole og flerbrukshall. 1. Oppsummering og sammendrag Det er gjort overslagsberegninger på effekt- og energibehov for ny flerbrukshall, ny skoleutvidelse, ny driftsbygning og for eksisterende barmeskole og SFO. For overslagene er det blant annet benyttet nøkkeltall fra NS 3031 og NS 3701. Det er forutsatt at nye bygninger oppføres som passivhus i henhold til NS 3701. For de økonomiske betraktningene er det tatt utgangspunkt i at prosjektet bærer hele kostnaden med 300 m grøft og fjernvarmerør fra nåværende fjernvarmetrasè og frem til teknisk rom. Dette gjør fjernvarme til et lite lønnsomt alternativ og det anbefales at man ser på andre finansieringsløsninger i samråd med Drammen Fjernvarme. Dersom dette ikke lar seg gjøre, anbefales en varmepumpeinstallasjon felles for alle byggene. Dette åpner også opp for frikjøling mot brønnpark og tilførsel av kjølt tilluft. 2. Bakgrunn og beskrivelse Planområdets avgrensning: Planområdet omfatter Øren barneskole inklusiv fotballbane (gnr / bnr: 115/394 teiger: 9, 115/396 og 115/87), klubbhus til Drammen Ballklub (gnr / bnr: 115/85 og 115/1015) og Øren Andelsbarnehage (gnr / bnr: 115/999). Planområdet omfatter i tillegg del av Henrik Ibsens gate (gnr / bnr: 115/6023), Gamborgs vei (gnr / bnr: 6002), Hotvetveien (gnr / bnr: 6021) og Holstetajet (gnr / bnr: 115/6001).
Formål med detaljregulering: Formålet med planarbeidet er å legge til rette for utvikling av bydelsknutepunktet med ny flerbrukshall, utvidelse av Øren barneskole, anlegning av ny kunstgress og -isbane, gode utearealer, samt arealer til parkering og henting/levering. Arealoversikt: Arealoversikt etter fullt utbygging: Funksjon Areal BRA (m²) Ny flerbrukshall 4 745 Ny skoleutvidelse 1 880 Ny driftsbygg 670 Eksisterende barneskole (eksklusiv eks. gymsal) 4 745 Eksisterende barnehage 530 Eksisterende klubbhus til Drammens ballklub 500 Ny kunstgress og isbane Ca. 60 000 Kart over planområdet:
3. Reduksjon av energibehov Mikroklima Bygningsmassen danner en «tun-løsning» omkring skolens utelekareal (inklusiv kunstgressbane). Dette bidrar til å skjerme området for vind. Eksisterende bygg har gode solforhold. Nye bygg har plassering og utforming som ikke skygger for eksisterende bygg. Ny skoleutvidelse har gode dagslysforhold. Planløsning En kompakt bygningskropp er å foretrekke i forhold til energieffektivisering fordi det redusere varmetap. Glass i fasader skal benyttes på en bevisst måte. Det skal være tilstrekkelig glassareal for utsyn og daglys, men ikke for mye på grunn av varmetap og fare for overoppheting. Man skal helst unngå store vestvendte glassflater i skolebygg fordi disse kan føre til overoppheting. Flerbrukshallen har en kompakt bygningsform med spilleflate i 1.etasje og garderober i underetasje. Ny flerbrukshall har relativ lite glassareal i fasader. Hallen innhenter daglys via takvinduer. Skoleutvidelse har en kompakt bygningsform med 3 etasjer og sokkel. Bygget har vinduer i fasader mot sør og nord, og relativ lite glassareal i fasader mot øst og vest. Det installeres automatisk solavskjerming. Bygningsteknisk Flerbrukshallen, skoleutvidelsen og ny driftsbygning oppføres i henhold til NS 3701 Kriterier for passivhus og lavenergibygninger Yrkesbygninger. Byggene utformes slik at