Klaus Ellehauge. Udfordringerne. ved fremtidens. lavenergibyggeri. energirenoveringer

Transkript

1 Udfordringerne ved fremtidens lavenergibyggeri og energirenoveringer

2 Profil -Ekolab Rådgivende ingeniørvirksomhed med hjemsted i Århus (og Thy) Ekolab Århus Specialister i lavenergi (byggeri og renovering), vedvarende energi og bæredygtighed Udfører udviklingsprojekter, projektering og undervisning Vestergade 48 H, 2s.tv Århus C. Ekolab- Thy

3 Udfordringer (og gevinster)

4 Udfordringer (og gevinster) Udfordringer Motivation Bygningsdesign og teknik Beboeradfærd Økonomi Gevinster Bedre indeklima (komfort ) Bedre brugerøkonomi

5 Nybyggeri Elforsk PSO projekt: Løsninger til optimal klimatisering af superlavenergihuse Vi skal gøre det rigtigt denne gang! Formidling af erfaringer fra lavenergiprojekter Opstart marts Afslutning marts 2014 Projektpartnere: University College Nordjylland (Tine Steen Larsen) Bjerg Arkitektur Nilan Develco Products

6 Udfordringer - Bygningsdesign og Teknik Udførelse af fremtidens lavenergihuse sker ved at benytte de sædvanlige tiltag: Lave u-værdier i vægge, gulv og loft: Lave u-værdier i vinduer Lufttæthed Ingen kuldebroer Mekanisk ventilation med varmegenvinding Kompakt bygningskrop. Optimal vinduesdisponering (normale vinduesarealer) og solafskærmning Bebyggelsesplan for optimal udnyttelse af solenergi Frihedsgrader i arkitekturen som f. eks. Større vinduesarealer ( f.eks. mod nord) Tyndere vægge Mindre kompakthed kan købes f.eks. ved investering i energiproducerende anlæg (solceller solvarme mv.) eller højeffektive komponenter (f.eks. Vakuumisolering).

7 Udfordringer - Overophedning Overophedning undgås ved solafskærmning og bortventilation af overskudsvarme Det gælder alle huse både almindelige og lavenergihuse I lavenergihuse bør der være større opmærksomhed på eftervisning og tiltag: Rimelig vinduesstørrelse og orientering Solafskærmning Mulighed for bortventilering naturlig ventilation - også om natten og når beboerne ikke er hjemme Lavenergikøling (frikøling, VE m.m.)

8 Udfordringer - utilstrækkelig opvarmning Det lave varmebehov medfører: I lavenergihuse er der forholdsvis større afstand mellem den varmekapacitet der er nødvendig under normale forhold og den reservekapacitet der er nødvendig under ekstreme forhold, f.eks. ved Ændret klima, beboelsesgrad, ønsket indetemperatur, udluftningsgrad Opvarmning efter ferier Fejl i dimensionering og udførelse får større betydning f.eks. Tæthed af hus Utilstrækkelig dimensionering af varmeafgivelsesanlæg Usikker beregning af varmepumpeanlæg

9 Udfordringer - Luftkvalitet Mekanisk ventilation med varmegenvinding er et must Med større antal m² pr. person er BRs krav om ventilation på 0.3 l/s*m² unødigt stort og medfører ofte for tør luft om vinteren. Større ventilation medfører større energiforbrug Behovsstyret ventilation til mindre mængder bør tillades Udfordring med folks vaner Kold luft fra vinduet opfattes som af bedre kvalitet end frisk opvarmet luft gennem ventilationsanlægget

10 Udfordringer - Lyd Med 3 lags vinduer er lyde udefra i højere grad skåret væk hvilket medfører større opmærksomhed på lyde fra installationer i huset herunder ventilationsanlæg

11 Udfordringer- Dagslys (og udsyn) Solafskærmning og benyttelse af 3-lagsruder med mindre gennemskinnelighed kræver større opmærksomhed på dagslysforhold og udsyn i lavenergihuse (Udvendig kondensering på lavenergivinduer opfattes i større eller mindre grad som et problem.)

12 Udfordringer - Samspil med brugerne Også i lavenergihuse har brugeradfærd stor indflydelse på energiforbruget. Robusthed mod forskellig brugeradfærd må tages i betragtning huset bør kunne styres til forskellige ønsker og behov uden katastrofale følger Lavenergihuset bør ikke være vanskelligere at betjene end et normalt hus.

