energi & miljösmarta byggnader för ett långsiktigt hållbart samhälle
ENERGI & MILJÖSMARTA BYGGNADER FÖR ETT LÅNGSIKTIGT HÅLLBART SAMHÄLLE DELTAte Södra Gubberogatan 8 416 63 Göteborg Torkel Andersson 031-707 17 93 [email protected] Hemsida www.deltate.se ENRGIKRAV I BOVERKETS BYGGREGLER BBR Sverige BBR (2011) (2012) Boverkets byggregler Klimatzon I II III 150 130 110 -20 211 178 145 -20 58 45 116 90 Bostäder Energianvändning Kwh/m² Lokaler Energianvändning Kwh/m² Bostäder med elvärme Energianvändning Kwh/m² 71 Lokaler med elvärme Energianvändning Kwh/m² 142 Skärpta energikrav i BBR Ändrade kravnivåer för bostäder som har annat uppvärmningssätt än elvärme från 1 januari 2012. Klimatzon: Klimatzon 1 är Norrbottens, Västerbottens och Jämtlands län. Klimatzon 2 är Västernorrlands, Gävleborgs, Dalarnas och Värmlands län. Klimatzon 3 är övriga län. PASSIVHUS Passivhus Effektbehov för värme vid dimensionerande utetemperatur Energibehov BBR Bostäder Zon III 110 kWh/m² Zon II 130 kWh/m² Zon I 150 kWh/m² Passivhus OLIKA ÅSIKTER OM PASSIVHUS KRITISK • Passivhus kräver särskild utbildning av projektörer, byggare och brukare. • Med passivhus ökar risken för byggskador, innemiljöproblem och miljöpåverkan. • Komplicerade lösningar för värme och ventilation, till exempel FTX-ventilation med liten energibesparing och golvvärme. • Passivhusens totala energianvändning i driftskedet ligger obetydligt under lågenergialternativet med frånlufsvärmepump. • Passivhusen har större innetemperaturvariationer och minskat gratisvärmeutnyttjande med en centralt placerad termostat i ventilationsaggregatet, som Christer Harrysson inte har möjligheter att åstadkomma en individuell rumstemperaturfördelning. FÖRESPRÅKARE Hans Eek • Vi bygger hus för att skydda oss mot klimatet. Vi bygger passivhus för att skydda klimatet mot oss. • Att passivhusen ställer högre krav på kvalitet och kontroll är väl snarare är en styrka än en brist. • Den ökade risken för fuktproblem i de yttre delarna av klimatskalet i och med ökad isolering är marginell, och uppvägs mer än väl av det ökade arbete med byggfukt och lufttäthet pasivhusbyggande innebär. • Ja det är svårighet att tillgodose olika temperaturer i olika rum om luften används som värmebärare. Vilket inte är ett krav, men ger bättre ekonomi. VENTILATION Frågor man bör ställa sig som beställare och VVS-Konsult. • Är det rätt att ventilera med konstanta luftflöden oavsett ventilationsbehov? • Är det rätt att ventilationsmässigt inte beakta utomhustemperaturvariationer mellan sommar och vinter? • Är det rätt att inte beakta de termiska drivkrafternas påverkan på byggnaden och dess klimatsystem vintertid? • Är det rätt att ventilera med ”höga” tillufttemperaturer (18-20°C) i lokaler med överskottsvärme? • Är det rätt att tvinga frisk uteluft igenom smutsiga filter innan den tillförs lokalerna? Alternativ! • Är det rätt att ventilera med konstanta luftflöden oavsett ventilationsbehov? Alternativet: Behovsstyrd ventilation. • Är det rätt att ventilationsmässigt inte beakta utomhustemperaturvariationer mellan sommar och vinter. Alternativet: Årstidsanpassad