ET BÆREDYGTIGT NORDHAVN

Transkript

1 ET BÆREDYGTIGT NORDHAVN Resultatdokumentation DIP-B projekt Gruppe

2 Et Bæredygtigt Nordhavn Projekt udarbejdet af gruppe 10 DIP-B Diplomingeniør Bachelor Projekt 7.semester Vejledere: Per Thost Ingeniørhøjskolen i København Solbritt Christiansen Ingeniørhøjskolen i København Jesper Molin - Ingeniørhøjskolen i København Jesper Rahbek Klaus Bundgaard Martin Jensen

3 Et bæredygtigt Nordhavn 1 Forord Dette afgangsprojekt på Ingeniørhøjskolen i København, er udført i perioden, d. 1. september, 2012 til d. 3. januar, Afgangsprojektet er vurderet til 15 ECTS point, og er udarbejdet af 3 studerende. Rapporten præsenterer anbefalinger til Københavns Kommune samt By & Havn, til hvordan de kan udvikle Nordhavn - som bydel, på en bæredygtig måde. Nordhavn skal udvikles på grund af det stigende antal personer i København, og der vil derfor være et større behov for nybyggeri. Der undersøges derfor de to hyppigste type bygninger, etagebolig og erhvervs kontorer, ift. BR10, BR15 og BR20. Disse skal bruges som dokumentation, til at beregne den samlede energibehov for Nordhavn, når den er færdigbygget i Der opstilles flere forskellige bygningsmodeller, for at finde den bedste mulige løsning. Bygningsmodellerne kombineres med bæredygtige, alternative forsyningsløsninger, hvorefter de analyseres ift. til anlægspriser og CO 2 -emissionen. Derefter vælges den bedst mulige kombination af bygningsmodellerne og de forskellige forsyningstyper. Udover dette udarbejdes der virkemidler indenfor trafik i Nordhavn. Her er det især virkemidler som ikke omhandler offentlige transport der er interessante. Vi vil gerne takke vores to vejledere Solbritt Christiansen og Jesper Molin, samt hovedvejleder Per Thost. De har sammen bidraget med gode ideer, samt nyttig vejledning. 3

4 2 Procesbeskrivelse Der er valgt at arbejde med det nye Nordhavn projekt. Projektet udskiller sig fra andre eftersom det er planlagt at blive udført som Københavns bæredygtige bydel, og er derfor også med til at styrke Københavns identitet som miljø-metropolen. I starten af projektforløbet blev der indhentet informationer samt data fra By & Havn og Rambøll, da der tidligere var blevet udleveret materiale af disse parter. Efter anskaffelsen kunne opgaven formuleres nærmere og vejlederne kunne herefter konsulteres, for at give en indledende gennemgang af den ønskede opgave samt deres vurdering af hvad den bedste indgangsvinkel på opgaven ville være. Der var dog intet yderligere materiale at hente fra Rambøll og By & Havn, da dette enten ikke fandtes eller ikke kunne udleveres. Det var derfor nødvendigt at få oplyst nødvendige metoder og henvisninger til brugbart materiale af vejlederne eller på internettet for at kunne løse opgaven. Efter en noget besværlig start med manglende materiale og skiftende problemformulering, kunne arbejdet med opgaven påbegyndes. Gruppens samarbejde var meget velfungerende. Der var ingen uenigheder omkring fordeling af opgaverne, og alle var med på opgavens udvikling og fremgang. Gruppens medlemmer har gennem hele opgaven brugt hinanden for at få nye synsvinkler på opståede problemer og metoder til at løse disse. Skemaet nedenfor viser gruppens fordeling af opgaver. Opgave: Martin Klaus Jesper Opgave struktur x x x Forudsætninger byggeri x x Forudsætninger trafik x x Beregning boligbyggeri x Beregning erhvervsbyggeri x Beregning trafik x x Forsyningsforslag el x Forsyningsforslag varme x Forsyningsforslag køling x Løsningsforslag trafik x x Det endelige produkt blev tilfredsstillende, dog kunne tidsplanen have været mindre presset hvis materialet var anskaffet tidligere. 4

5 3 Indhold 1 Forord Procesbeskrivelse Indledning Resume Abstract Forhistorie Definition af bæredygtighed Afgrænsning Bygningstyper Udbygningstid Bygningsreglementer Forsyning Trafik Nybyggeri Formål: Forudsætninger Boligbyggeri Erhvervsbyggeri Udbygningen af Nordhavn BR10, BR15 og BR Fremtidige energirammer Lokalplan CO 2 -emissionsfaktorer fra el og fjernvarme fra eksisterende kraftværk Beregning af BR Resultater standardbygning for bolig Resultater standardbygning(erhverv) Faktor for faktisk behov Ændringer af energibehov Tiltag for boligbygning Tiltag for erhvervsbygning Beregning af energibehov Bolig

6 Erhvervsbygning Oversigt af energibehovet i Nordhavn Forslag 1 Solceller Forslag 2 Varme Forslag 3 El Oversigt over CO 2 udledning i Nordhavn Forslag 1 Solceller Forslag 2 Varme Forslag 3 El Forsyning Formål Varme Solvarme Geotermisk anlæg Konklusion Køling Kølingsanlæg Konklusion El Solceller Vindmøller Oversigt for forsyning af Nordhavn Forslag 1 - Solceller Forslag 2 Varme Forslag 3 El Udvælgelse af forslag Trafik Formål Indledning Forudsætninger Scenarie for trafik Prognoser Kriterier Vurdering af kriterier Virkemidler P- Henvisninger

7 Delebiler Energieffektive køretøjer Oversigt over trafik i Nordhavn Konklusion

8 4 Indledning Opgaven omhandler Nordhavn projektet. DIP-B projektet tager udgangspunkt i DIP-A, hvori der var blevet udført informationssøgning, fundet mulige arbejdsområder og opstillet forudsætninger. I DIP-A projektet blev der hovedsagligt arbejdet med nybyggeri, forsyning og trafik for Nordhavn projektet. I opgaven blev der taget udgangspunkt i Rambøll rapporter og informationer fundet på internettet. I DIP-B projektet arbejdes der videre med disse 3 punkter, med et mål om at skabe et bæredygtigt Nordhavn. 1. Nybyggeri 2. Forsyning 3. Trafik Der ses på 2 typer nybyggeri: bolig og erhverv. De 2 typer nybyggeris energibehov undersøges ud fra BR10, BR15 og BR20 krav. Der opstilles 3 mulige forslag til at opfylde BR kravene for begge bygningstyper, og de beregnes efter på en konkret bolig og erhvervsbygning. Når de mulige forslag er beregnet, vil energibehovet være kendt for begge type bygninger under de forskellige BR krav, samt under de forskellige forslag. Disse forslag, samt deres energibehov, bruges til at lave en vurdering af Nordhavns samlede energibehov. Under forsyningsdelen beregnes prisen for anlægget, samt den samlede CO 2 besparelse ved de forskellige forsyningstyper. 0-scenariet er de 3 energibehov, med den nuværende forsyning af København. Forsyning ved 0-scenariet er: 1. Varme: Fjernvarme 2. Køling: El køling 3. El: Elværk Hver forsyningstype beregnes for hvert bygningsforslag, og til sidst vil det være muligt at vurdere den bedste løsnings forsyningstype for hvert bygningsforslag. Der arbejdes med følgende typer forsyning for Nordhavn. 1. Varme: Solvarmeanlæg og geotermiskanlæg 2. Køling: Grundvandskøling, havvandskøling og optimering af kompressorkøling. 3. Elektricitet: Vindmøller og solceller Når forsyningsløsningerne er udvalgt, sammensættes de med de andre typer forsyning, så der vil være en løsning til varme, el og køling. Dette vil være den samlede energiplan for Nordhavn, hvor der er beregnet en samlet pris og CO 2 besparelse fra 0-scenariet fra de tre bygningsforslag. Trafikdelen er ikke kombineret med de 2 andre punkter. Her arbejdes der med et 0-scenarie, som sættes ud fra Rambøll rapporter og den kommende metro. Der opstilles kriterier ud fra forudsætningerne, hvorefter forskellige løsningsforslag analyseres og derefter bliver vurderet ud fra de opstillede kriterier. 8

9 5 Resume Afgangsprojektet omhandler den nye Nordhavn. Etablering af Nordhavn er planlagt på grund af befolkningsstigning i København. Nordhavn bliver omtalt som Nordens miljø-metropol, og har til formål at være en ny grøn og bæredygtig bydel, som skal have plads til bebyggere og arbejdspladser. Første del af rapporten omhandler nybyggeri. I nybyggeri tages der udgangspunkt i de forskellige Bygningsreglementer samt lokalplaner. For at overholde de nuværende samt fremtidige, skarpe BR krav, er der opstillet tre forslag til boligbyggeri samt erhvervsbyggeri. Disse forslag er baseret på reducering af varme, el samt etablering af aktiv forslag - solceller. Herefter findes behov til forsyningsanlæg der skal forsyne Nordhavn. I anden del af projektet arbejdes der med forsyning. Forsyningsafsnittet indebærer bl.a. el-, varme og kølingsforsyning. Der opstilles alternativer til almindelige forsyningstyper, hvorefter de bliver sammenlignet med de forskellige bygninger, hvor man ser på reduktion af CO 2 -emissionen, samt den økonomiske besparelse. I den sidste del af rapporten arbejdes der med trafik. Eftersom der er udarbejdet planer for den kollektive trafik, samt cykeltrafik, ses der bort fra disse og der opstilles kun virkemidler mht. biltrafik. Til sidst i rapporten er der opstillet en samlet konklusion samt opsummering, med forslag til hvordan man kunne optimere Nordhavn, til at blive yderligere miljøvenlig. 6 Abstract The bachelor assignment covers the new Nordhavn. The plan to establish the new Nordhavn was made due to population increase in Copenhagen. Nordhavn is being referred to as the Nordic environmental metropolis, and is intended to be the new, green and sustainable city, which will house inhabitants and jobs when finished. The first part of the assignment is about buildings. The buildings are based on various building regulations and local plans. In order to meet the current, and future, sharp regulations there have been outlined three proposals for residential and commercial buildings. These proposals are based on the reduction of heat, electricity and the establishment of active proposals - solar cells. After that the need for supply plants to provide Nordhavn, can be found. The second part of the assignment is about supply. Supply section implies in particular: electricity, heat and cooling supply. There have been outlined alternative proposals to general supply types. After that the proposals are compared with different building types, where we focus on reduction of CO 2 emissions, as well as the financial savings. In the final part of the bachelor assignment, we take a look at traffic. Because of already drafted plans for public transportation and bicycle traffic, we are ignoring these and only focusing on automotive traffic. In the end of the assignment there will be established an overall conclusion and summary, with suggestions for how to optimize Nordhavn, to become even more environmentally friendly. 9