13 Udfordringer - økonomi Dyrere byggeri Passivhuse er typisk 6-10% dyrere end BR08 huse Billigere driftsøkonomi

14 Energirenovering Mange hensyn

15 Energirenovering af etageboliger til Kl. 1 Innovative isolerings- og installationsteknologier kombineres til koncepter for energirenovering af etageboliger fra før 1960 i to demoejendomme Indvendig efterisolering: Traditionel isolering Kompaktisolering Vakuumisolering Ventilation: Kombination af forskellige ventilationsløsninger Fugtmålinger: Udføres i træbjælkelag for at følge udviklingen ved forskellig indvendig facadeisolering

16 Energirigtig og brugerdreven bygningsfornyelse Bedre boligkvalitet Bedre indeklima Lavere energiforbrug Brugerinddragelse i Ryesgade 25 og opstilling af energisparekoncepter. Hjemmeside til brugerdialog:

17 Energirigtig brugeradfærd Brugeradfærdens betydning for energiforbruget undersøges i ejendommen Ryesgade 30 ved brugerinterview og registrering af adfærd og indeklima før og efter energirenoveringen: Begrænset viden om eget forbrug samt godt indeklima Varmeregning for bebyggelsen Højeste: kr ,- Laveste: kr ,- Højeste udgift 5,8 gange højere end laveste! Ved korrektion for ekstremer er forskellen generelt en faktor 3 I næste fase af projektet skal der udvikles apparatur, der søger at påvirke beboernes adfærd vha. råd og vejledning. Kilde: Rapport om konklusioner fra fase 1 brugeradfærd før energirenoveringen. Center for Indeklima og Energi, DTU 15. april 2011

18 Mikro-ventilation Reduceret elforbrug (1/5) Ingen føringsveje Høj varmegenvinding Hybridventilation

19 Procesværktøjer til 360 grader indeklimarigtig energirenovering 1 ejendom i København og 4 ejendomme i Århus Vi samler erfaringer fra tidligere projekter til en helhedsløsning vedr. el- og varmebesparelser, indeklima, bæredygtighed samt betydningen af brugeradfærd. Projektets ambition: Fremvise en reduktion i varmforbruget i ældre etageboliger på ca. 70 pct. og en el-besparelse på ca. 50 pct. Hvorfor fokus på etageboliger fra før 1960: Stor udfordring med bygningskultur og bevaringsværdighed Udgør ca. 64% af alle etageboliger Stort energibesparelsespotentiale Problemer med indeklimaet og komfort Placeret i storbyer med billig og bæredygtig fjernvarme Sammentænkning af teknologi og processer, samtidig med en mental ombygning hos interessenterne, kan være nøglen til en berettiget vækst inden for energirenovering.

20 Andre udviklingsprojekter Nyt koncept til energirenovering af murede facader Udviklingsprojekt med støtte fra EUDP, i samarbejde med bla. Teknologisk Institut Udvikling af løsninger til markant efterisolering af murede facader samtidig med at den klassiske murede facade bibeholdes. Energinovering af parcelhuse - erfaringer og nye løsninger Projekt med støtte fra Elforsk, i samarbejde med bla. SBI - Kortlægning af hidtidige initiativer - Renoveringringspakker i samarbejde med beboerforeninger

21 Økonomi- Energirenovering Ved relativ begrænset investering opnås samme besparelse som at gå fra klasse BR10 til 2020 (f. eks. 130 kwh/m² - 90 kwh/m²) + komfortforbedringer Vi vil gerne endnu længere ned vi renoverer til de næste 40 år Barrierer: ejer/lejerforhold, lejelovens begrænsninger i huslejestigninger lave varmepriser i byerne

22 Økonomi - Forskellige beregningsprincipper Energispareprisen Totaløkonomi Nuværdi Huslejeberegninger (boliger) Omkostningseffektivitet EnergiSparePris (ESP) 3,0 kr/kwh 2,5 kr/kwh 2,0 kr/kwh 1,5 kr/kwh 1,0 kr/kwh 0,5 kr/kwh 0,0 kr/kwh El Varme El-pris 2013 El-pris 2023 Varmepris 2013 Varmepris 2023

23 Livscyklus/bæredygtighed afklaring af balancen i energiforbrug i opførelsen vil det medføre ændring i materialevalg? og får det konsekvenser for levetid og vedligeholdelse?