ventilation. • Är det rätt att inte beakta de termiska drivkrafternas påverkan på byggnaden och dess klimatsystem vintertid? Alternativet: Tryckbalansering. • Är det rätt att ventilera med ”höga” tillufttemperaturer (18-20°C) i lokaler överskottsvärme? Alternativet: Sänkt tillufttemperatur på tilluften i kombination med behovsstyrning och variabelflödesdon. • Är det rätt att tvinga frisk uteluft igenom smutsiga filter innan den tillförs lokalerna? Alternativet: Konstruera klimatsystem som inte behöver traditionella filter. VÄRMEVÄXLING ett sätt att spara i slöseriet Olika ventilationssystems elförbrukning S Vargbroskolan: fläkt + pump el 2 kWh/m2, år Värmeväxling, ett sätt att spara i slöseriet! • Att ventilera med konstanta flöden då behovet varierar är inte energieffektivt och miljövänligt och därmed ett slöseri med energi och miljö. • Att använda värmeväxling för att spara i slöseriet är inte en optimal lösning då dyr elenergi används för att spara billigare värmeenergi. BEHOVS-OCH ÅRSTIDSANPASSAD VENTILATION Behovsstyrd- och årstidsanpassad ventilation • Behovsstyrda luftflöden kan reducera värme- och elenergianvändningen för ventilation med upp mot 60 % i förhållande till konstantflödesdrift. • Årstidsanpassade luftflöden kan ytterligare reducera värme- och elenergianvändningen för ventilation med ytterligare ca 20 %. • Denna reducering slår ofta ut lönsamheten med att installera värmeväxlare. • Utan värmeväxlare öppnar sig möjligheter till mycket intressanta alternativa lösningar. Årstidsanpassad ventilation • Tillufttemperaturen sänks i takt med att utomhustemperaturen sjunker. • Tilluften får då en större kylande verkan och därmed behövs mindre luft för att hålla inställd rumstemperatur. • Mindre luft som skall värmas till lägre temperatur reducerar uppvärmningsbehovet och fläktenergi. • Den relativa fuktigheten blir inte lika låg vintertid p.g.a lägre luftomsättning och rätt rumstemperatur. Varvtalstyrning av fläktar och pumpar VARVTAL FLÖDE TRYCK EFFEKT 100% 100% 100% 100% 90 90 81 73 80 80 64 51 70 70 49 34 60 60 36 22 50 50 25 13 OBS! Gäller varvtalsstyrning med frekvensomriktare ALTERNATIVA VVS-SYSTEM MODERNA SJÄLVDRAGSSKOLOR Vind- och termikdrivet variabelflödessystem med passiv värme och kyla ur marklager Fredkullaskolan i Kungälv 1992 Temperatur i kulvert ”Gratis” kyla ”Gratis” värme Riseberga skola Traditionellt / Alternativt Klimatsystem Moderna självdragsskolor BOSTADSVENTILATION Fläktförstärkt självdrag Kv Birgittas Trädgårdar Vadstena Fläktförstärk självdragsventilation i flerbostadshus på 1990-talet Kv Birgittas Trädgårdar Vadstena Trekantsgatan GBG Solfångare Fläktförstärk självdragsventilation i flerbostadshus 2011 Trekantsgatan GBG Luftintag Trekantsgatan GBG Jordrör tilluft Ventilationsfilter Ljuddämpare för hjälpfläkt Spjäll för brandfläkt Tilluftkammare Trekantsgatan GBG Hjälpfläkt Brandfläkt Trekantsgatan GBG Tilluftkanaler till lägenheter Gråvattenvärmeväxlare Ventilationskulvert som hämtar värme och kyla ur marklager Trekantsgatan GBG Tilluftventil i sovrum Trekantsgatan GBG Frånluftventil och spisfläkt Trekantsgatan GBG