Sustainable engineering and design

Presentasjon om: "Sustainable engineering and design"— Utskrift av presentasjonen:

1 Sustainable engineering and design
KLIMA- og MILJØVENNLIG BYGGING Voss Kulturhus 05. april 2013 Energi - Hva vil prege fremtidens bygg ? Med satsingen på Sustainable engineering and design mener vi helt enkelt at vi vil gjøre det mulig for alle våre kunder å gjennomføre sine prosjekter, ikke bare med riktig kvalitet og god økonomi, men også med de beste forutsetningene for en bærekraftig utvikling.

2 Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging
SINTEF NTH NORGES FORSKNINGSRÅD HØYSKOLEN I BERGEN, INGENIØRUTDANNINGEN SIV.ING. JOHAN THUNES A/S THUNES PARTNERS A/S OPTICONSULT AS SWECO NORGE AS Siv.ing. Jon-Viking Thunes VVS NTH (NTNU) 1984 Teknisk Sjef Sweco Norge – Div-Vest

3 Sweco internasjonalt Etablert i 12 land
Pågående oppdrag i rundt 80 land Sterk markedsposisjon i Norden og ledende innen visse segment i Øst-Europa Internasjonal vekst Flerfaglig synergi lokalt og globalt Finland Norge Russland Sverige Estland Latvia Danmark Litauen Polen Tsjekkia Slovakia Bulgaria Oppdatert

4 Om Sweco 7 700 medarbeidere i 12 land 5,800 MNOK i omsetning*
oppdrag per år kunder Sweco-aksjen er børsnotert *2011 Oppdatert

5 Sweco i Norge Nærmere 1 100 ansatte 30 kontorsteder
7 500 oppdrag per år 2 000 kunder Hovedkontor på Lysaker/Oslo Oppdatert

6 Våre forretningsområder
Vann, plan og samferdsel Bygg og konstruksjoner Energi Tekniske installasjoner Prosjektadministrasjon / prosjektledelse Oppdatert

7 Resultatet av vårt arbeid er
ren luft og rent vann vakre og funksjonelle boliger og arbeidsplasser samferdselsanlegg som gjør trafikken sikrere og reisetiden kortere mer effektiv produksjon, distribusjon og bruk av energi produksjon som er rasjonell, lønnsom og miljøtilpasset Oppdatert 7

8 Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging
Hva vil prege fremtidens byggebransje ? Lover og forskrifter; Hva kan vi forvente ? Hvordan skal vi oppnå dette ? Bygningskropp Tekniske installasjoner (IT,el,vvs) Energidesign kostnader Energimessig infrastruktur Med energimessig infrastruktur menes produksjon og distribusjon av primærenergi, og mulighetene for interaksjon opp mot dete nettet ved å levere tilbake bygningsprodusert overskuddsenergi.

9 Energibegrep – definisjon og sammenheng
Netto energi (N) Definerer byggets godhet / energikvalitet. Denne tar hensyn til passiv utnytting av sol, dagslys og ev passiv kjøling. For mekanisk kjøling regnes det med kjølebehovet på stedet (egentlig levert fra fordamper inkl virkn.grader). Dette angir byggets energibehov . Det er denne energimengden det refereres til i TEK10 beregnet etter reglene i NS3031. Tilført energi Tar hensyn til energisystemets effektivitet / virkningsgrader (eks. Fyringsteknisk virkningsgrad, distribusjon, regulering,….) Levert energi (L) Dette er betegnelsen på den energimengden som må produseres og leveres til bygningen. Her hensyntas byggets totale energidesign. Levert energi blir tilført energi minus tilskudd fra ev. VP eller solfangere / solenergipaneler. Energimerkeordningen refererer til beregnet levert energi til bygget. (Noen ganger vil man kunne se begrepet tilført energi benyttet her, men dette er en hybrid som ikke er nærmere definert) Vektet levert energi (eg.: Energipolitisk vektet levert energi) Dette er levert energi vektet med en miljøfaktor gjeldende for den enkelte primærenergibærer. Miljøfaktoren settes ut fra den miljøbelastning i form av CO2-produksjon som den enkelte primærenergibærer er beheftet med. Her er medtatt produksjon og distribusjon av denne. Primærenergi (P) Dette er betegnelsen på den energimengden som må hentes fra naturen og produseres og leveres til bygningen som levert energi. Forholdet mellom levert energi på forbruksstedet og primærenergi kalles primærenergifaktoren. (e = P/L). Lav e indikerer en god utnytelse av primærenergien og motsatt.