24 Eksempel - fredet ejendom, Ved Stranden 14 ATP + Optimering af m² + Tilpasning til lejers ændrede behov + Bedre arbejdsmiljø og indeklima + Transformation i tråd med fredningsværdier + Branding værdi: bygning passer til lejer Fortid Fremtid Transformationer: 2000 Konsulentvirksomhed, gårdrum og kælder 1985 Konsulentvirksomhed, reetablering af indre rum og trapper 1982 Bank, bankboks og arkiver 1972 Forsikringsselskab, indre trapper 1904 Erhvervsejendom 1875 Butik 1. sal, indgang fra gaden Palæ Gustmeyers Gård

25 Eksempel - fredet ejendom, Ved Stranden 14 ATP

26 Eksempel - Den Skandinaviske Designhøjskole Stort energisparepotentiale, men også byggetekniske udfordringer. Mure er massive Mure er massive Komfortmæssige hensyn og synergieffekter Udvendige æstetiske og byggetekniske hensyn Indvendige æstetiske og energimæssige prioritering

27 Pladeisolering SPU med dampspærre I Finland producerer man nu sandwichelementer med 300mm SPU Isolering til etageboligbyggeri i passivhusstandard med U- værdi på 0,08W/m²K.

28 Vacuumisolering med Vacopur

29 Kompaktisolering med Spaceline

30 Åndbar isolering med iq-therm U-efter 0,284 Røde Teglsten indvendig 30,0 cm U-før 1,173 (Udlingningsfugt ca. 2 vol %) Kalk-cementpuds 1,5 cm iq-fix 0,7 cm iq-therm 8,0 cm iq-top 1,0 cm

31 Omkostningseffektivitet -Indvendig efterisolering Fabrikat Type Varmeledn. Tykkelse Isolans U-værdi Pris Pris isolans Kr. pr W/mK m m 2 K/W W/m²K kr. m 2 K/W Bedste Rockwool batts 0,034 0,1 2,94 0, Rockwool AeroWolle 0,019 0,04 2,11 0, SPU Pirco aps isolering 0,022 0,03 1,36 0, ,022 0,06 2,73 0, ThermiSol Spaceline 0,014 0,01 0,71 1, Barsmark Vacupor 0,005 0,03 6,00 0, IntroFlex iq-therm 0,031 0,08 2,58 0,

32 Eksempel: Den Skandinaviske Designhøjskole Overordnet vurdering af rentabilitet ved: 75mm forsatsvæg med 50 mm mineraluldsisolering i skellet og 2x gipsplade 125mm forsatsvæg med 100 mm mineraluldsisolering i skellet og 2x gipsplade 70mm Pirco SPU Anselmi færdigprodukt inkl. 1x gipsplade 70mm IQ Therm åndbar isolering - færdigprodukt 100mm IQ Therm åndbar isolering - færdigprodukt Effektbesparelse [W] Energibesparelse [kwh/år] Anlægsudgift [kr.] Energisparepris [kr./kwh] ex moms , , , , ,27

33 Eksempel: Den Skandinaviske Designhøjskole Efterisolering med: Isoleret areal (m2) Ny U-værdi (W/m2K) Forskel U-værdi (W/m2K) Reduceret varmetab (kw) Reduceret energibehov (kwh) 283 0,32 1,68 15, mm (facader) 50 mm (gavl) 95 0,46 1,54 4, mm 20 0,66 1,34 0, (væg ind mod rem) 15 mm 25 0,90 1,1 0, (bag søjler) I alt , Rentabilitet efter nærmere undersøgelser Med en samlet investering på kr. og en forudsat 40 års levetid på isoleringen kan der beregnes en energisparepris på 0,38 kr./kwh inkl. moms

34 Eksempel: Nyere administrationsbygning (Kan man lave energirenovering i det?) Aarhus Kommune ønsker ca. 20 % reduktion af det totale energiforbrug og TB max 15 år. Projektet sammenlignes med ESCO projekter Som udgangspunkt skelnes der ikke i energikvalitet ved energisparetiltag (el/varme).der vil dog være en indbygget vægtning i forbindelse med vurdering af CO 2 Aarhus Kommune - Opførelse erhvervsareal m²