Fuktstyrd frånluftfläkt i bad Trekantsgatan GBG Växlare för värme och varmvatten Trekantsgatan GBG Acktankar för solvvärme JOACHIM EBLE ARCHETEKTUR JOACHIM EBLE ARCHETEKTUR JOACHIM EBLE ARCHETEKTUR HYBRIDVENTILATION Hybridventilation • Tilluftkulvert under byggnaden som passivt värmer och kyler tilluften. • Behovs- och årstidsanpassad ventilation via lågtrycksfläkt och variabelflödesdon. • Passiv frånluft via korridorer, trapphus och spjällförsedda huvar på tak. • Låg energi- och miljöbelastning. • Moderna tekniklösningar. DRIFTERFARENHETER FRÅN EN ENERGIEFFEKTIV SKOLA Vargbroskolan ”Vargbroskolan har en total viktad energianvändning som hamnar 30 procent lägre än PH09-kriterierna (nya kriterier för passivhusstandard) och hela 70 procent lägre än Boverkets byggreglers (BBR) nya krav.” World Sustainable Building Conference World Sustainable Building Conference Hybrid ventilation – Vargbroskolan Ritad av Björn Johansson, K-Konsult arkitekter i Värmland, 2005 Ventilationskulvert på Vargbroskolan Vargbroskolan Ventilationskulvert på Vargbroskolan VARVTAL FLÖDE TRYCK EFFEKT 100% 100% 100% 100% 90 90 81 73 80 80 64 51 70 70 49 34 60 60 36 22 50 50 25 13 Temperaturgivarplacering i ventilationskulvert på Vargbroskolan Tillufttemperaturer dagtid på Vargbroskolan Stor skillnad på utomhustemperatur – liten skillnad på tillufttemperatur efter kulvert 2009-2010 Vargbroskolan-uppföljning • Inomhusmiljö – personalen överlag upplever inneklimatet som mycket positivt – uppmätt rumsmedeltemperatur i klassrum: • mellan 20,2 oC till 20,4 oC, de kallaste vinterdagarna • mellan 20,4 oC till 20,7 oC, vårdagar GRAVITATIONSFILTER PÅ VARGBROSKOLAN Gravitationsfilter Solceller 131 m² solceller på skolans brutna sydtak Maximal el-effekt drygt 18 kW VARGBROSKOLAN Vargbroskolan-uppföljning Gröna rummet och solcellanläggning Varmvattenberedning Tänkvärt ! 131 m² solceller och en liten vindsnurra på Vargbroskolan räcker för att täcke den el som krävs till fläkt- och pumpel och varmvattenberedning samt komfortkyla på skolan. Passiv kyla Alternativt klimatsystem med kyla Vargbroskolan har ett alternativt men fullvärdigt klimatsystem med ”passiv” kyla som klarar hålla behagligt svala lokaler även när utomhustemperaturen överstiger +30°C. Traditionellt klimatsystem med kyla Miljövänlig och ”elfri” komfortkyla Elintensiv och miljovänliga kylkmedie Värmeförbrukning, fjärrvärme + fast. el Värmeförbrukning , fjärrvärme och fastighetsel i kWh/m² BRA (summan av invändig yta) BBR Klimatzon I Passivhus 0,35 l/s p m² 68 Bostäder 0,35 l/s p m² 140 Lokaler max 1,0 l/s p m² 210 REPAB Fakta 2007 Grupp Låg Skolor värme 84 Skolor fastighetsel 39 Skolor värme+f.el 123 Vargbroskolan värme Vargbroskolan fastighetsel Vargbroskolan värme + f.el II 64 120 180 III 60 100 145 SFP kW/(m³/s) kWh/m² o år. 2,0 kWh/m² o år. 2,0 kWh/m² o år. 2,0 Medel Hög 132 187 kWh/m² 67 95 kWh/m² 199 282 kWh/m² 35 kWh/m² (Klimatzon II) 4 kWh/m² ( solceller) 39 kWh/m² SFP < 0,4 kW/(m³/s) ENERGI JÄMFÖRELSE Passivhus i Vargbroskolan Lindås Total energiförbrukning pellets 35 + el 25 kWh/m²= 60 kWh/m²år Totalt 35 + (25 x 2,5) = 98 Med