10 7 Forhistorie Etableringen af Nordhavn begyndte allerede mellem 1885 og 1895, og hed dengang Frihavnen. Frihavnen var bygget i tysk interesse og blev anvendt til transithandel. Den indre Nordhavn blev etableret omkring 1. verdenskrig hvorefter det resterende Nordhavn - som vi kender den i dag, blev etableret , dog var der stadig blevet udført en del småting frem til På nuværende tidspunkt har Købehavns Kommune ca indbyggere 1, og oplever i disse år en fortsat befolkningsvækst. Der forventes en stigning på ca i befolkningstallet frem til I samarbejde med By & Havn har Københavns Kommune derfor besluttet at det nye Nordhavn skal tage imod en stor del af de nye københavnere. Når Nordhavn er færdigbygget, skal denne skabe ca boliger, og 3 mio. m 2 erhvervsarealer. Alt dette skal give de nye københavnere et godt sted at bo samt skabe arbejdspladser, uddannelser og oplevelser. I december 2005 indgik den danske regering og Københavns kommune en principaftale om byudvikling i Nordhavn. Denne aftale blev vedtaget og gjort til lov i maj 2007, hvorefter der i 2008 blev udskrevet en international idékonkurrence om udvikling af Nordhavn. Denne var blevet udgivet af Københavns Kommune i samarbejde med By og Havn. I marts 2009 blev den endelige vinder og rådgiver fundet. Vinderprojektet fik navnet Nordholmene Urban Delta og er udviklet af POLYFORM, COBE, SLETH og Rambøll. Vinderprojektet er siden da videreudviklet i form af udviklingsstrategier, bebyggelsesplaner og en række plan temaer for den første etape af Nordhavn - Århusgadekvarteret. Kvarteret har til formål at rumme ca beboere og arbejdspladser. Realiseringen af de første byrum og bygninger i Århusgadekvarteret starter i efteråret 2012 med forventet indvielse i By og Havn - Nordhavn fra idé til projekt. 10

11 8 Definition af bæredygtighed Begrebet bæredygtighed dækker over mange områder, så det er nødvendigt at definere hvilken betydning udtrykket bæredygtighed har i følgende rapport. Ved udtrykket bæredygtighed tales der grundlæggende om 3 hovedbegreber: Social bæredygtighed Miljømæssige bæredygtighed Økonomisk bæredygtighed Disse begreber bliver anvendt i næsten alle bæredygtige projekter, fra enkelte bæredygtige virksomheder til bæredygtige byer og infrastruktur. Den sociale bæredygtighed omhandler mennesket, miljøet og sundhed. I dette indgår samfundsmæssige overvejelser, tilgængelighed og sundhedsaspekt. Den miljømæssige bæredygtighed tager udgangspunkt i de løsninger og tiltag, der er med til at minimere miljøbelastningen mest muligt. Derfor omhandler denne også bl.a. økologi, teknologi og materialer. Den økonomiske bæredygtighed omfatter både de langsigtede og de kortfattede bæredygtige løsninger. Alt fra de store løsninger omkring infrastruktur, til de mindste løsninger som gør en øjeblikkelig forskel, indgår heri. Når der ses på Nordhavn skal alle tre ovenstående hovedbegreber sammentænkes. Den bæredygtige tanke skal omfatte og dække de fysiske, samt psykiske krav. Fysiske krav kan eksempelvis være bæredygtig dækning af forsyningsbehovet i Nordhavn, hvor de psykiske krav kan være de opstillet virkemidler i afsnittet - trafik. Overordnet skal bæredygtigheden i Nordhavn tænkes som helhed, dog med varierende vægt på de enkelte dele af det sociale, miljømæssige samt økonomiske tiltag. 11

12 9 Afgrænsning 9.1 Bygningstyper Nordhavn vil indeholde flere forskellige typer byggeri, som f.eks. erhvervsbygninger, forretninger, lagerbygninger, institutioner og etageboliger, samt en cruiseskibs havn og en container terminal. Der er i dag, allerede placeret flere erhvervsbygninger, samt lagerbygninger, en container terminal og produktionsbygninger. Flere af de eksisterende bygninger vil få lov at blive i deres nuværende form, imens andre vil blive renoveret eller revet ned. Langt størstedelen, af de bygninger der vil stå i Nordhavn når projektet er færdigt i 2082, vil være nybyggeri. Der vil være et behov for diverse institutioner, lagerbygninger og forretninger, men det er vurderet, at de fleste bygninger der opføres, vil være af typerne etageboliger, samt erhvervsbyggeri. Derfor fokuseres der udelukkende på energibehovet for nybyggede etageboliger og erhvervsbygninger i dette projekt. 9.2 Udbygningstid I dette projekt, tages der ikke højde for hvor mange etagemeter, der allerede er bygget i Nordhavn. Projektet tager udgangspunkt i, at Nordhavn i dag står tomt, og udbygningen af boligerne først starter fra 2012, og at den vil være færdig udbygget i 2082, som Rambøll har vurderet. 9.3 Bygningsreglementer Der arbejdes med BR10, BR15 og BR20, som vil blive uddybet senere. Der vil ikke blive taget højde for de eksisterende bygninger. Det betyder, at det seneste bygningsreglement, bygninger i Nordhavn vil blive opført ift. vil være bygningsreglement Det er samtidig vurderet, at størstedelen af bygningerne, enten vil være etageboliger eller erhvervsbygninger. I indre Nordhavn, finder man i dag allerede erhvervsbygninger, og længere inde i Nordhavn er der lagerbygninger, produktionsbygninger og container terminal. Derfor beregnes det samlede behov kun for bolig og erhvervsbygninger. 9.4 Forsyning Indenfor forsyningsdelen arbejdes der kun med følgende forsyningstyper: 1. Varme: Geotermisk anlæg og solvarme. 2. El behov: Vindmøller og solceller. 3. Køling: Grundvands, hav og kompressorkøling. Der arbejdes med et CO 2 minimalt Nordhavn, og derfor er det ikke muligt at se på forsyningstyper udenfor Nordhavn. 9.5 Trafik Trafikken er afgrænset indenfor Nordhavn, og det vil derfor ikke være muligt at bruge virkemidler som vil gå ud over Nordhavns grænse. 12

13 Samtidig vil det heller ikke være muligt at forbedre den offentlige transport, da den er optimeret med den kommende metro. 10 Nybyggeri 10.1 Formål: I følgende afsnit undersøges energibehovet for en bolig og en erhvervsbygning ved hjælp af beregningsprogrammet BE10. De to typer bygninger, undersøges også ud fra bygningsreglementer 10, 15 og 20, hvor der opstilles flere alternativer til at opnå kravene. Oversigt over de forskellige BE10 beregninger kan ses på figur 10.1.a. Figur 10.1.a Der er opstillet et forslag til at opnå BR10 kravene, tre til BR15 kravene og tre til BR20 kravene. I alt er der 14 forskellige BE10 beregninger fordelt ud på bolig og erhvervsbyggeriet. De 4 forskellige typer forslag 0. Standard Der er opstillet en standard model af et byggeri, som ikke har fokus på et enkelt energibehov, men derimod det samlede. 1. Solceller Det første forslag, er et aktivt forslag, som overholder energirammerne ved hjælp af solceller. 13

14 2. Varme Det andet forslag, er et passivt forslag, som overholder energirammerne ved at reducere varmebehovet for bygningen. 3. El Det tredje forslag, er et passivt forslag, som overholder energirammerne ved at reducere elbehovet for bygningen. I figur 10.1.a nedenfor, er de 3 bygningsforslag for Nordhavn illustreret. BR10 BR15 BR20 Forslag 1 Standard Solceller Solceller Forslag 2 Standard Varme Varme Forslag 3 Standard El El Figur 10.1.a 10.2 Forudsætninger Boligbyggeri Bolig byggeriet der bruges til at undersøge det samlede energibehov for boliger i Nordhavn, er Valby Maskinfabrik. Den er nylig renoveret, og er opført i lavenergiklasse Bygningen er afgrænset, så der kun arbejdes med den del af bygningen, som ses på billede a. Billede a 14

15 Ingeniørhøjskolen København Efterår 2012 Gruppe 10 03/01/2012 Udformningsmæssigt, forventes den at være af samme form, som de kommende nybyggerier som skal opføres i Nordhavn. Bygningen er bygget med et fladt tag, store vinduespartier og lejligheder på m 2 fordelt på 4 etager. Den del af byggeriet der undersøges, har et samlet opvarmet etageareal på 2936 m 2. Energirammen for bygningen ift. BR10, BR15 og BR20 ses i tabel a. Arealer af klimaskærmen, er vist nedenfor. Ydervægge Tabel a Facade Vindue/indgang [m2] Nord Vindue type 1: 2.84 m2 x 3 Vindue type 2: 1.62 m2 x 3 Vindue type 3: 1.62 m2 x 4 Samlet areal: 19.9 m2 Syd Vindue type 1: 2.84 m2 x 3 Vindue type 2: 1.62 m2 x 3 Vindue type 3: 1.62 m2 x 4 Samlet areal: 19.9 m2 Øst Vindue type 1: 2.84 m2 x 49 Vindue type 4: 4.95 m2 x 3 Indgangsparti: m2 x 4 Samlet areal: m2 Vest Vindue type 1: 2.84 m2 x 28 Vindue type 4: 4.95 m2 x 32 Areal excl. Vinduer/indgang [m2] Samlet areal: m2 15

16 Tag/Terrændæk Type Areal [m2] Tag Terrændæk Erhvervsbyggeri Standardbygningen er en typisk kontorbygning i tre etager på knap 2000 etagemeter, eksklusiv uopvarmet kælder. Der er anvendt mekanisk ventilation og køling i kontorområder og varmesystemet består af et tostrengs radiator system med varmeveksler og cirkulationspumpe. Bygningen er opført med traditionelle konstruktioner og materialer der er beskrevet nærmere i nedenstående. Klimaskærm Udvendig Isolering Indvendig U Værdi [W/m 2 k] Ψ Værdi [W/m K] Klimaskærm (540 mm) 110 mm Teglmur 250 mm Rockwool 180 mm Beton Fundament (660 mm) 180 mm Beton 380 mm Polystyren 100mm Beton Tag (520mm) 6mm Tagpap på krydsfiner 300 mm Rockwool 180 mm Beton Vinduer/døre(Velfac) U-værdi [W/m 2 K] g-værdi [%] F f værdi [%] τ [%] Vindue, 1500x1500mm, 3-lag 0, Vindue, 900x900mm, 3-lag 0, Vindue, 2100x1800mm, 3-lag 0, Dør, 2100x1800mm, 2-lag 1, Dør, 2100x900mm, 2-lag 1, Arealer af klimaskærmen, er vist nedenfor. 16