35 Eksempel: Nyere administrationsbygning Pos Energisparetiltag 1 Udskiftning vinduer (varme og delvist el besparende) 2 Isolering af glasgang (varmebesparende) 3 Ny intelligent solafskærmning (komfortforbedring) 4 Forbedring af ovenlys (varme og el-besparende) 5 Hybridventilation kontorer/forhal (El-besparende) 6 Driftsoptimering af ventilationsanlæg (elbesparelse) 7 Opgradering af udsugningsanlæg (elbesparelse) Kommentarer vedr. synergi Akut vedligeholdelsesarbejde på sydfacade og fremskyndet vedligehold på øvrige facader. Effekt på eksist. installationer udarbejdet synergiskema. Komfortforbedrende og indbrudssikring Reducere varmetab til naborum og muliggør i øvrigt natsænkning Der er planlagt vedligeholdelsesarbejder på sydfacade og det giver indbrudsreducerende effekt. Undgår at folk rammer markiser med hovedet. Akut/delvist vedligeholdelsesarbejde og begrænset merpris på ventilationsmulighed. Har sit udgangspunkt i komfortforbedring, men kan blive en ny ventilationsmulighed Begrænset merpris på egnede vinduesåbninger ved vinduesudskiftning. og servicereducerende på ventilationsanlæg. I sammenhæng med pos. 1 og 2 - komfortforbedrende Reduceret drift giver lavere serviceudgifter og mindre trækgener Evt. omfordeling af luften ud fra lokale komfortklager. NB: udgangspunktet er nye ventilatorer Fremskyndet vedligeholdelse og evt. mulighed for sammenlægning af mindre anlæg med samme driftstider

36 Eksempel: Nyere administrationsbygning Pos Energisparetiltag 8 Optimering belysningsanlæg (elbesparelse) 9 Indregulering af varmeanlæg (komfortforbedring) 10 Nyt/ombygning automatikanlæg (el- og varmebesparende) 11 Adfærdspåvirkning (el- og varmebesparende) 12 Hårde hvidevarer/apparater (elbesparelse) 13 Serverrum og IT på kontorer (elbesparelse) 14 Solceller (elbesparende) Kommentarer vedr. synergi Fremskyndet vedligehold. El-besparende men øger varmeforbrug pga mindre intern varmetilskud. Emnerne er dagslysstyring, bevægelsesmeldere og lyskildeoptimering Delvist fremskyndet vedligehold. Der kan opnås en bedre afkøling og delvis forberedelse til lavtemperaturvarme- varmebesparende overtemp. reduktion og bedre afkøling Eksisterende CTS har passeret normal levetid men CTS-punkter kan delvist genanvendes. Hybrid ventilation, natkøling samt adfærdspåvirkning mv. kræver ny platform alligevel. Mulighed for fjernovervågning af centralt driftspersonalepersonale. Imødegåelse af brugerkommentar (bl.a. sparometer ). Der findes allerede elmålere på alle etager på alle fløje og en rimelig sektionsopdeling på varme. Fremskyndet vedligeholdelse da udgangspunkt er ældre produkter. NB: brugerne har bevidsthed på dette område Fremskyndet vedligeholdelse. Lavere intern varmebelastning er positivt for varmebalancen og dermed muligheden for opretholdelse af til fredstillende komfort Der er planlagt vedligeholdelsesarbejder på sydfacade og dermed er stilladsarbejder finansieret. Pt. God rentabilitet som kan finansiere komfortforbedrende tiltag

37 Eksempel: Nyere administrationsbygning Pakke Besparelser Investering Indregnet TB Nuværdi Komfort MWh Varme MWh El Ton CO2 Kr./år % Mio. kr. Mio. kr. År Mio. kr. Faktor ,1 5,0 13,1 1,3 0, ,3 6,2 15,1 0,8 1, ,8 10,7 17,9 0,2 1,48 Pakke 1: Fokus på vedligeholdelse + TB under 15 + ingen komfortforringelse + god Nu-værdi Pakke 2: Øget energibesparelser + TB ca. 15 år + komfortforbedringer + lav Nu-værdi. Pakke 3: Stor energibesparelse + TB over 15 år + bedre komfort + Nu-værdi > 0

38 Eksempel: Andreas Bjørnsgade 1-3 Tagintegreret solcelletag udviklet i forsøgshal

39 Ekolab Århus Tak for opmærksomheden Vestergade 48 H, 2s.tv Århus C. Ekolab- Thy