10 Energiflytdiagram Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging
TEK:

11 Illustrasjon av energimerkeberegningen
Energiflytdiagram 2 X e = PRIMÆRENERGI Passive energitilskudd Sol, kjøling, dagslys Total miljøbelast-ning i form av CO2-utslipp TEK 07 Passive energitilskudd ENERGIMERKE Systemtap i byggets energisystem Kilde:

12 Karakterskalaen i energiattesten
Levert Energi Bygningskategori A B C D E F G Lavere enn kWh/m2 Småhus 79 118 158 231 305 458 Ingen grense Boligblokker 67 100 134 184 235 353 Barnehager 90 135 180 228 276 414 Kontorbygg 84 126 168 215 263 395 Skolebygg 208 259 389 Universitets- og høgskolebygg 95 143 191 240 289 434 Sykehus 179 268 358 416 475 713 Sykehjem 136 203 271 328 384 576 Hoteller 202 269 321 373 560 Idrettsbygg 109 164 218 272 325 488 Forretningsbygg 129 194 258 309 360 540 Kulturbygg 105 210 256 302 453 Lett industri, verksteder 106 159 212 270 329 494 Nivå for TEK 2007 TEK 2020 ? Kommentar JVT: Energiattesten refererer til beregnet, levert energi. TEK 2015 ? TEK 2010 12

13 Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging

14 Karakterskalaen i energiattesten
Levert Energi Bygningskategori A B C D E F G Lavere enn kWh/m2 Småhus 79 118 158 231 305 458 Ingen grense Boligblokker 67 100 134 184 235 353 Barnehager 90 135 180 228 276 414 Kontorbygg 85(84) 115(126) 145(168) 180(215) 220(263) 275(395) Skolebygg 70(79) 100(118) 136(158) 175(208) 220(259) 280(389) Universitets- og høgskolebygg 85(95) 125(143) 160(191) 200(240) 240(289) 300(434) Sykehus 179 268 358 416 475 713 Sykehjem 136 203 271 328 384 576 Hoteller 202 269 321 373 560 Idrettsbygg 109 164 218 272 325 488 Forretningsbygg 129 194 258 309 360 540 Kulturbygg 105 210 256 302 453 Lett industri, verksteder 106 159 212 270 329 494 Nivå for TEK 2007 Kommentar JVT: Energiattesten refererer til beregnet, levert energi. TEK 2020 ? xxx - Korrigerte verdier pr jan 2013 satt inn for kontorbygg, skoler og universitet. TEK 2015 ? TEK 2010 14

15 Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging
Hva er et realistisk sparepotensiale i den norske bygningsmassen innen 2020 Arbeidsgruppe nedsatt av regjeringen i Rapport levert i august 2010 (Arnstad-rapporten). Resultat: Mulig å redusere energibruken i den norske bygningsmassen med totalt 10 TWh innen 2020 (Fra i dag 80 TWh til 70 TWh i 2020) Avdette kan kun 2 TWh oppnås i ny bygningsmasse. Altså må mesteparten, 8 TWh, oppnås gjennom rehabilitering/erstatning av eksisterende bygningsmasse.

16 passivhusnivå varme varme varme Kommentar JVT: Her snakker vi om beregnet, levert energi, altså den energimengden som netto må tilføres bygget hensyntatt (bygg-)energisystemets virkningsgrader

17 Kilde: Foredrag av Tor Helge Dokka i Stavanger i regi av Sweco Divisjon Vest : Passivhusdesign

18 Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging
Overordnede prinsipielle føringer for fremtidsrettede og miljøriktige tekniske løsninger i bygg. Sterkt fokus på energieffektivitet og høye virkningsgrader i alle systemer og komponenter. Utnyttelse av lavtemperatur energikilder Midlertidig lagring og magasinering av energi (batteri-prinsipp), behovstilpassing og effektstyring (løsne koblingen mellom produk- sjon og anvendelse av energien i størst mulig grad) Større grad av både direkte og indirekte utnyttelse av solenergi. (produsere/bruke /selge) Hva med ventilasjon/kjøling ?

19 Konklusjon / sammendrag
Voss kulturhus – miljøvennlig bygging Konklusjon / sammendrag De riktige tekniske løsningene Internlastene må reduseres betydelig Vinduskvaliteten må opp (U= , g= ) Isoleringsgrad 300 – 450mm (nye matr ?) Tetthet. Må ned mot 0.2 – 0.4 oms/h* VP, solenergi, akkumulering av termisk energi, sterkt fokus på gjenvinning. v/50Pa overtrykk

20 Grønn eiendomsutvikling er lønnsomt
En undesøkelse fra Commercial Property News (CPN) og analyse-instituttet Royal Institution of Chartered Surveyors (RICS) viser at en endring mot ”grønn utvikling” står seg godt i de økonomiske nedgangstidene. Det er de økte økonomiske gevinstene (bunnlinjen) fra bærekraftige bygg snarere enn allmenne miljøhensyn, som nå er driveren bak de mer energieffek-tive byggene i markedet. Nøkkelfaktorer som oppgis er: Bedre resultater og konkurransefortrinn. Eiendomsaktørenes oppfatning av hva som er vikigste faktorer for å utvikle bærekraftige bygg: Energitilførsel Transport Avfallshåndtering VVS forum