17 Ydervægge Facade Vindue/indgang [m2] Areal excl. Vinduer/indgang [m2] Nord Samlet areal: 14.5 m Syd Samlet areal: 2.25 m Øst Samlet areal: m Vest Samlet areal: 92.3 m Tag/Terrændæk Type Areal [m2] Tag Terrændæk 696,9 17

18 Udbygningen af Nordhavn Fra tabel kendes de samlede etagemeter for bolig og erhvervsbyggeri i Nordhavn. Hele projektet er sat til at stå færdig i Derfor skønnes Nordhavn til at blive udbygget med et ligelig fordelt antal etagemeter pr. år imellem Bolig udbygning pr. år m 2 Erhvervs udbygning pr. år m 2 Derved forudsættes det, at Nordhavn udbygges med m 2 pr. år. Udbygning af Nordhavn [m2] Bolig Erhverv Samlet Tabel a BR10, BR15 og BR20 Bygningsreglement/Bygningstype Bestemmelse BR10 Boligbyggeri Stk. 1 For boliger, kollegier, hoteller m.m. må bygningens samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand pr. m² opvarmet etageareal højst være 52,5 kwh/m² pr. år tillagt 1650 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal. BR10 - Erhvervsbyggeri Stk. 1 For kontorer, skoler, institutioner m.m. må bygningens samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og belysning pr. m² opvarmet etageareal højst være 71,3 kwh/m² pr. år tillagt 1650 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal. BR15 Boligbyggeri Stk. 1 En bygning kan klassificeres som en lavenergibygning klasse 2015 når det samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, Vejledning Energirammen for boliger, kollegier, hoteller m.m. udtrykkes således: (52,5+1650/A) kwh/m2 pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal. For kontorer, skoler, institutioner og andre bygninger kan energirammen udtrykkes således: (71, /A) kwh/m² pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal. For lavenergibygninger klasse 2015 er lavenergirammen: ( /A) kwh/m² pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal. Lavenergiklassen forventes at 2 Rambøll Nordholmene: kortlægning af energiforbrug s

19 køling og varmt brugsvand pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 30 kwh/m² pr. år tillagt 1000 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal. BR15 Erhvervsbyggeri Stk. 1 Kontorer, skoler, institutioner og andre bygninger, der ikke er omfattet af , kan klassificeres som en lavenergibygning klasse 2015,når det samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og belysning pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 41 kwh/m² pr. år tillagt 1000 kwh pr. år divideret med det opvarmede etageareal. blive krav i For lavenergibygninger klasse 2015 er energirammen: ( /A) kwh/m² pr. år, hvor A er det opvarmede etageareal. Lavenergiklassen forventes at blive krav i BR20 Boligbyggeri Stk. 1 En bygning kan klassificeres som en bygningsklasse 2020, når det samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling og varmt brugsvand pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 20 kwh pr. år. BR20 - Erhvervsbyggeri Stk. 1 Kontorer, skoler, institutioner og andre bygninger, der ikke er omfattet af , kan klassificeres som bygningsklasse 2020, når det samlede behov for tilført energi til opvarmning, ventilation, køling, varmt brugsvand og belysning pr. m² opvarmet etageareal ikke overstiger 25 kwh pr. år 3 3 Kilde: Byggereglementet ( 19

20 Fremtidige energirammer Da selve udbygningen af Nordhavn forløber sig over 70 år ifølge denne opgave, så vil der komme flere bygningsreglementer med mindre energirammer. Derfor er der skønnet en fremtidig prognose ud fra BR20. Prognosen er skønnet på den lave side, for at sikre at energirammerne ikke bliver mindre end de faktiske energirammer til den tid. Fremtidige prognoser kan ses i tabel a. Fra 2030, angives energirammen ud fra Fremtidige energirammer ( tages procenten fra BR20) Bolig BR10 BR15 BR20 BR % 0.98% 0.97% 0.96% 0.95% 0.94% 0.93% 0.92% 0.91% 0.90% 0.89% Erhverv BR10 BR15 BR20 BR % 0.98% 0.97% 0.96% 0.95% 0.94% 0.93% 0.92% 0.91% 0.90% 0.89% Lokalplan Lokalplan nr. 463 Århusgadekvarteret i Nordhavn : Tabel a Afsnittet opsummerer lokalplanen med hensyn til bestemmelser for bygningsudformningen i området. Standardbygningen udformes så den er i overensstemmelse med de aktuelle bestemmelser. 6. Bebyggelsens omfang og placering Stk 2. Bebyggelsesplan Planen indeholder en kompakt bebyggelse i overvejende 3 til 6 etager, byggefelter til særlige bebyggelser og til høje bygninger, samt byggefelter med bygninger der skal opretholdes... Stk. 4. Bebyggelsens højde og dybde For nybyggeri gælder en minimums bygningshøjde på 9 m og en maksimal bygningshøjde på 20 m, eksklusiv eventuel tagopbygning til brug for grønne tage eller tagterasser og trappe- og elevatortårn i forbindelse hermed Bebyggelsens ydre fremtræden Stk. 2. Facadeudtryk, materialer og farver Facaderne skal behandles så de fremtræder massive og solide i deres udtryk. Tilbagetrækninger og moduleringer af bygningskroppen i form af for eksempel arkader, nicher og indeliggende altaner skal følge facadens arkitektoniske principper... Stk. 6. Tage Tage skal formgives og behandles i sammenhæng med bygningens arkitektoniske ide. Med mindre særlige arkitektoniske eller energimæssige forhold begrunder andet, skal tage på nybyggeri udføres med en hældning på højst 30 grader i forhold til vandret. Tagfladerne skal beplantes i hele deres udstrækning med for eksempel græs eller stenurter eller udføres som tagterrasser med et tydeligt grønt præg... Stk. 13. Skiltning, belysning mv. 20

21 Skiltning, reklamering, facadebelysning, lysinstallationer, markiser, solafskærmning og andet facadeudstyr skal med hensyn til placering, omfang, materialer, farver, skrifttyper og lignende udformes således, at der opnås en god helhedsvirkning i forhold til bygningens arkitektoniske karakter i bybilledet.. Stk. 14 Tekniske anlæg Tekniske anlæg og installationer skal så vidt muligt placeres inden for bygningens volumen. Anlæg og installationer placeret oven på tag skal udformes således, at de fremtræder som integrerede dele af bygningens arkitektur. Solceller og lignende skal integreres i facadens arkitektur eller udformes som selvstændige arkitektoniske elementer. 12. Bæredygtighed og regnvand Lokalplanområdet er udpeget som lavenergiområde efter laveste lavenergiklasse i henhold til gældende bygningsreglement CO 2-emissionsfaktorer fra el og fjernvarme fra eksisterende kraftværk Dette afsnit beskriver de CO 2 -emmisionsfaktorer der er anvendt i de videre beregninger af den samlede CO 2 -udledning, som stammer fra energiforbruget i erhvervs- og boligbygninger. Derudover er udvalgte antagelser der ligger til grund for faktorerne beskrevet. Da det er planlagt at gøre den danske energiforsyning mere bæredygtig, i form af højere VE-andele, er det nødvendigt at tage højde for dette ved beregning af CO 2 -udledningen. Derfor er de emissionsfaktorer der er beskrevet i Energistyrelsens energifremskrivning 4 anvendt. Det skal dog nævnes at fremskrivningen bygger på eksisterende politiske initiativer og at eventuelle fremtidige initiativer, som vil kunne påvirke fremskrivningen, derfor ikke er medtaget i fremskrivningen. Den, af Energistyrelsen, vurderede andel af VE i el- og fjernvarmeforsyningen er vist i figur a. Figur a 4 Danmarks Energifremskrivning, Energistyrelsen

22 Bestanddelene i elproduktionen i Danmark er vist i figur b Figur b Bestanddelene i fjernvarmeproduktionen er vist i figur c Figur c 22

23 De anvendte emissionsfaktorer for el og fjernvarme er vist i figur d og e. Da der ikke er lavet fremskrivninger efter 2035 er faktorerne holdt konstant herefter. Figur d Emissionsfaktor CO fra EL e - Emissionsfaktor CO fra fjernvarme Overstående værdier fra figur d og e bruges til at beregne CO 2 udledningen af 0-scenariet for de 3 forslag Beregning af BR10 BR10 modellen/beregningerne for bolig og erhvervs bygningerne, er standard model/beregning for BR15 og BR20. Det er ud fra denne model, der laves ændringer ift. BR15 og BR Resultater standardbygning for bolig Dette afsnit har til formål at tydeliggøre energibehovet i boligbygningens 0-scenarie, samt udvælge tre områder som skal forbedres så energiramme 2015 og 2020 kan overholdes. Det samlede energibehov i bygningen er vist i figur a. Der er ingen overtemperatur for boligen, og derfor er det heller ikke nødvendig at have køling for boligbyggeriet. Derfor vil der udelukkende komme et el og varmebehov, som skal forsynes. Energibehovet ligger en del under det faktiske, derfor vil den blive korrigeret senere med en faktor. Faktoren er beskrevet nærmere i afsnit Som det ses af figur a stammer det største energibehov fra varme (120,08MWh/år), og det vil derfor være naturligt at reducere dette behov for at opfylde energiramme Den samlede el behov for bygningen er 20 MWh mindre end varmebehovet. 23

24 Forsyningsbehov [MWh/år] 1 20, ,404 Elbehov % Varmebehov % Figur a For at synliggøre hvor behovene stammer fra, viser figur b fordelingen af de forskellige energibehov. Som det ses, stammer elbehovet hovedsageligt fra armaturer, og kun en mindre del af den fra teknik og ventilation. Udover det, er armaturer ikke en del af energirammen, og det er derfor svært at reducere den. Varmebehovet er fordelt på rumopvarmning og varmt brugsvand. Rumopvarmningen kan reduceres ved at forbedre klimaskærmen og ændre ventilationen. Derimod er det svært at ændre på det varme brugsvand, da den er defineret ud fra brugeradfærd. Figur b Et af de steder der er det største varmetab, er i ventilation, og det er der det forventes at hente den største gevinst ift. at reducere varmebehovet. 24