termisk komfort oppnås med minst mulig energibehov til kjøling av romluft og/eller tilluft. Bygningsdel Veiledende Veiledende konstruksjon U-verdi (W / m² K) Yttervegg over terreng 0,11 I-profil bindingsverk med 350mm isolasjon. Krav i TEK10 0,18 W/m 2 *K. Yttervegg over terreng 0,11 Betong med 250mm isolasjon utvendig og 100mm innvendig. Krav i TEK10 0,18 W/m 2 *K. Tak 0,08 Flatt tak med 550mm isolasjon. Krav i TEK10 0,18 W/m 2 *K. Gulv på grunn 0,09 Betong gulv med 450mm EPS/steinull (kl. 37). Krav i TEK10 0,15 W/m 2 *K. Glass/vindu/dør 0,8 Iht. NS 3701 Normalisert kuldebroverdi 0,03 Iht. NS 3701 Lekkasjetall ved 50 Pa 0,6 h -1 Iht. NS 3701 trykksetting Årsgjennomsnittlig temperaturvirkningsgrad 80 % Iht. NS 3701. Krav gjelder gjennomsnitt for alle varmegjenvinnere i bygningen. for varmegjenvinner
Belysning Behovsstyrt Iht. NS 3701 Flerbrukshallen Flerbrukshallen oppføres etter bygningskategori idrettsbygg. Flerbrukshallen benyttes av Øren skole om dagene. Spilleflaten kan deles i to for å danne to gymsaler. Hallen vil få intensiv og kontinuerlig bruk i skoletid. Flerbrukshallen benyttes på kveldstid/helgene til andre arrangementer hvor bruken vil være mer variert og sporadisk. Skoleutvidelsen Skoleutvidelsen oppføres etter bygningskategori skolebygning. Skoleutvidelsen brukes hovedsakelig i skolens driftstid. Eksisterende bygg Øren barneskole er oppført i 1967 og består av relativt tunge bygninger i tegl. Den siste bygningen stod ferdig i 2007. BRA er i dag på 5 585 m 2. Gymsalen har energimerke C og hovedbygning har energimerke E. I forbindelse med skoleutvidelsen skal eksisterende gymsal rives. Hovedbygg og tilbygg fra 2007 har primært brukstid fra kl. 07.00-17.00. Aktivitetsbygg med sløyd, kunst og håndverk, samt gymsal har driftstid kl. 08.00-21.30. Luftbehandlingsanlegg Det installeres energieffektive luftbehandlingsanlegg med lavt eksternt trykk og høy grad av driftsovervåking. Luftbehandlingsanleggene utstyres med behovsstyring for å holde luftmengder og energiforbruk på et minimum. Rom med stor variasjon i personbelastning eller eksterne- og interne varmetilskudd får behovsstyring styrt på CO 2 -nivå og romtemperatur. Garderober/dusjer får behovsstyring styrt på fuktinnhold i romluft. System for garderobeanlegg får aggregat med gjenvinner med adskilte luftstrømmer på grunn av høy grad av luftfuktighet. Belysning Det installeres lysstyringsanlegg enten i form av dynamisk dagslys- og konstantlysstyring, eller dynamisk behovsstyring ved tilstedeværelse. Solavskjerming Vinduer og glassflater vil få automatisk styrt solavskjerming for å holde eksternlaster nede. Det legges i tillegg opp til manuell overstyring. 4. Reduksjon av el-avhengighet Oppvarmingssystem Flerbrukshallen, skoleutvidelsen og ny driftsbygning får alle vannbårne varmeanlegg. Garderobe- og dusjanlegg vil få vannbåren gulvvarme. Varmekilder i idrettshall vurderes nærmere ved utarbeidelse av tilbudsunderlag. Øvrige rom får i mest mulig grad radiatorer. Eksisterende skolebygning har i dag vannbåren varme med radiatorer i kjeller log deler av 1.etasje i hovedbygg, og panelovner i resten. Både radiatorer og panelovner er tilknyttet SDanlegg og har nattsenking. Tilbygg fra 2007 er utstyrt med lavtempererte radiatorer.