21 Det handler om å tenke 360 grader
Forståelse for og evnen til å se helheten, sette ting i sammenheng og være bevisst på hvilken retning man skal i er grunnleggende for gode beslutninger og gode løsninger. «Dersom man ikke vet hvor man skal kan det godt hende man ender opp et helt annet sted.» Integrerte løsninger I dette arbeidet er det viktig at så mange som mulig tør å kaste seg frem på og våge å tenke nytt, og bevege seg utover egne faggrenser. 21

22 ”Vi skjønne kor vi e` og ka vi holder på med”

23 Voss kulturhus 11.04.2013 – miljøvennlig bygging
Takk for oppmerksomheten! Med sunn galskap og begrenset hukommelse blir livet en fantastisk reise Sitat: ukjent

24 Gullet ska hem igjen !

25

26

27 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter bygningskropp (1) Fasadeutforming Utvendig solavskjerming (total g-verdi) Vindusarealer Vinduskvalitet (U-verdi, g-verdi) Isolasjon av klimaskall (tak,vegger,gulv) Tek 10: ca 300/350 mm 2020: ca 400/450 mm

28 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter bygningskropp (2) Unngå kuldebroer Inntrukne søyler Isolasjon av dekkeforkanter Karm- og rammeprofiler Tetthet i konstruksjonen (hindre infiltrasjon) (Stikkord: Hådtverksmessig kvalitet) Inntrukket dampsperre (unngå perforering) Teiping/klemming av skjøter Nøye fuging rundt alle innsetninger ”Bygg tett – ventilèr rett” (Dag R Skarstein)

29 Høgskolen i Bergen Luftlekkasjer og tilslutning mellom bygningsdeler:
Lekkasjer oppstår der det er skjøter i materialer rundt vinduer mellom ramme og karm (tilsvarende mellom dørblad og dørkarm) rundt vinduer og dører mellom karm og vegg langs dekkeforkanter i alle hjørner Gode og dårlige lekkasjetall: Infiltrasjonstap ”best” ”god” ”normal” ”dårlig” HIB Nybygg [kWh/år] Vurderer at med enkle tiltak kan infiltrasjon reduseres fra kWh/år til kWh/år. Videre reduksjon er fullt mulig med noe ekstra fokus på utførelse og detaljer.

30 Varmetapsdiagram Klimasone Bergen

31 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter tekniske installasjoner (1) Belysning 3 prinsipper: glødetråd, gass, diode ”State of the art ” 2010 ca 6 W/m2 (-25%) Behovsstyring (bevegelsesfølere) Dagslyskompensering m/demping LED (light emitting diode)

32 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter tekniske installasjoner (2) IT / DATA / teknisk brukerutstyr PC Bruk ; dvalemodus, automatisk av/på Tynne klienter Vokspad for absorbering av kjølevarme Skoler/universitet: Lcd-skjermer i pultene tilkyttet sentralt læresystem, f.eks ”It`s learning” Servere (stikkord: utnyttelse/sikkerhet) Virtuelle servere Blade - servere Nettsky (store sentrale DATA-sentre)

33 HiB – Ventilasjon, generelt hovedanlegg

34 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter tekniske installasjoner (3) Ventilasjonsanlegg Dim luftmengder ( termiske laster avgjør mye ) Virkningsgrader opp mot 90% (rot vgv 93%) Energieffektivitet vifter ( SFP ned mot Utvikling på motorteknologi (EC) og vifter ) Behovsstyring (DCV / VAV) anleggsstørrelse Tilstedeværelse / bevegelsesdetektor / tidsstyring CO2- innhold (indikator på personbelastning, TVOC) Temperatur (romluft / strålingstemp)

35 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter tekniske installasjoner (4) Varme- og kjøleanlegg Energieffektivitet pumper ( foreløpig ikke spesifikke krav til SPP. Stort potensiale, spesielt motorer ) Trykkbegrensing og mengderegulering Behovstyring

36 Swecodagen 05.03.2013 – S & Fj Kunstmuseum
Fokuspunkter tekniske installasjoner (5) Varme- og kjøleanlegg Midlertidig lagring av energi (batteri) Direkte i bygningskonstruksjonen I døgnlagre i form av tanker med saltløsninger el.l I grunnen som sesonglagre vinter/sommer For å redusere nødvendig dimensjonerende effekt For å gjenvinne energi til f.eks kjøling Utnytte lavtemperatur energikilder Varmepumpe. Kilde: luft, vann, jord, grunn Direkte/indirekte utnyttelse av solenergi Solceller / solpaneler Vindmøller