25 Elbehovet kan kun påvirkes af ventilation, og vil derfor ikke gøre den store forskel. For at undersøge de forskellige muligheder, ændres apparaturerne. Det er det område der bliver påvirket af brugeradfærden, men det må forventes at, i fremtiden vil dette behov minimeres Resultater standardbygning(erhverv) Dette afsnit har til formål at tydeliggøre energibehovet i erhvervsbygningen i 0-scenariet samt udvælge tre områder som skal forbedres så energiramme 2015 og 2020 kan overholdes. Det samlede energibehov i bygningen er vist i figur a. Da der er elkøling i 0-scenariet skal kølebehovet medtages under elbehov og det samlede elbehov vil derfor blive 73,4 %. Disse to behov er vist separat for at overskueligegøre videre beregninger hvor kølebehovet eventuelt dækkes af andre former for forsyning. Der er foretaget en sammenligning med eksisterende undersøgelser 5 af bygningers gennemsnitlige energibehov for at sikre at bygningen er repræsentativ til en opskalering der gælder for hele Nordhavnen. Ved sammenligningen er det konkluderet at bygningen er egnet til en opskalering idet andelen af de forskellige behov kun afviger med 3,4% fra eksisterende undersøgelser. Det er dog konstateret at energibehovet pr. m 2 ligger væsentligt under det beregnede behov i de eksisterende undersøgelser. Der er derfor korrigeret for dette senere hen ved at gange en faktor på og dermed opnå et faktisk behov. Faktoren er beskrevet nærmere i afsnit Som det ses af figur a stammer det største energibehov fra el og køling (106,53MWh/år), og det vil derfor være naturligt at reducere dette behov for at opfylde energiramme Det er dog også valgt at reducere varmebehovet for at synliggøre CO 2 - og økonomiske besparelser ved en reduktion af et behov der forsynes fra fjernvarmenettet. Figur a For at synliggøre hvor behovene stammer fra, er figur b udarbejdet. Som det ses af figuren stammer elbehovet hovedsageligt fra belysning og apparatur. Apparatur indgår ikke i energirammen og er derfor ikke medregnet i det samlede forbrug beregnet i Be10. Derudover er elbehovet der stammer fra apparatur meget afhængig af brugeradfærd og valg af energirigtige produkter, hvilket er op til brugerne. For at overholde energiramme 2015 fokuseres der i stedet på belysningssystemet i bygningen. For at 5 Bygninger, Energi og Klima SBI

26 sammenligne forskellige tiltag er det ligeledes valgt at installere solceller som en separat mulighed for at overholde energiramme Figur b For at vurdere hvilket område der skal forbedres i forhold til varmebehovet er figur c udarbejdet. Varmetab fra bygningsdele[%] 0,63 0,13 0,04 0,01 0,03 0,13 0,02 Ydervæg, total Tag Kældergulv Kældervæg, total Vinduer/døre, total Linietab, total Ventilation m. vgv. Figur c Som det ses af figuren stammer det største varmetab fra ventilationssystemet og det vil derfor være naturligt at forbedre dette. Derudover forbedres U-værdierne for ydervæggen samt vinduer/døre for at sænke behovet yderligere. 26

27 Faktor for faktisk behov Da der er stor forskel på behovet beregnet i Be10 og det faktiske behov er det valgt at opveje dette ved at gange de beregnede behov med faktorer der er nærmere beskrevet i nedenstående. Det er antaget at de fremtidige energibehov vil falde i takt med stramningerne i bygningsreglementet. For at vurdere hvilke faktorer der skal anvendes sammenlignes beregningerne for 0-scenariet med eksisterende undersøgelser 6. Da de eksisterende undersøgelser er foretaget efter BR08 er det nødvendigt at korrigere for dette. Forskelle på BR08 og BR10 er vist i nedenstående tabel a. Bygningstype Bygget efter BR08 Bygget efter BR10 Bolig, Hotel, Kollegier 70+(2200/A) kwh/m2 pr. år 52,5+(1650/A) kwh/m2 pr. år Skole, kontorer og institutioner 95+(2200/A) kwh/m2 pr. år 71,3+(1650/A) kwh/m2 pr. år Tabel a Det ses at de øgede krav fra BR08 til BR10 gør at energirammen nedsættes med 23,7kWh/m 2 for erhverv og 17,5 kwh/m 2 for boliger, hvilket svarer til en reduktion på 25 %. Det er derfor antaget at behovet der er beregnet i de eksisterende undersøgelser skal reduceres med 25 % for at få et tidssvarende behov. De eksisterende undersøgelser bygger på det faktiske forbrug vist i b og Be06 beregninger for en gennemsnitlig kontorbygning og en gennemsnitlig bolig. Resultaterne for Be06 beregningerne er vist i figur c. 6 Bygninger, Energi og Klima, SBI

28 Figur c Det ses af figur c af det totale forbrug er på 200 kwh/m 2 for kontorer og 130 kwh/m 2 for boliger. Da disse beregninger er foretaget efter BR08 er dette reduceret til henholdsvis 150 kwh/m 2 og 98 kwh/m 2 for BR10. Der er ikke taget hensyn til de forskellige komponenters andele, da det er vurderet at disse hurtigt ændrer sig i takt med ny teknologi samt hvilke komponenter der fokuseres på. Faktoren er herefter beregnet til 1,43 for erhverv idet det beregnede behov da giver 150 kwh/m 2. Faktoren på 1,43 er anvendt på alle beregnede behov for at opnå faktisk behov. For bolig hedder faktoren 1,72, hvilket giver et behov på 130 kwh/m 2. Da serverrum i kontorbygninger har et stort energibehov er det vurderet nødvendigt at medtage dette i beregningerne af behovet. Det faktiske behov for serverrum er derfor fundet ved hjælp af eksisterende undersøgelser 2 for at bestemme dette præcist. Elbehovet til servere er fundet til 50 kwh/m 2 /år 7 og kølebehovet er fundet til 25,11 kwh/m 2 /år 2, hvilket er i overensstemmelse med værdierne i de eksisterende undersøgelser, når der anvendes et behov på 2000 kwh/år/server. Der er antaget et fald i elbehov og kølebehov til server rum der svarer til faldet i energirammerne. Bygnings type Faktor Bolig 1,43 Erhverv 1,72 7 Serverrumsvejledning, Center for energibesparelser

29 10.4 Ændringer af energibehov Dette afsnit beskriver og begrunder de tiltag der er valgt for at overholde energiramme 2015 og De valgte forslag er beskrevet nærmere i nedenstående, og i sidste del af afsnittet er der vist et oversigtsskema over de ændringer der er foretaget i Be10-beregningerne. Forudsætningerne for energiberegningerne er sat ud fra forslag 0. Ændringer for at opfylde energirammerne for BR15 og BR20 ved forskellige forslag, er farvemarkeret i oversigtsskemaet for bolig og erhvervsbyggeri. De forskellige farver indikerer hvad ændringen betyder for energibehovet. Forsyning Påvirker varmebehovet Påvirker el behovet Tiltag for boligbygning BR2015-SOLCELLER Dette forslag består af placering af 128m 2 solfangere på bygningen. Der er altså ikke foretaget andre ændringer i forhold til den oprindelige bygning. Størrelsen af arealet er valgt så energiramme 2015 lige akkurat overholdes BR2015 Varme Det største varmetab sker gennem ventilationen, og derfor vælges der et anlæg med en højere varmegenvinding for at mindske dette. Varmegenvindingen er forbedret til 70 % i lejligheden og køkkenet. Udover dette, er klimaskærmen optimeret BR El I dette forslag er elbehovet for ventilationsanlægget reduceret, samt der er ændret ved brugeradfærden. Udover dette, har det været nødvendig at ændre på klimaskærmen, samt øge varmegenvindingen for bygningen til 72 % BR SOLCELLER Forslaget er identisk med 2015-SOLCELLER, bortset fra arealet er øget til 164 m BR VARME Det største varmetab sker gennem ventilationen, og derfor vælges der et anlæg med en højere varmegenvinding for at mindske dette. Varmegenvindingen er forbedret til 70 % i lejligheden og køkkenet. Udover dette, er klimaskærmen optimeret BR EL I dette forslag gøres der det samme, som i forslaget til BR15. Elbehovet for ventilationsanlægget reduceres dog yderligere og klimaskærmen forbedres. 29

30 Hovedpunkter i BE10 beregningerne BR10 BR15 BR20 Beskrivelse / Forslag Standard 1. Solceller 2. Varme 3. EL 1. Solceller 2. Varme 3. EL Bygnings information Brugstid 168 Timer/uge 168 Timer/uge 168 Timer/uge 168 Timer/uge 168 Timer/uge 168 Timer/uge 168 Timer/uge Opvarmet areal 2936 m m m m m m m2 Varme kapacitet 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 U-værdier Ydervæg 0.20 W/m2 K 0.20 W/m2 K 0.17 W/m2 K 0.13 W/m2 K 0.20 W/m2 K 0.09 W/m2 K 0.09 W/m2 K Tag 0.12 W/m2 K 0.12 W/m2 K 0.11 W/m2 K 0.11 W/m2 K 0.12 W/m2 K 0.07 W/m2 K 0.08 W/m2 K Kældergulv 0.12 W/m2 K 0.12 W/m2 K 0.11 W/m2 K 0.11 W/m2 K 0.12 W/m2 K 0.07 W/m2 K 0.08 W/m2 K Vinduer 0.81 W/m2 K 0.81 W/m2 K 0.60 W/m2 K 0.65 W/m2 K 0.81 W/m2 K 0.53 W/m2 K 0.81 W/m2 K Vinduer Glasandel Solvarmetransmittans Ventilation Genvindingsgrad SEL-værdi 1.3 kj/m2 1.3 kj/m2 1.5 kj/m2 1.0 kj/m2 1.3 kj/m2 1.5 kj/m2 0.9 kj/m2 Internt varmetilskud V. tilskud, personer 1.50 W/m W/m W/m W/m W/m W/m W/m2 V. tilskud, apparatur 3.50 W/m W/m W/m2 2.5 W/m W/m W/m W/m2 Forsyning 1. Forsyning Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme 2. Forsyning El El El El El El El 3. Forsyning - Solceller m2 - - Solceller m