Varmesentralen forsyner også aktivitetsbygget og er utstyrt med to oljekjeler og en elektrokjel med automatisk styring av energibærer. I 2003 ble det installert to luftbehandlingsanlegg med roterende gjenvinner og vannbårne ettervarmebatterier. Anleggene har behovsstyring styrt på CO 2 -nivå og romtemperatur i hvert klasserom. Tappevannsproduksjonen skjer i dag via kjelanlegget, med topplast via bereder med varmekolbe. Kjøling Nybyggene vil utformes på en slik måte at kjølebehovet reduseres i størst mulig grad, og det skal blant annet monteres solavskjerming. Ved bruk av energibrønner, vil det være naturlig å vurdere frikjøling siden dette er gunstig både med tanke på energiforbruk til kjøling og med tanke på lading av borrehull i kjølesesongen. Styringssystem Alle byggene vil få tilknytting til sentralt driftsanlegg med høy grad av overvåking og styring ned på romnivå. Anlegget utstyres med energioppfølgingssystem (EOS) og ET-kurve. Energikilder Samlet effekt- og energibehov for flerbrukshall, skoleutvidelse, driftsbygning og eksisterende skolebygning er estimert til ca. 1 MW og ca. 750 000 kwh/år. I tillegg vil isanlegget ha et effektbehov på ca. 1 MW og undervarme på ca. 60 kw. Effektbehovet til kjøleanlegget vil ha variabel drift, mens behovet for undervarme vil være til stede så lenge banen er islagt. Det vil være naturlig å nyttegjøre seg spillvarme fra isanlegget når denne er i drift. Som varmekilde til et felles nærvarmeanlegg for de kommunale byggene finnes en rekke alternativer til elektrisitet. I første rekke melder seg varmepumpe og fjernvarme, men også biobrensel som pellets, biogass og biofyringsolje. Alle former for biobrensel innebærer bruk av kjel, skorstein og tank eller silo med mateanlegg. For alle anlegg for biobrensel skal det søkes SFT om utslippstillatelse. Biofyringsolje er ferskvare og lagringsegenskapene er dårligere enn fossil fyringsolje, og den skal derfor ikke lagres utover 6-24 måneder. Om oljen blir stående i flere år, kan dette medføre driftsproblemer. Ved lenger lagring kan noen typer tilsettes antioksydanter for å sikre at kvalitetsnivået opprettholdes. Den er dessuten mer følsom enn vann og angripes lettere av mikroorganismer. Biofyringsoljer har ofte et stivnepunkt rundt 10 O C og dette krever oppvarming av tanker og rør, samt at brennere må utstyres med forvarming. Drift og vedlikehold er omtrent som ordinær oljekjel. Anlegg for pellets eller briketter krever relativt stor plass til kjelinstallasjon og lager med mateanlegg. I tillegg må det sørges for god plass til transport og lossing av brensel. For slike anlegg er det relativt omfattende drift og vedlikehold. Blant annet må aske tømmes jevnlig. Ved forbrenning av ved, pellets eller lignende brensel vil det bli utslipp av røyk og lukt. Varmepumpeanlegg med brønnpark er aktuelt å vurdere. Det er imidlertid liten plass tilgjengelig for en brønnpark, og en samlet energisentral for alle byggene vil resultere i en varmepumpe på ca. 500 kw basert på 50 % av effektbehovet for oppvarming og tappevann. Det vil være nødvendig med 40-45 borrehull med 260 m dybde og med 15 m avstand mellom hull. I praksis vil dette innebære at vi helt eller delvis vil måtte ta i bruk areal under kunstgress/isbane til brønnpark. Dette er gjennomførbart, men isbanen vil måtte bygges opp med innstøpte rør for islegging, isolasjon og undervarme for å unngå telehiv. Brønnparken blir dermed lite tilgjengelig om noe skulle oppstå og det blir behov for utbedring. Det bør i
tillegg installeres elkjel med 100 % dekning av effektbehov for å ta effekttopper der varmepumpen ikke strekker til, og av driftssikkerhets grunner. Det ligger i dag fjernvarme ca. 300 m fra Øren skole, i Christoffer Knudsens gate. Om dette skal være et alternativ, må det søkes om utvidelse av konsesjonsområdet. Om prosjektet må bekoste trase og rørføring gjennom RV 283, vil dette påføre prosjektet en antatt betydelig kostnad. Investering vil likevel være lavere enn ved et installasjon av varmepumpe. Drifts- og vedlikeholdskostnader vil være lavere enn ved øvrige alternativer. 5. Alternativvurdering Det er gjort følgende vurderinger av effekt- og energibehov for byggene: - Flerbrukshall effektbehov 235 kw energibehov 210 000 kwh/år - Skoleutvidelse effektbehov 155 kw energibehov 65 000 kwh/år - Driftsbygning effektbehov 40 kw energibehov 25 000 kwh/år