bergvärmepump (10 + 25) x 2,5 = 87.5 35 kWh/m² Total energiförbrukning el 68 kWh/m²år Totalt 68 x 2,5 = 170 Hanemåla skola i Nybro HANEMÅLA SKOLA I NYBRO KLIMATANLÄGGNING VENTILATION OCH KYLSYSTEM HENÅNS SKOLA PÅ ORUST HENÅNS SKOLA PÅ ORUST KULVERTVENTILATION FASADVENTILATION GOTA MEDIA Kalmar Gota Media Principschema ventilation Markvärmeslinga Energi- och miljösamordnare I takt med att allt högre krav ställs på bra inomhusklimat, energieffektiv drift och miljövänligt byggande krävs stor samlad kunskap. En energi-och miljösamordnares arbetsuppgift i ett byggnadsprojekt är att hjälpa till att utforma byggnaden beträffande energi- och miljöriktig gestaltning, material och dimensionering samt att hjälpa till att välja och utforma byggnadens klimatanläggning. Energi- och effektberäkning och LCC-beräkningar samt upplägg för driftuppföljning hör också till arbetsuppgifterna. DELTAte har denna tjänst för fastigheter med alternativa klimatsystem. Tack för uppmärksamheten! Beställaren •Krav på inneklimat •Energibehov Arkitekt •Kostnad •Byggnadsplacering •Byggnadens utformning (volym, tyngd) Samhällets krav •BBR Projektledare Konstruktör •Fönsterplacering, typ, storlek, solavskärmning Helhetssyn •Värme/energi Energi- och miljö samordnare •Ventilation •System val •Kyla •Energiberäkningar VVS Samverkan •Klimatskal •Täthet!! •Köldbryggor! El •Belysning •Utrustning •Termiskt klimat •LCC-beräkningar Miljö LCC Formar inomhusklimatet, energiprestanda och miljöbelastning för byggnaden Slinky i dike Den stora utmaningen Sveriges nationella mål är att minska energianvändningen i byggnader med 20 procent till 2020 och med 50 procent till 2050 jämfört med 1995 års nivå. Nybyggnationen motsvarar ca 1 % per år av de befintliga byggnaderna. Det betyder att ca 70 % av det totala byggnadsbeståndet 2050 utgörs av hus som finns redan. Vi måste alltså ge oss på klimatanläggningarna i våra befintliga byggnader i stor omfattning under de kommande åren om målet skall kunna uppnås. Energieffektivisering på 1980-talet Klimatzon I Lokaler max 1,0 l/s p m² 210 II 180 FRÖLUNDA TORG Värme Besparing 65% Före 210 kWh/m² Efter 73 kWh/m² Fastighets El Besparing ca 60% Kyleffektreducering ca 50 % från ca 6 MW till ca 3 MW III 145 kWh/m² o år. BBR krav 2009 Klimatförbättring och energibesparing genom ändrad driftstrategi Total energianvändning FILTER Ventilationsfilter • Med mekanisk ventilation kom behovet av filter för att skydda installationerna från nedsmutsning. • Filter i mekaniska klimatsystem är inte problemfritt. Ventilationsfilter LUFTFILTER Bakterie- och mögeltillväxt i ventilationsfilter Filterbyte Ventilationsfilter kan vara (ett) skämt I en undersökning i Danmark där försökspersonerna fick lukta sig till problem fann Ole Fanger att luftkvaliteten till 42% bestämdes av lukt från ventilationssystemet, till 20% av material i rummet och bara till 13 procent av människorna som vistades där. Det är därmed inte alltid möjligt att förbättra luftens kvalité i en lokal enbart genom att öka luftutbytet. En ökning av luftflödet i en luktande anläggning kan tvärt emot syftet ge sämre luft. Ventilationsfilter