31 Tiltag for erhvervsbygning BR2015-SOLCELLER Dette forslag består af placering af 250m 2 solfangere på bygningen. Der er altså ikke foretaget andre ændringer i forhold til den oprindelige bygning. Størrelsen af arealet er valgt så energiramme 2015 lige akkurat overholdes BR Varme Da det største varmetab sker gennem ventilationen er der valgt et ventilationsanlæg med en højere varmegenvinding for at mindske dette. Varmegenvindingen er forbedret til 95 %, hvilket svarer til et af de bedste anlæg i dag i forhold til varmegenvindingsprocenten. Derudover er U-værdier for klimaskærmen forbedret, ligeledes for at mindske varmetabet gennem denne. De valgte U-værdier er vist i oversigtsskemaet. På trods af at der er et lille varmetab gennem klimaskærmen er det valgt at forbedre dette for at tydeliggøre fordelene ved at mindske varmebehovet. For at mindske fjernvarmebehovet er der placeret 100m 2 solfangere på bygningen hvilket dækker varmebehovet der stammer fra opvarmning af brugsvand. Da dette ikke er tilstrækkeligt til at overholde energirammen er elbehovet, der stammer fra belysningen, sænket så det lige akkurat overholder energiramme BR El I dette forslag er elbehovet der stammer fra belysningen sænket så energiramme 2015 overholdes. Der er valgt et af de mest energibesparende belysningssystemer der findes i dag og værdierne for dette kan ses i oversigtsskemaet. Da elbehovet udgør en væsentligt del af energirammen, idet behovet ganges med en faktor 2,5, kan energirammen overholdes udelukkende ved at sænke energibehovet der stammer fra belysningssystemet BR SOLCELLER Forslaget er identisk med 2015-SOLCELLER, bortset fra arealet er øget til 310m BR VARME Det er forsøgt at overholde energiramme 2020 ved at mindske varmebehovet yderligere, men da elbehovet udgør størstedelen af energirammen er dette ikke muligt. Det vil sige at energiramme 2020 ikke kan overholdes selvom der ikke er et varmebehov. Derfor er varmebehovet bibeholdt på et minimum og elbehovet er herefter sænket så energirammen overholdes. Elbehovet er sænket ved at forbedre belysningssystemet BR EL I dette forslag er elbehovet der stammer fra apparatur sænket selvom dette har en negativ effekt på energirammen. Den negative effekt fremkommer da det kun er varmetilskuddet fra apparatur der indgår i beregningen og ikke elbehovet til dette. Det er dog valgt at sænke dette alligevel for at tydeliggøre fordelene ved et mindre elbehov. For at overholde energiramme 2020 er belysningssystemet forbedret. De valgte værdier der vist i oversigtsskemaet er skønnet idet der regnes med at disse værdier er realistiske i

32 BR15 BR20 Hovedpunkter i BE10 beregningerne BR10 Beskrivelse / Forslag Standard 1. Solceller 2. Varme 3. EL 1. Solceller 2. Varme 3. EL Bygnings information Brugstid 45 Timer/uge 45 Timer/uge 45 Timer/uge 45 Timer/uge 45 Timer/uge 45 Timer/uge 45 Timer/uge Opvarmet areal 2788 m m m m m m m2 Varme kapacitet 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 120 Wh/K m2 U-værdier Ydervæg 0.18 W/m2 K 0.18 W/m2 K 0.12 W/m2 K 0.18 W/m2 K 0.18 W/m2 K 0.12 W/m2 K 0.12 W/m2 K Tag 0.10 W/m2 K 0.10 W/m2 K 0.08 W/m2 K 0.10 W/m2 K 0.10 W/m2 K 0.08 W/m2 K 0.08 W/m2 K Kældergulv 0.10 W/m2 K 0.10 W/m2 K 0.08 W/m2 K 0.10 W/m2 K 0.10 W/m2 K 0.08 W/m2 K 0.08 W/m2 K Vinduer 0.81 W/m2 K 0.81 W/m2 K 0.60 W/m2 K 0.81 W/m2 K 0.81 W/m2 K 0.60 W/m2 K 0.60 W/m2 K Ventilation Genvindingsgrad 0,82 0,82 0,95 0,82 0,82 0,95 0,95 SEL-værdi 1.2 kj/m2 1.2 kj/m2 1.2 kj/m2 1.2 kj/m2 1.2 kj/m2 1.2 kj/m2 1.2 kj/m2 Belysning Min. Effekt 2 W/m2 2 W/m2 1,5 W/m2 0,3 W/m2 2 W/m2 0,3 W/m2 0,1 W/m2 Max. Effekt 9 W/m2 9 W/m2 4,5 W/m2 3,2 W/m2 9 W/m2 3,2 W/m2 2,0 W/m2 Styring Manuel Manuel Auto ifht. Dagslys Auto ifht. Dagslys Manuel Auto ifht. Dagslys Auto ifht. Dagslys Internt varmetilskud V. tilskud, personer 4 W/m2 4 W/m2 4 W/m2 4 W/m2 4 W/m2 4 W/m2 4 W/m2 V. tilskud, apparatur 6 W/m2 6 W/m2 6 W/m2 6 W/m2 6 W/m2 6 W/m2 3 W/m2 Forsyning 1. Forsyning Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme Fjernvarme 2. Forsyning El El El El El El El 3. Forsyning - Solceller-250m2 Solfangere-100m2 - Solceller-310m2 Solfangere-100m2-32

33 10.5 Beregning af energibehov Bolig I følgende del, findes beregningerne fra hvert af de enkelte forslag til at opfylde energikravene for et boligbyggeri BR10 - Standardbygning Resultatet fra standardbygningen er vist for at gøre det mere overskueligt at sammenligne med de øvrige resultater. Figur a BR SOLCELLER Elproduktionen fra solcellerne er beregnet separat og indgår derfor ikke i figur b. Det ses at der ikke er ændringer i el eller varmebehovet, da der ikke er foretaget ændringer af bygningens installationer eller klimaskærm. Figur b 33

34 BR VARME Det ses tydeligt af figur a, at varmebehovet for boligbyggeriet er faldet markant. I alt er bygningens varmebehov forbedret med 23,89 KWh/m2/år. Dette skyldes klimaskærmen, som er blevet forbedret, men især mængden af varmegenvinding. Figur a BR EL Elbehovet er forbedret med KWh/m2/år, imens varmebehovet for bygningen er reduceret med 11,86 KWh/m2/år. Elbehovet er forbedret ved at ændre bygningens apparatur elbehov og minimere elbehovet for ventilation. Imens varmebehovet er reduceret ved at ændre klimaskærmen og øge varmegenvindingen for bygningen. Det sidste var nødvendigt for at overholde energirammerne for BR15. Figur a 34

35 BR SOLCELLER Der er ikke foretaget ændringer i forhold til standardbygningen i dette forslag og årsagerne til resultatet er derfor identisk med 2015-Solceller og standard forslaget. Figur a BR VARME Varmebehovet for bygningen er reduceret med 6.20 KWh/m2/år. Der er brugt minimale U-værdier for bygningen, hvilket i dag ville medføre en stor tykkelse på isoleringen. Men det forventes at der til den tid, er nye produkter, som har et forbedret varmetab, og derfor ikke har behov for så stor en tykkelse. Det samme gælder for U-værdien for vinduerne. Genvindingsgraden forbliver den samme. Figur a BR EL Elbehovet er reduceret med 6.00 KWh/m2/år ift. El-forslaget til BR15. Dette skyldes igen at apparatur har et lavere elbehov og det samme gælder for ventilationen. 35

36 Figur a Erhvervsbygning I følgende del, findes beregningerne fra hvert af de enkelte forslag til at opfylde energikravene for et erhvervsbyggeri BR10 - Standardbygning Resultatet fra standardbygningen er vist for at gøre det mere overskueligt at sammenligne med de øvrige resultater. Figur a BR SOLCELLER Elproduktionen fra solcellerne er beregnet separat og indgår derfor ikke i figur a. Det kan dog ses af figuren at el- og kølebehovet er reduceret på trods af at der ikke er foretaget nogen ændringer i forhold til standardbygningen, ud over placeringen af solceller på taget hvilket ikke indgår. Dette skyldes det forventede fald i kølebehov og elbehov i serverrum. 36

37 Figur a BR VARME Som det kan ses af figur a, er varmebehovet kun mindsket med 1,79 kwh/m 2 /år. Dette skyldes at standard bygningen er udført på en sådan måde at varmebehovet allerede er forholdsvist lavt. Derudover er belysningssystemet forbedret hvilket giver et lavere varmetilskud i bygningen og dette har derfor en negativ virkning på varmebehovet. Det skal dog nævnes at varmeproduktionen fra solfangerne ikke indgår i figuren og den samlede reduktion er derfor på 6,99 kwh/m 2 /år. Figur a BR EL Det kan ses af figur a at elbehovet er sænket fra 17,8 % til 10,2 % i forhold til standard bygningen, udelukkende ved at optimere belysningssystemet. Man kan konkludere at elbehovet der stammer fra 37

38 belysningssystemet spiller en væsentlig rolle i forhold til at overholde energirammen og der derfor bør fokuseres på dette område når bygningerne projekteres. Figur a BR SOLCELLER Der er ikke foretaget ændringer i forhold til standardbygningen i dette forslag og årsagerne til resultatet er derfor identisk med 2015-Solceller forslaget. Figur a BR VARME I dette forslag kan det ses at varmebehovet er steget på trods af at der er fokus på at mindske behovet i dette forslag. Dette skyldes at energiramme 2020 ikke kan overholdes, selv ved et varmebehov på 0 38

39 kwh/m 2 /år. Belysningssystemet er derfor forbedret for at overholde energirammen og dette resulterer i et lavere varmetilskud, hvilket medfører et højere varmebehov. Det er valgt at forbedre belysningssystemet da det er antaget at være mere realistisk at forbedre områder der har en stor andel af energirammen. Figur a BR EL Da elbehovet, og dermed også varmetilskuddet, der stammer fra apparatur er sænket er varmebehovet steget i dette forslag. Det er dog stadig muligt at overholde energirammen, men det har været nødvendigt at forbedre klimaskærm, ventilationsanlæg og belysningssystem. Figur a 39

40 10.6 Oversigt af energibehovet i Nordhavn Forslag 1 Solceller Det samlede energibehov for bygningsforslag 1, kan ses på figur a MWh/år Forslag 1 - Solceller: Energibehov Varme Køling El Figur a Forslag 2 Varme Det samlede energibehov for bygningsforslag 2, kan ses på figur a MWh/år Forslag 2 - Varme: Energibehov Varme Køling El Figur a 40

41 Forslag 3 El Det samlede energibehov for bygningsforslag 3, kan ses på figur c Forslag 3 -El: Energibehov MWh/år Varme Køling El Figur a 10.7 Oversigt over CO2 udledning i Nordhavn CO 2 udledningen for de 3 forslag, beregnes ved hjælp af de 2 faktorer for El og fjernvarme, som tidligere er beskrevet i afsnit Forslag 1 Solceller Den samlede CO 2 udledning for energibehovet ved forslag 1 vises i figur a 41

42 50000 Forslag 1 - Solceller: CO2 udledning Tons CO2/år Varme Køling El Samlet Figur a Forslag 2 Varme Den samlede CO 2 udledning for energibehovet ved forslag 2 vises i figur a Forslag 2 - Varme: CO2 udledning Tons CO2/år Varme Køling El Samlet Figur a 42