37 Helhetlig energidesign
Høgskolen i Bergen- nybygg: Tilpasning til naturgitte muligheter for lys, oppvarming og avskjerming Utnyttelse av naturlig sollys og dagslys, god skjermingsutnyttelse Tiltak ved bygningsutforming dyp bygningskropp, tette konstruksjoner, fornuftige vindusarealer, høykvalitets vindusglass, skjermede fasader, høy isolasjonsstandard. Energimål energibehov maks 150kWh/m2BTA/år Resultat 140kWh/m2BTA/år Det nye høgskolebygget i Bergen har som formål å samle høgskolen som nå er spredt på fem forskjellige bygg . Byggestart er planlagt i begynnelsen av 2010 og med ferdigstillelse 2014. Statsbygg som utbygger har satt som miljømål å ta hensyn til lokale klimaforhold ved orienteringen og plasseringen av bygget på tomten \at bygningskroppen skal tåle Bergensklimaet både med tanke på slitasje og lekkasje. Maks energibehov 150 kwh/m2 BTA/år Arbeidet ble organisert som et FoU-prosjekt i samarbeid med ENOVA. Det ble lagt vekt på å lage en bygningskropp som både var energieffektiv og oppfyller kravene til inneklima og daglys mv. Det er gjort egne studier på lokalklimaets innvirkning i forhold til vindforhold, solforhold og luftforurensing. Løsningen omfatter et sett av tiltak og grep: dyp bygningskropp for å oppnå lite fasade pr. gulvareal, dynamisk fasade, i form av persienner, høykvalitets vindusglass, hvor ulike løsninger er tilpasset fasaderetning, skjermede fasader i gårdsrom, meget høy isolasjonsstandard tette konstruksjoner, Fokus på å unngå kuldebroer, fornuftige vindusarealer. Det er lagt vekt på meget høy virkningsgrad i alle ledd. Blant annet skal varmegjenvinningen på luftbehandlingsanlegget ligge på minst 80 %. Det blir brukt varmepumpeteknologi med sesonglagring av varme- og kjøleenergi i grunnen. De valgte løsningene er for en stor del forankret tverrfaglig i hele prosjekteringsgruppen. Det har vært til stor inspirasjon for gruppen å kunne foreta en grundig faglig fordypning i arbeidet. Resultatet er en beregnet energibesparelse på kWh pr. år (i forhold til hva??). Dette tilsvarer ca. 1,6 mill. kroner pr. år. Grundig arbeid lønner seg! 37

38 Prinsipp energiløsning HiB
Høgskolen i Bergen Prinsipp energiløsning HiB Total engergibesparelse nærmere MWh Varmeanlegget i bygget Kjøleanlegg med brønnpark og salttank Kuldeytelse kW Brønnpark 80 hull a 200 m Slushtank 164 m3 = 6 timer a kW Varmeopptak brønnpark kW Varmepumpeytelse 671 kW Energi gjenvunnet til brønnpark kWh FJV Tørrkjøler/kjøletårn Varmepumpe/kjølemaskin Slushtank Kjøleanlegg i bygget Stengt i kjølemodus Åpen i kjølemodus

39

40

41 Hva vil det koste å bygge miljøriktig og fremtidsrettet ?
Kilde: SINTEF Byggforsk Prosjektrapport ”Energieffektivisering i bygninger – mye miljø for pengene”

42 Støttenivå i størrelses-orden 40%
Kilde: SINTEF Byggforsk Prosjektrapport ”Energieffektivisering i bygninger – mye miljø for pengene”

43

44 Beregnet samlet netto energibehov
TEK2007 Miljøbygget Bellonahuset d Energibehov, kwh/m2 Energibehov, kwh/m2 1a. Romoppvarming 33 4,1 8,8 1b. Ventilasjon (varmebatteri) 21 11,3 4,3 2. Vannoppvarming 5 3a. Vifter 15,5 15,8 11 3b. Pumper 7 1,7 1,3 4. Belysning 25 10,8 5. Teknisk brukerutstyr 34,5 6a. Lokal kjøling 6b. Kjølebatteri 24 7,7 11,5 Totalt 165 106,1 87,2 (kWh/m2år) Varmepumpe. Beregnet kjøpt energi 83 kWh/m2år Solenergi Tek 10 = 150

45

46 Hvis du gråter om natten i din lengsel etter solen vil tårene hindre deg i å se stjernene Mafalda Når forandringens vinder blåser søker de fleste ly. Det er de færreste som bygger vindmøller Mao

47 OG DET ER JO NETTOPP DET VI SKAL GJØRE: VI SKAL BYGGE VINDMØLLER
 47