är ofta bra grogrund för mikroorganismer (mögel och bakterier), enl. Morey, England. Kvalster sitter i filtren med öppen mun, och in flyger organiska ämnen. I vadden kan de frodas och må gott. Deras avföring bärs bort av luftflödet och kommer in i rummen. Visserligen är det småskit, men det är högst allergent. Bakterier bryter ned organiska ämnen som fastnat i filtret och snart är det nya filtret ett skämt-filter. Det börjar lukta från filtret av bakterier och härsknande organiska substanser som fångats in. Filtret må vara effektivt i infångande men avger både mikropartiklar och gaser. Förslag till konsultupphandling Information och kravspecifikation om skolans klimatanläggning Skolan som skall byggas skall i stället för ett traditionellt FTX system projekteras med ett alternativt klimatsystem där friskluften tillförs lokalerna via en markförlagd kulvert under byggnaden utan någon luftkvalitetsförsämrande behandlig i form av traditionella filter och batterier. Den markförlagda ventilationskulverten som utnyttjar markvärme vintertid och markyla sommartid skall dimensioneras och utformas så att ingen extra värme eller kyla behöver tillsättas tilluften någon gång under året. Klimatsystemet skall projekteras och drivas med behovs- och årstidsanpassade luftmängder inom intervallen 1,59 oms/h i varje undervisningslokal. Fläktstyrda tilluftflöden och passiva avluftflöden till och från undervisningslokaler, sammanträdesrum och kontorslokaler. Tillufttryck i ventilationskulvert max 100 Pa. Värmesystem Värmesystemet projekteras och injusteras som ett lågflödessystem med företrädesvis endast en radiator per lokal. Styranläggning Styranläggningen projekteras för individuell luftflödesstyrning i sekvens med radiatorn i samtliga lokaler med respektive lokals rumstemperatur som ledvärde. Utomhustemperaturberoende rumsbörvärde med stor reglernoggrannhet max +/- 0,5 grader. Den relativa fuktigheten skall styras att hållas inom intervallet 25-60 % i befolkade undervisnings-lokaler. Energiförbrukning Skolan skall klara följande energikrav. Värmeenergiförbrukning under 45 kWh/m² för uppvärmning. Elenergiförbrukningen för fläktar och pumpar under 7 kWh/m². Jämförelse aggregat Aggregat max 5m3/s Drifttid är 06-18 (12h/dygn) Endast drift under vardagar Driftfall Konstantflöde. FTX Ttill =18°C Konstantflöde. FTX Ttill =18°C Variabelflöde* FTX Ttill >13°C Variabelflöde* T Ttill >13°C Variabelflöde* T Ttill >5°C VVX: Roterande ”turborotor” Roterande Standard Roterande standard Nej Nej Pris aggregat: 250 000 245 000 170 000 72 500 72 500 Variabelflödesdon + styr (15 klassrum) N/A N/A 225 000 225 000 225 000 Verkningsgrad vinterfall: 82,3% 78,1% 83,9% N/A N/A Flöde sommarfall (medel): 100% 100% 50% 50% 50% Flöde vinterfall (medel): 100% 100% 25% 25% 15% Värmebatteri Fjärrvärme Fjärrvärme Nej Fjärrvärme Fjärrvärme Värme via batteri: 1 54 kWh 4 100 kWh 0 kWh 2 6124 kWh 4 362 kWh Energi fläktar: 28 725 kWh 26 006 kWh 4 056 kWh 2 165 kWh 1 940 kWh Värme + El aggregat 29 970 kWh 30 106 kWh 8 354 kWh 31 610 kWh 11 423 kWh Tot driftkostnad per år: (El 1.0kr, Fj 0.7kr Per kWh) 