43 Forslag 3 El Den samlede CO 2 udledning for energibehovet ved forslag 2 vises i figur a. CO 2 udledningen er 0- scenariet for forslag Forslag 3 -El: CO2 udledning Tons CO2/år Varme Køling El Samlet Figur a 11 Forsyning 11.1 Formål I følgende afsnit undersøges de forskellige forsynings typer på de 3 forslag. Først vil hvert enkelt forsyningstype undersøges ud fra hvert enkelt bygningsforslag, hvorefter den samlede CO 2 besparelse vil sammenlignes med CO 2 besparelse fra 0-scenariet. Udover det findes den samlede anlægspris for de enkelte forsyningsforslag, som sammen med CO 2 besparelsen vil munde ud i et endelig forslag for forsyningsplanen for Nordhavn Varme Solvarme Det forslås, at det stilles som krav i lokalplanen for Nordhavn, at samtlige nybyggerier af typen bolig og erhverv, skal etablere et solvarmeanlæg på taget. Solvarmeanlægget, skal dimensioneres ud fra bygningens varmebehov for brugsvand, hvor den som minimum skal producere 50 % af varmen der går hertil Problemer med nuværende lokalplaner At lave et krav omkring solvarmeanlæg på kommende nybyggerier i Nordhavn, vil ikke være problem ift. Nuværende lokalplaner. Lokalplan nr. 463 for århusgadekvarteret, kræver flade tage for nybyggeri. 43

44 Ingeniørhøjskolen København Efterår 2012 Gruppe 10 03/01/2012 Stk. 6. Tage Tage skal formgives og behandles i sammenhæng med bygningens arkitektoniske idé. Med mindre særlige arkitektoniske eller energimæssige forhold begrunder andet, skal tage på nybyggeri udføres med en hældning på højst 30 grader i forhold til vandret. Tagfladerne skal begrønnes i hele deres udstrækning med for eksempel græs eller stenurter eller udføres som tagterrasser med et tydeligt grønt præg. 8 Ud over overstående punkt i lokalplanen, så er der tilføjet en kommentar: Dette hindrer ikke, at der kan etableres solceller på tagfladen eller som halvtag/konstruktion over tagfladen. 9 Det forventes, at de resterende lokalplaner for Nordhavn, vil ligne lokalplanen for Århusgadekvarteret, og derfor er det også forventet at det vil være muligt at bygge solvarmeanlæg på taget af bygninger over hele Nordhavn Undersøgelse af krav til lokalplan Ud fra undersøgelsen af bolig og erhvervsbyggeriet ved hjælp af BE10, er det muligt at finde procentfordelingen af varmebehovet til brugsvand og rumopvarmning, fordelt pr. måned. Nedenfor er fordelingen illustreret i tabel a og b. Tabel a Tabel b Varmebehovet fra rumopvarmning, stiger med kulden udenfor, og vil derfor være meget større i vintermånederne og ikke-eksisterende eksisterende i sommermånederne. Varmebehovet fra varmt brugsvand er derimod konstant hele året rundt. Et solvarmeanlæg, vil altid producere mere varme om sommeren, da den er afhængig af solen. Varmeproduktion fra et solvarmeanlæg er illustreret i tabel c Tabel c Derfor vil solvarmeanlægget blive dimensioneret ud fra varmebehovet fra brugsvand. Det betyder, at den om sommeren vil være tæt på 100 % forsynet af varmt brugsvand fra solvarmeanlægget, og omvendt om vinteren, vil være tæt på 100 % forsynet af varmt brugsvand fra fjernvarmenettet. 8 Lokalplan nr. 463 Århusgadekvarteret i Nordhavn 9 Lokalplan nr. 463 Århusgadekvarteret i Nordhavn 44

45 CO2 besparelsen på forslag 1,2 og 3 I følgende afsnit undersøges den samlede CO2 besparelse for Nordhavn, hvis der indføres et krav i lokalplanen om minimum 50 % af varmen til brugsvand skal forsynes af et solvarmeanlæg. Solvarmeanlægget er dimensioneret ud fra, at den vil dække varme behovet 100 % i den måned, hvor den producerer mest. *I forslag 2 blev der brugt et solvarmeanlæg for at overholde BR15 og BR20 for erhvervsbygningen. De bliver en del af den beregning, og er derfor ikke en del af det samlede varmebehov. Ud fra BE10 beregningerne, er det endelig varmebehov for brugsvand udregnet løbende for Nordhavns udbygningstid i tabel a Samlet varmebehov for brugsvand [MWh] Forslag Forslag Forslag Tabel a Herefter er varmebehovet for 2082 opdelt ligeligt for hver måned. Der tages ikke hensyn til den lille fravigelse der tidligere er fundet for varmebehovet for brugsvand. Ud fra dette månedlige behov undersøges solvarmeanlægget. Til at beregne den samlede produktion af varme fra solvarmeanlæg, er der brugt et regneark udviklet af Planenergi 10. Ud fra dette beregningsprogram, er den månedlige solvarme produktion fundet for hver måned. I tabel b nedenfor, ses fordelingen af forsyningen til varmebehovet Fordeling af forsyning til varmt brugsvand [MWh] Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec I alt Forslag 1 Varmebehov for brugsvand Fjernvarme produktion Solvarme produktion Forslag 2 Varmebehov for brugsvand Fjernvarme produktion Solvarme produktion Forslag 3 Varmebehov for brugsvand Fjernvarme produktion Solvarme produktion Tabel b I de 3 figurer nedenfor ses hvordan produktionen af varme er fordelt over et år. Produktionen er her vist i Regnearket er fundet her: 45

46 Figur a Figur b 46

47 Figur c Resultater Ud fra a er den samlede CO2 besparelse beregnet for de 3 bygningsforslag. Der er brugt de tidligere nævnte prognoser for CO2 udledningen for fjernevarme. CO2 besparelse med solvarme Forslag 1 og 3 Forslag 2 CO2 udledning CO2 udledning CO2 udledning CO2 udledning Uden solvarme Med solvarme Uden solvarme Med solvarme [Tons CO2 / år] [Tons CO2 / år] [Tons CO2 / år] [Tons CO2 / år] Januar Februar Marts April Maj Juni Juli August September Oktober November December Samlet Tabel a 47

48 CO2 besparelse med solvarme i 2082 [Tons CO2 /år] Tons CO2 / År 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00,00 Forslag 1 og 3 Forslag 2 Tabel b Ud fra undersøgelsen, findes det, at ved at indføre det forslåede krav i lokalplanen for Nordhavn, er det muligt at spare op mod 23 % af den samlede CO 2 udledning ved forslag 2. Og henholdsvis 16.2 % og 18.5 % for forslag 1 og 3. Se tabel c Samlet CO2 besparelse i 2082 [Tons CO2/år] [%] Forslag Forslag Forslag Tabel c Tabel d 48

49 Tabel e Tabel f Pris Ved hjælp af regnearket, som blev brugt til at tidligere dimensionere anlægget for de forslag, er der fundet en skønnet pris for anlægget. Se tabel a Samlet pris for solvarmeanlæg [Mio. kr] Forslag 1 Forslag 2 Forslag 3 Pris Tabel a Prisen er skønnet ved hjælp af et program, derfor er prisen kun set som en samlet investering. Det er den enkelte bygherre, der har til ansvar at betale prisen for et nødvendigt solvarmeanlæg på taget. 49

50 Geotermisk anlæg Opbygning af anlæg: Der skal foretages 2 boringer, fordelt på en produktionsboring hvorfra varmen udvindes, og en injek onsboring hvor vandet sendes retur. Vandet der hentes op har en temperatur på C, imens det sendes retur med ca C. For at se en oversigtstegning af anlægget, se billede a 11 Billede a Vandet der hentes op fra undergrunden, bliver sendt ind i et overfladeanlæg, hvor varmen trækkes ud vandet af varmevekslere og varmepumper. Derved bliver det meget saltholdige vand der hentes op fra undergrunden ikke blandet med vandet der løber i fjernvarmenettet. Efter at varmen er trukket ud, pumpes vandet ned i undergrunden. Dette er vigtigt for at opbevare trykket i reservoiret. Injektionsbrønden, skal placeres, så afstanden imellem den og produktionsbrønden, har en stor afstand nede i dybden. Hvis ikke, vil det kolde vand påvirke temperaturen i vandet der pumpes op. Absorptionsvarmepumperne drives af damp leveret fra Svanemølleværket ellers fra det Københavnske dampsystem. For hvert 27 MW der forsynes til fjernvarme, er 13 MW til drivvarme og 14 MW fra undergrunden. Selve anlægget vil være opbygget ligesom testanlægget på Amager. Nedenfor kan principtegningen ses for Amager geotermisk anlæg. Se billede b 11 Illustration fra 50

51 12 Billede b CO2 udledning Varmen der hentes op fra undergrunden, er 100 % CO 2 neutral. Udover det giver det geotermiske varme ikke anledning til andre former for emissioner, så som NO x og SO x 13. Der skal dog bruges El til drift af det geotermiske anlæg, her tænkes det især til drift af produktionspumpen og injektionspumpen. Udover det, så kan dampen der driver absorptionspumperne, som efterfølgende ender i fjernvarmen, havde været brugt til produktion af El i en lavtryksturbine. For at gøre Nordhavn så tæt på CO2 neutralt, som mulig, lånes drivvarmen kun fra Svanemølleværket. Hvilket vil sige, at den varme der bruges i Nordhavn, kun beregnes som den varme der hentes op fra undergrunden. Varmen der produceres af drivvarmen, bliver beregnet som den sendes ud i det Københavnske fjernvarmenet Drift af anlæg Det vil højest sandsynlig være HGS(Hovedstads områdets samarbejde) der vil bygge dette geotermiske anlæg, da de har økonomien og viden omkring udbygning af geotermiske anlæg. HGS er et samarbejde imellem 4 energiselskaber, hvis formål er at bruge geotermisk varme fra undergrunden som supplement til de mere traditionelle måder at producere fjernvarme på. Samarbejdet blev etableret i 2000 og består af følgende energiselskaber 1. Københavns Energi (KE) 18 % 12 Dansk fjernvarmes geotermiselskab Dansk fjernvarmes geotermiselskab

52 2. Centralkommunernes Transmissionsselskab (CTR) 18 % 3. Vestegnens Kraftvarmeselskab (VEKS) 18 % 4. DONG Energy 46 % HGS har fået tilladelse af Energistyrelsen, til at udvinde varmen fra undergrunden i Hovedstadsområdet. I samarbejde med Energistyrelsen Placering af geotermisk anlæg i Nordhavn Det mest optimale sted at placere det geotermiske anlæg i Nordhavn, vil være tæt på svanemølleværket. Det forslås derfor at placere selve anlægget imellem Sundkrogsgade, Stubbeløbsgade og Kalkbrænderivej, hvor der i dag ligger en større miljøvirksomhed. Den samlede grund der forslås, er i alt m 2, og der vil ca. være en afstand på 330 meter imellem det nye geotermiske anlæg og svanemølleværket. Oversigts kort for placering af anlægget kan ses på billede a Billede a 52