- Øren skole/sfo effektbehov 500 kw energibehov 450 000 kwh/år Samlet effektbehov 930 kw og energibehov 750 000 kwh/år. I tillegg anslås kjøleanlegg isbane til ca. 1 MW og undervarme til ca. 60 kw. Spillvarme fra kjøleanlegget vil være mulig å utnytte på varmeanlegget. Leveransen vil være ujevn og avhengig av utetemperaturer og eventuell islegging. Drammen Fjernvarme har også åpnet for at det kan være mulighet for å returnere spillvarmen til fjernvarmeanlegget om det skulle være ønskelig. Ut fra en samlet vurdering av fordeler og ulemper av de ovenfor nevnte alternativer over, vurderes varmepumpe i kombinasjon med elkjel og fjernvarme som de mest aktuelle alternativer. Varmepumpe med brønnpark Effekt- og energibehov er estimert til henholdsvis 930 kw og 750 000 kwh/år. En varmepumpe prosjektert for 50 % av dimensjonerende effektbehov anslås å dekke ca. 90-95 % av energibehovet, dvs. levert 670 000 kwh/år. Med fradrag for kompressordrift (COP 3,0) blir besparelse ca. 440 000 kwh/år. Investeringen med varmepumpe, 43 stk. energibrønner à 260 m og topplastkjel er likevel høy og økonomien ikke utvetydig positiv. Med 80 øre/kwh, avkastningskrav 7 % og 2 % prisstigning får vi følgende nøkkeltall Merinvestering: kr.3 750 000,- Levetid: 20 år Årlig drift og vedlikehold: kr. 75 000,- Årskostnader: kr. 485 000,- (inkl. kapitalkostnader) Inntjeningstid: 22 år Årlig netto inntjening: kr. 280 000,- Nåverdi: kr. 202 069,- (skal være positiv) IR: 7,5 % IR nom: 9,7 % (skal være høyere enn avkastningskrav 7 %) Fjernvarme Ved fjernvarmeanlegg oppnås ikke samme inntjening som varmepumpeanlegg. Det er normalt at fjernvarmeleverandøren ligger 2-3 øre/kwh under markedspris for strøm. I slike tilfeller ser vi normalt at fjernvarmeselskapet står for investeringen og installasjon til og med fjernvarmesentral i fyrrom. Det er her medregnet at prosjektet belastes med investeringen. Med 77 øre/kwh, avkastningskrav 7 % og 2 % prisstigning får vi følgende nøkkeltall Merinvestering: kr. 1 150 000,- Levetid: 25 år Årlig drift og vedlikehold: kr. 0,- Årskostnader: kr. 650 000,- (inkl. kapitalkostnader) Inntjeningstid: - Årlig netto inntjening: kr. 22 500,- Nåverdi: kr. 1 079 747,- (skal være positiv) IR: 1,6 % IR nom: 3,6 % (skal være høyere enn avkastningskrav 7 %)
Merinvestering fra fjernvarme til varmepumpe På grunn av fjernvarmens dårlig økonomiske avkastning vil det også være interessant å vurdere lønnsomheten i merinvesteringen ved å gå fra fjernvarme til varmepumpe. Med 80 øre/kwh, avkastningskrav 7 % og 2 % prisstigning får vi følgende nøkkeltall Investering: kr. 2 350 000,- Levetid: 20 år Årlig drift og vedlikehold: kr. 75 000,- Årskostnader: kr. 400 000,- (inkl. kapitalkostnader) Inntjeningstid: 12 år Årlig netto inntjening: kr. 260 000,- Nåverdi: kr. 915 185,- (skal være positiv) IR: 11,1 % IR nom: 13,3 % (skal være høyere enn avkastningskrav 7 %) 6. Konklusjon Kalkyler er basert på nøkkeltall og har dermed en viss grad av usikkerhet. Ingen av alternativene er klart bedre enn den andre isolert sett, men sett sammen ser vi at en investering på varmepumpe vil være mer lønnsomt enn en investering i fjernvarmeanlegg. Det er viktig å merke seg at det her er lagt til grunn at prosjektet bærer hele kostnaden av grøft og fjernvarmerør fra påkobling i nåværende posisjon. Et varmepumpeanlegg har en høyere investering, er mer kompleks å betjene, men har samtidig en årlig besparelse og inntjening. Et alternativ med fjernvarme har i dette tilfellet en relativt høy investering, trenger lite tilsyn og vedlikehold, men med kun 3 øre/kwh rimeligere kraft, vil denne investeringen ikke betale seg alene. Sett i sammenheng med øvrige alternativer med biobrensel er den likevel å foretrekke da disse har høyere investeringer og mer drifts- og vedlikeholdskostnader. Det anbefales at det gås i dialog med Drammen Fjernvarme for å avklare om de er villige til å ta investeringskostnaden eller om man kan komme til en enighet der det inngås avtale om nedbetaling av investering over tid ved reduserte kraftpriser. Om man får til en slik ordning, vil et fjernvarmeanlegg være å foretrekke. Om prosjektet skal bære hele kostnaden, vil et varmepumpeanlegg være mer lønnsomt og samtidig tilrettelegge for frikjøling i byggene.