29 602 kr 28 876 kr 7 064 kr 22 776 kr 8 578 kr Bra inomhusklimat Bra inomhusklimat Bra inomhusklimat Jämförelse aggregat Aggregat max 5m3/s Drifttid är 06-18 (12h/dygn) Endast drift under vardagar Driftfall Exempel på gammalt befintligt aggregat. FT Ttill =18°C FT Konstant-flöde. FTX Ttill =18°C Variabel-flöde. T Ttill >5°C VVX: Nej Roterande Standard Nej Pris Aggregat: N/A 245 000 Ca 50 000* 0 225 000 Variabelflödesdon + styr (15 klassrum) Verkningsgrad vinterfall: N/A 78,1% N/A Flöde sommarfall (medel): 100% 100% 50% Flöde vinterfall (medel): 100% 100% 15% Värmebatteri Fjärrvärme Fjärrvärme Fjärrvärme Värme via batteri: 150 000 kWh 4 100 kWh 4 362 kWh Energi fläktar: 18 000 kWh 26 006 kWh 1 940 kWh Värme + El aggregat 168 000 kWh 30 106 kWh 11 423 kWh Tot driftkostnad vid: El 1kr, Fj 0,7kr Per kWh 123 000 kr 28 876 kr 8 578 kr * Pris för upprustning av aggregat. Bra inomhusklimat Jämförelse ombyggnad Aggregat max 5m3/s Drifttid är 06-18 (12h/dygn) Endast drift under vardagar Driftfall Exempel på gammalt befintligt aggregat. FT Ttill =18°C FT Konstant-flöde. FTX Ttill =18°C Variabel-flöde. T Ttill >5°C VVX: Nej Roterande Standard Nej Pris Aggregat: N/A 245 000 Ca 50 000 Variabelflödesdon + styr (15 klassrum) N/A 0 225 000 Tot driftkostnad vid: El 1kr, Fj 0,7kr Per kWh 123 000 kr 28 876 kr 8 578 kr Besparing per år. N/A 94 124 114 422 Återbetalningstid N/A 2,6 år* 2,4 år Bra inomhusklimat * Ofta tillkommer kostnader för nytt eller större fläktrum Fläktstyrd tilluft, passiv frånluft via korridorer och trapphus. Tryckstyrt spjäll under takhuv. Jämförelse nybyggnad Aggregat max 5m3/s Drifttid är 06-18 (12h/dygn) Endast drift under vardagar Driftfall Konstant-flöde. FTX Ttill =18°C Variabel-flöde. FTX Ttill >13°C Variabel-flöde. T Ttill >5°C VVX: Roterande Standard Roterande standard Nej Pris Aggregat: 245 000 170 000 72 500 Variabelflödesdon + styr (15 klassrum) 0 225 000 225 000 Tot driftkostnad vid: El 1kr, Fj 0,7kr Per kWh 28 876 kr 7 064 kr 8 578 kr Tot kostnad inkl 2 års drift 303 000 409 000 315 000 Tot kostnad inkl 5 års drift 389 000 430 000 340 000 Tot kostnad inkl 10 års drift 534 000 466 000 383 000 Bra inomhusklimat Bra inomhusklimat Fläktstyrd tilluft, passiv frånluft via korridorer och trapphus. Tryckstyrt spjäll under takhuv. FOR 2010-03-26 nr 489: Forskrift om tekniske krav til byggverk (Byggteknisk forskrift) § 13-3. Ventilasjon i byggverk for publikum og arbeidsbygning (1) I byggverk for publikum og arbeidsbygning skal frisklufttilførsel på grunn av forurensninger fra personer med lett 3 aktivitet være minimum 26 m pr. time pr. person. Ved høyere aktivitet skal frisklufttilførsel økes slik at luftkvaliteten blir tilfredsstillende. (2) Friskluft på grunn av lukt og irritasjonseffekter fra stoffer som avgis fra bygningsmaterialer og inventar, skal minimum være 2,5 3 2 m pr. time pr. m gulvareal når bygningen eller rommene er bruk. Frisklufttilførsel når bygningen eller rommene ikke er i bruk skal 3 2 være minimum 0,7 m pr. time pr. m gulvareal. 26 m³/h o p = 7,2 l/s o p 2,5 m³/h o p = 0,7 l/s o p 0,7 m³/h o m² = 0,2 l/s o m²
© Copyright 2024