53 Etablering af geotermisk anlæg Ud fra oplysninger fra Amager anlægget, er det skønnet hvor meget varme der kan produceres ved en produktion og injektionsboring. Varmetype Geotermisk varme Produktion 380 TJ/år ~ 105 GWh/år Ud fra disse værdier er det samlede antal boringer for hvert bygningsforslag fundet. De antal boringer der er angivet, er det nødvendige antal boringer for anlægget, når det er fuldt udbygget. Det er dog nødvendigt med flere boringer med tiden, da hver boring har en levetid på 30 år, når den producerer 100 % af kapaciteten. Efter de 30 år, vil produktiviteten falde og derved vil forbrugerprisen stige. Forslag Varme behov Antal boringer Forslag 1 Solceller 130 GWh/år 2 Forslag 2 - Varmebehov 88 GWh/år 1 Forslag 3 - El 105 GWh/år 1 Det er valgt, at anlægget skal starte med at producere varme fra Dette er valgt, ud fra Københavns Kommunes mål om at være CO 2 neutral inden I forslaget, vil anlægget blive udbygget til 2025, imens den boring vil blive udført i 2060, så den vil være klar til produktion indenfor 1-2 år Resultater De samlede CO2 emissioner er beregnet for de 3 forslag, og besparelsen ved at etablere et geotermisk anlæg i Nordhavn er fundet. Der er den samme procent besparelse for de 3 forslag, men forslag 1 er det forslag der har sparet den største mængde CO 2 pr. år. Ved at etablere et geotermisk anlæg, kan det årlige CO 2 forbrug for varme reduceres til henholdsvis 2046 tons CO 2 for forslag 1, 1297 tons CO 2 for forslag 2 og 1556 tons CO 2 for forslag 3. Se tabel a Samlet CO2 besparelse i 2082 [Tons CO2/År] [%] Forslag Forslag Forslag Tabel a 53

54 Figur a Figur b Figur c 54

55 Økonomi for etablering af anlæg Da anlægget som tidligere nævnt har samme forudsætninger, som det geotermiske anlæg på Amager, kan prisen derfor skønnes ud fra anlægsprisen på det anlæg. prisen for Amager anlægget, er fordelt ud på 3 faser. 1. Seismisk og varmeplanlægning 17 mio. kr. Fase 1 er ikke nødvendig for at etablere et anlæg i Nordhavn, da undersøgelsen der blev fortaget for Amager anlægget, dækker et større område, hvor Nordhavn indgår. 2. Første boring og test 47 mio. kr. Fase 1 er ikke nødvendig for at etablere et anlæg i Nordhavn, da undersøgelsen der blev fortaget for Amager anlægget, dækker et større områder, hvor Nordhavn indgår. 3. Anden boring og overflade anlæg 147 mio. kr. I fase 3 foretages der er en boring, som skal testes ligesom i fase 2. Samtidig testes sammenspillet imellem de to boringer. Anlægsprisen for overflade anlægget er sat til 96 mio. kr. og boring nr. 2 er sat til 51 mio. kr. Anlægspris for geotermisk anlæg - Forslag 1 [Mio kr.] 70 grader geotermi vand Geotermisk anlæg 4 boringer med tests 196 Overfladeanlæg 100 I alt Tabel a Anlægspris for geotermisk anlæg - Forslag 2 [Mio kr.] 70 grader geotermi vand Geotermisk anlæg 2 boringer med tests 98 Overfladeanlæg 96 I alt Tabel b Anlægspris for geotermisk anlæg - Forslag 3 [Mio kr.] 70 grader geotermi vand Geotermisk anlæg 4 boringer med tests 98 Overfladeanlæg 96 I alt Tabel c Konklusion Med målet om at Nordhavn, skal være nordens bæredygtige bydel, så skal der foretages store beslutninger indenfor forsyningsdelen. Derfor vurderes det, at et geotermisk anlæg har det største potentiale. Med en besparelse på 80 % er det langt den bedste mulighed, hvis Nordhavn skal forsynes af en bæredygtig 55

56 varmeforsyning. Udover det, har det geotermiske anlæg også meget potentiale, da undergrunden indeholder store mængder af varme, og må derfor siges at være en vedvarende varmekilde Køling Kølingsanlæg Nordhavn er planlagt til at blive Nordens Miljø-metropol. Det er derfor vigtig at sætte fokus på en mere bæredygtig form for køling end blot el-køling. Eftersom Nordhavn vil bestå af et stort andel erhverv, er det også vigtigt at etablere større køleanlæg, til at dække det fulde behov af både komfortkøling på kontorer samt proceskøling til serverrum etc. Behov for køling er beregnet med programmet Be10 ift. De passende bygningsreglementer. Der er på forhånd opstillet 3 forskellige bygningstyper med fokus på: solceller, varme samt elektricitet. I projektet er der valgt at se på reduktion af CO 2 -emissioner mellem almindelig eldrevet kompressorkøling, heri benævnt som 0-scenarie, og et optimeret kompressorkøleanlæg samt vandbaseret frikøling - såsom grundvandskøling samt havvandskøling. De forskellige anlægstyper er beskrevet og der er set på potentiale samt placering for frikølingsanlæg i Nordhavn. Der er udarbejdet mindre planlægning til etablering af anlæg. Til økonomi- samt miljøberegninger er der anvendt "Værktøj til beregning af fjernkøleløsninger" 14 - udført af COWI og ELFORSK. Alle priser der bliver nævnt i rapporten er i tusinde kroner Beskrivelse af anlæg Kompressor Kompressoren driver kølemidlet rundt vha. tilført elektricitet. Kredsløbet foregår under højt tryk. Trykket får kølemidlet til at kondensere, som resulterer at kølemidlet afgiver varme til kondensatoren. Herefter får en indsprøjtningsventil eller ekspansionsventil tryk på kølemidlet til at falde, som derefter fordamper. Fordampningsprocessen for kølemidlet kræver varme, som den optager fra omgivelserne. På grund af den varme som kondensatoren producerer, er der brug for luftkølere eller køletårn. Luftkølere eller køletårn bliver oftest placeret udenfor på tage

57 Billede a Kompressorkøling - Princip Levetiden på anlægget er ca. 20 år 15. Grundvandskøling Grundvandskøling består af en indvindingsboring, returboring, pumpe, filtre og varmeveksler. Grundvandet bliver pumpet ved ca. 9 C i et lukket system, hvori den passerer én eller flere varmevekslere. I løbet af gennemløbet bliver vandet opvarmet til højst 25 C og derefter ført tilbage ved en returledning. Det varme vand bliver lagret i grundmagasinet, til eventuel anvendelse om vinteren. Grundvandskøling har en meget høj virkningsgrad COP, hvilket gør at den har en utrolig lav CO 2 -emission. Levetiden på anlægget er ca år. Billede b Grundvandskøling - Princip Der findes flere typer grundvandsanlægskombinationer som eksempelvis er kombineret med solfangere, kølekompressorer etc. Havvandskøling Havvandskøleanlæg består af en indtagsbrønd, udløbsbrønd, riste, filtre samt en varmeveksler. Alle de tekniske installationer, undtagen brøndene samt pumpe befinder sig i kølecentralen på land. Alle dele i anlægget er forholdsvis dyre da de er udført i korrosionsbestandige materiale. Havvandskølingsanlæg har en høj virkningsgrad COP, hvilket gør at den har meget lav CO 2 -emission

58 Levetiden på anlægget er ca år. Billede c Havvandsanlæg - Princip Potentiale for Nordhavn Der er udført undersøgelser til vurdering af potentiale for frikølingsanlæg i Nordhavn. Til dette er der anvendt Kraks søkort 16, Danmarks Arealinformation 17, GEO 18 samt GEUS 19 kort:

59 Billede a Ud fra undersøgelserne vurderes der at der er godt potentiale for etablering af frikølingsanlæg i Nordhavn Planlægning Den færdige Nordhavn er planlagt til at blive etableret i Derfor er det vigtigt at have et strategisk overblik for placering, samt tidspunktet for etablering af køleanlæg. Der er udarbejdet et oversigt over tid og zoner der skal udbygges. 59

60 Billede a Nordhavn - Planlægning for etablering af anlæg Zone nr. Start Slut Etagemeter [m2] Etagemeter samlet Billede a Nordhavn - Planlægning for etablering af anlæg Mørke grøn - Zone 1 til 3 vil frem til 2026 være forsynet af elkøling. Grøn : etablering af frikølingsanlæg 1 der skal forsyne zone 1 til 9. Gul : etablering af anlæg 2, der skal forsyne zone 10 til 11. Orange : etablering af anlæg 3, der skal forsyne zone 12. Rød : etablering af anlæg 4, der skal forsyne de resterende zoner Der forudsættes at Nordhavn bliver udbygget løbende fra Århusgadekvarteret og derefter mod nord. Derfor er zone 16 og 17 udført før zone 15. Bemærk at zone 1-12 er allerede eksisterende landskab, hvor zone skal påfyldes med jord fra Metro Cityring

61 Der anbefales altså at etablere frikøleanlæg i 4 etaper, for at dække kølingsbehovet samt tage hensyn til levetiden 21. Levetiden på kompressorkøling er angivet til ca. 20 år, og frikølingsanlæg til ca år Resultater Der anvendes "Værktøj til beregning af fjernkøleløsninger" til at beregne CO 2 -emission samt økonomi. Frikølingsanlæg bliver heri betegnet som alternative kølingsanlæg. Oversigt over reduktion af CO 2 -emissioner ved forslag til køling: Forslag: CO2 ved udbygning [ton] % CO2 reduktion CO2 [Ton/år] % CO2 reduktion årligt Forslag 1-0-scenarie Forslag 2-0-scenarie Forslag 3-0-scenarie Forslag 1, alter. - Solceller , ,0 Forslag 2, alter. - Varme red , ,9 Forslag 3, alter. - El red , ,9 Forslag 1 - Opt. kølekompressor , ,6 Forslag 2 - Opt. Kølekompressor , ,7 Forslag 3 - Opt. Kølekompressor , ,4 Nedenfor vises den samlede, estimeret CO 2 -emission for de 3 forslag indenfor køling, ved udbygningen af Nordhavn: Varmeveksler samt filter har en levetid på ca. 30 år, hvorimod pumper kun har en levetid på 15 år. 61

62 Figur a Figur b 62

63 Figur c Nedenfor ses den forventet, årlig CO 2 -emission efter 2082: Figur d Som det ses på skemaet, samt diagrammet ovenfor, er der en meget stor reduktion i CO 2 ved anvendelse af alternative kølingsanlæg. Dette kræver dog en stor investering. 63

64 Oversigt over anlægspriser Forslag 1-0-scenarie [tkr.] Forslag 2-0-scenarie [tkr.] Forslag 3-0-scenarie [tkr.] Kølekompressor Grundvandsanlæg Grundvandsanlæg Grundvandsanlæg Havvandsanlæg Samlet Forslag 1 - Solceller - alter. Køl [tkr.] Forslag 2 - Varme red. - alter. Køl [tkr.] Forslag 3 - El red. - alter. Køl [tkr.] Kølekompressor Grundvandsanlæg Grundvandsanlæg Grundvandsanlæg Havvandsanlæg Samlet Forslag 1 - Opt. Forslag 2 - Opt. Forslag 3 - Opt. kølekompressor [tkr.] kølekompressor [tkr.] kølekompressor [tkr.] Kølekompressor Grundvandsanlæg Grundvandsanlæg Grundvandsanlæg Havvandsanlæg Samlet

65 Figur e Dermed fås en besparelse samt pris på anlæg og pris pr. ton reduceret CO 2 : Forslag: CO [ton] CO2 [ton/år] Anlægspris [tkr.] tkr./tonco2 Forslag 1, alter. Ift. 0-scenarie ,87499 Forslag 2, alter. Ift. 0-scenarie ,09262 Forslag 3, alter. Ift. 0-scenarie ,17884 Forslag 1 - Opt. Ift. 0-scenarie ,19025 Forslag 2 - Opt. Ift. 0-scenarie ,20182 Forslag 3 - Opt. Ift. 0-scenarie , Repræsenterer besparelse - Repræsenterer udgift Som det kan ses er investeringen for et alternativt køleanlæg mio. kr. Der er en udgift på kr. pr. ton reduceret CO 2 for frikølingsanlæg. Optimering af kompressorkøling giver en udgift på 17,5-19 mio. kr. Der kommer en omkostning på kr. pr. ton reduceret CO 2. Dette er meget rentabelt, dog har det ca % mindre reducering af CO 2 -emissioner ift. de alternative, frikølingsanlæg. En reducering på % bliver over udbygningen af Nordhavn en væsentlig mængde CO 2. Den samlede kwh. pris er beregnet i "Værktøjet til beregning af fjernkøleløsninger": 65

66 kr./kwh Forslag 1, 0-scenarie 0,63 Forslag 2, 0-scenarie 0,54 Forslag 3, 0-scenarie 0,51 Forslag 1, alternativ 0,16 Forslag 2, alternativ 0,17 Forslag 3, alternativ 0,16 Forslag 1, elkøl. Optim. 0,22 Forslag 2, elkøl. Optim. 0,3 Forslag 3, elkøl. Optim. 0,25 Prisen for drift efter 2082 beregnes til: Kr./år Forslag 1, 0-scenarie Forslag 2, 0-scenarie Forslag 3, 0-scenarie Forslag 1, alternativ Forslag 2, alternativ Forslag 3, alternativ Forslag 1, elkøl. Optim Forslag 2, elkøl. Optim Forslag 3, elkøl. Optim Dermed beregnes besparelse for drift ved de forskellige anlæg: Kr./år Forslag 1, alternativ Forslag 2, alternativ Forslag 3, alternativ Forslag 1, elkøl. Optim Forslag 2, elkøl. Optim Forslag 3, elkøl. Optim

67 Den skønnede tilbagebetalingstid for anlæggene: År Forslag 1, alternativ 13,0 Forslag 2, alternativ 19,4 Forslag 3, alternativ 21,8 Forslag 1, elkøl. Optim. 4,5 Forslag 2, elkøl. Optim. 6,5 Forslag 3, elkøl. Optim. 5, Konklusion Som det fremstår af resultaterne sker der en væsentlig reduktion af CO 2 -emissionen ved frikøleanlæg. Der er dog en moderat investering, men på grund af de store årlige besparelser, fremkommer der også en forholdsvis kort tilbagebetalingstid. Investeringerne består hovedsagligt ved etablering af fjernkølerør. Levetiden på frikøleanlæg er baseret på pumper, varmevekslere samt filtre. Levetiden kan variere meget mht. drift og vedligeholdelse, og det er vigtigt at tage levetiden med i planlægningsbetragtningen. Frikølingsløsningen i forslag 1 er vurderet til at være det mest optimale. Det er denne forslag der har den største samlet CO 2 reducering, samt mindste anlægspris og mindst kr./ton CO 2 forhold. Den årlige CO 2 - emission efter 2082 er også væsentlig blevet reduceret. På grund af de 3 bygningstyper der regnes med, bestemmes det at det er CO 2 -reduktionen der er dominerende. Der anbefales derfor at anvende alternative kølingstyper El Solceller Da det er anbefalet af Rambøll 23 at solceller placeres lokalt på bygninger og ikke ved anlæg af solcelleparker er dette scenarie valgt. Der er altså kun regnet på solceller placeret lokalt på bygninger i denne rapport. Størrelsen af solcelleanlæggene på bygningerne er valgt så de aktuelle energirammer lige akkurat overholdes i bygningsforslag 2015-Solceller og 2020-Solceller. Det største solcelleanlæg fylder omkring 300m 2 hvilket svaret til ca. halvdelen af bygningens tagareal. Det er derfor vurderet at det er muligt at placere disse anlæg på tagarealer og dermed undgå væsentlige gener i forhold til bygningernes æstetiske fremtoning. Derudover er det valgt at supplere elforsyningen med placering af yderligere solceller lokalt på bygningerne. Placeringen af yderligere solceller er tænkt som et virkemiddel der kan indskrives i lokalplanen og dermed være med til at sikre en lav CO 2 -udledning i Nordhavnen. Der er altså stadig tale om et lokalt supplement til de enkelte bygninger og ikke fælles anlæg. Det er dog vurderet at denne mulighed kan spille en væsentlig rolle idet man sikres en andel af vedvarende energi når det medtages i lokalplanen. Det er skønnet at 50 % af tagarealerne på hver bygning kan benyttes til placering af solceller og dette 23 Analyse af forsyningsalternativer, Rambøll

68 resulterer i en reduktion på 14,9 kwh/m 2 /år. Da det er op til den enkelte bygherre at placere solcellerne er disse indregnet fra 2012 og vil derefter følge udbygningstakten Pris Prisen for solcelleanlæggene er beregnet ud fra standardbygningen ved hjælp af et beregningsark fra KM SOLAR. Prisen er beregnet for ét anlæg på én bygning og herefter omregnet til pris pr. kvadratmeter. Prisen for et anlæg der kan producere den nødvendige mængde el er beregnet til knap 50 kr. pr. etagemeter. De anvendte værdier er vist i nedenstående skema. Solceller - Pris Bygningsareal: 2787,7 etagemeter Elbehov for standardbygning 99,8kWh/m2/år Solcelleproduktion 14,9kWh/m2/år Elbehov pr. år 278,1MWh/år Solcelleproduktion pr. år 41,5MWh/år Beregnet pris Pris pr. etagemeter 48,6kr. Der er beregnet en samlet anlægspris for solcellerne i hele Nordhavnen på 167,4 mio. ud fra ovenstående værdier. Ved den færdige udbygning af Nordhavnen vil forsyningen fra solcellerne udgøre MWh/år Resultat Den samlede CO 2 emission i scenariet hvor solceller supplerer elforsyningen er vist i de tre nedenstående figurer. Figur a 68

69 Figur b Figur c Den samlede CO 2 emission pr. år ved et fuldt udbygget Nordhavn i 2082 for de tre forslag er: Forslag 1 - Solceller: tons CO 2 pr. år. Forslag 2 - Varme: tons CO 2 pr. år. 69

70 Forslag 3 - El: tons CO 2 pr. år. Dette giver en besparelse i forhold til 0-scenariet. Se tabel a. Samlet CO2 besparelse[%] Forslag 1 Forslag 2 Forslag 3 CO2 besparelse 3,7 25,6 34,1 Tabel a Det kan ses at forslag 1 i modsætning til de to andre forslag følger 0-scenariet parallelt. Dette skyldes at energirammen i dette forslag overholdes ved placering af solceller på bygningen. Da det er valgt at supplere forsyningen med solceller er den, i Be10, beregnede reduktion altså ikke medtaget og dette giver en større stigning i forhold til de to andre forslag. Da det er valgt at følge udbygningstakten i Nordhavnen er andelen af energi fra solcellerne ens i de tre forslag og det er derfor forslag 3, der har det laveste behov, der også giver den laveste CO 2 emission. Derfor vil forslag 3, hvor der er fokus på bygningens elbehov, være det mest naturlige valg hvis det vælges at supplere forsyningen med solceller. Anlægsprisen er som beregnet tidligere 167,4 mio. for alle tre forslag Vindmøller Det er valgt at anvende et scenarie hvor der opstilles 4 offshore vindmøller til forsyning i Nordhavnen. I scenariet sluttes møllerne til det eksisterende net. Scenariet er valgt på baggrund af en visuel vurdering foretaget af SJ Consult og en screening af vindmøller i København foretaget af Grontmij Carl Bro. Da løsningen med 4 offshore vindmøller allerede er vurderet og anbefalet er det antaget er denne løsning vil være den bedste for Nordhavn. Løsningen er nærmere beskrevet i understående tekst. Den visuelle vurdering 24 af 4 offshore vindmøller med en totalhøjde på 149,9m konkluderer at der er mulighed for placering af disse til forsyning i Nordhavnen, og den valgte placering og antallet er derfor anvendt i denne rapport. Placering og fotovinkel er vist i billede a. 24 Visualisering af potentielle vindmølleparker i Københavns Kommune, SJ Consult

71 Billede a - Kilde: Visualisering af vindmølleparker, SJ Consult 2009 Der er derudover udarbejdet et skøn over parkproduktion og anlægsinvestering af Grontmij Carl Bro 25. Skønnet er vist i tabel a og b. 25 Screening af vindmøller i København, Grontmij Carl Bro

72 Tabel a - Tabel Kilde: Screening af vindmøller i København, Grontmij Carl Bro 2009 Tabel b - Kilde: Screening af vindmøller i København, Grontmij Carl Bro 2009 Parkproduktionen på MWh/år og anlægsinvesteringen på 148 mio. er anvendt i videre beregninger i denne rapport. Da produktionen overstiger behovet i den første del af udbygningen af Nordhavn er det vurderet at vindmøllerne opføres løbende i takt med at behovet stiger. Det er antaget er der tages to vindmøller i brug 72