Virkemiddelanalyse En vejledning til metodeopbygning med eksempel

Transkript

1 Virkemiddelanalyse En vejledning til metodeopbygning med eksempel Kapitel 3 B4RES1 Ingeniørhøjskolen i Århus /KiM 3.1

2 Indhold: 1 Indledning Virkemiddelanalyse form og indhold Gyldighedsområde Grundlag Beskrivelse Eksempel miljøvurdering af mekanisk kontra naturlig ventilation i børnehave Disposition for Virkemiddelanalyse

3 1 Indledning Efterfølgende giver en kort vejledning til indholdet og form af en miljøvurdering. Notatet afsluttes med et eksempel, hvor der er foretaget en miljøvurdering af to ventilationsprincipper for en børnehave. 2 Virkemiddelanalyse form og indhold Virkemiddelanalyse bruges til at gennemføre en systematisk vurdering og sammenligning af forskellige løsninger. 2.1 Gyldighedsområde Virkemiddelanalyse kan gennemføres på alle niveauer i projektforløbet. Der kan gennemføres vurderinger i programfasen på et helt overordnet niveau, og der kan tilsvarende gennemføres meget detaljerede vurderinger af forskellige virkemidler i projektfasen. 2.2 Grundlag Grundlaget for miljøvurderingen er: Projektets overordnede miljøpolitik Projektets tekniske og økonomiske forudsætninger Projektets overordnede kortlægning Projektets prioriterede miljøpåvirkninger Projektets miljømålsætninger 2.3 Beskrivelse Miljøvurderingen rapporteres på et sagsnotat efter følgende disposition: 1. Indledning - formål 2. Sammendrag - konklusion 3. Grundlaget for miljøvurderingen 4. Afgrænsning og forudsætninger 5. Opgørelse - kortlægning af miljøpåvirkninger 6. Vurdering 7. Forslag til forbedringer 8. Referencer Ad 1. Indledning - formål Beskriv formålet med miljøvurderingen, hvem der har udarbejdet den. Tilkendegiv om den har været udarbejdet i samarbejde med eksterne konsulenter, myndigheder eller evt. interne samarbejdspartnere. Beskriv hvornår vurderingen er lavet og i hvilket projekt den er anvendt. Ad 2. Sammendrag - konklusion Skriv et kort sammendrag af resultaterne fra vurderingen beregnet på formidling til bygherre og kollegaer. Fokus skal ligge på resultatet af vurderingen. Nøgleord til sammendrag: Væsentlige afgrænsninger og usikkerheder Konklusionen på vurderingen Anbefalinger til supplerende undersøgelser 3.3

4 Ad 3. Grundlaget for miljøvurderingen Et ultrakort sammendrag af overordnet miljøpolitik og kortlægning samt projektforudsætninger. Beskrivelsen skal fokuseres på de forhold der har indflydelse på den efterfølgende vurdering. Beskriv projektets prioriterede miljømålsætninger, samt principperne for den efterfølgende opgørelse og vurdering. Ad 4. Afgrænsning og forudsætninger Her beskrives alle de forudsætninger og afgrænsninger der er foretaget i den efterfølgende opgørelse og vurdering. Afgrænsninger kan være: Udeladelse af miljøpåvirkninger fra udvalgte livscyklusfaser, årsagen kan være manglende data eller at påvirkninger er ens for de undersøgte alternativer Beskrivelse af funktionel enhed, altså hvad det er der sammenlignes Forudsætningerne kan være: Forudsatte levetider Detaljeringsgrad på miljødata - generelle data eller data fra producenter Forudsat slutdisponering i forbindelse med nedrivning og genanvendelse Beskrivelse af hvad der vurderes kvalitativt og hvad der vurderes kvantitativt Henvisninger til litteratur og data fra leverandører Ad 5. Opgørelse kortlægning af miljøpåvirkninger Der udarbejdes en kortlægning af miljøpåvirkninger hvor formålet er at beskrive alle relevante miljøpåvirkninger i alle trin af livscyklusen. Data vil typisk være kvalitative, men der kan anvendes målbare data hvor de er tilgængelige. Miljøpåvirkningerne opgøres normalt for livscyklusfaserne: Råstofindvinding Fremstilling af byggevarer Opførelse og ændringer Drift og vedligehold Nedrivning og bortskaffelse Hvor det skønnes at en livscyklusfase er uvæsentlig for resultatet eller hvor den ens for de undersøgte alternativer, kan den udelades af opgørelsen. Ad 6. Vurdering Der foretages normalt en såvel økonomisk som en miljømæssig vurdering af de alternative produkter, materialer eller tekniske løsninger. I de indledende faser hvor mængder og løsninger endnu ikke er fastlagt kan vurderingen baseres på kvalitative udsagn. I de efterfølgende faser kan en række metoder anvendes, som eksempel værdianalysemodellen, der er beskrevet i kapitel 2 (kapitlet indeholder også en beskrivelse af en række andre metoder). Ad 7. Forslag til forbedringer Her beskrives forslag til miljømæssige forbedringer. Hvor de foregående 3.4

5 kortlægninger har vist at produkter eller materialer indeholder større eller mindre mængder af et uønsket stof, er det nærliggende at undersøge mulighederne for at substituere dette med et mindre miljøfarligt alternativ. Ad 8. Referencer Liste over referencer der er anvendt som grundlag for vurderinger. 3.5

6 3 Eksempel miljøvurdering af mekanisk kontra naturlig ventilation i børnehave I det efterfølgende beskrives de to løsninger, alternativ 1 mekanisk ventilation og alternativ 2 naturlig ventilation. Mekanisk ventilation alternativ 1 Alternativ 1- mekanisk ventilation, hvor det nødvendige luftskifte tilføres via et ventilationsanlæg med krydsvarmeveksler. Indblæsning foregår via diffusorer i loft, og udsugning via riste i bagvæg. Løsningen kræver energi til opvarmning af ventilationsluften (varme) og energi til drift af indblæsnings- og udsugnings ventilatorerne (el). En del (ca. 60 %) af energien i udsugningsluften overføres til indblæsningsluften i en krydsvarmeveksler. 3.6

7 Naturlig ventilation Alternativ 2 - naturlig ventilation. Friskluftstilførslen sker via ventiler placeret bag radiatorer ved facader. Friskluften passerer den bagerste sektion af radiatoren, og opvarmes derved således at trækgener minimeres. Udsugningen sker via en Askorsten@ i midten af bygningen. Drivtrykket etableres ved en kombination af termiske kræfter (sol/temperaturgradient) og vind. Fordelen ved denne løsning er at energiforbruget til ventilatoren spares, reduceret elforbrug. Energiforbruget til opvarmning af ventilationsluften bliver imidlertid højere, da det ikke er muligt at etablere varmegenvinding. 3.7

8 Miljøvurdering - opbygning og indhold Overordnet prioritering. Sfb xxx Byggesag:Børnehaven på Frederiksvej Sagsnr: Initialer: AFL\ Notat nr: Dato: Indledning - formål I forbindelse med opførelse af en ny børnehave på Frederiksvej i Århus, ønsker bygherren en miljø og økonomiske vurdering af to alternative ventilationsløsninger. De alternative løsninger er, dels en naturlig ventilation og dels traditionel mekanisk ventilation. 2. Sammendrag og konklusion Der er foretaget en miljøvurdering af 2 alternativer ventilationsprincipper. Med de givne forudsætninger, ligelig hensyn til økonomi og miljø, udføres ventilationen som naturlig ventilation. Løsningen har et højere brutto energiforbrug, og det vurderes at løsningen er mere kritisk i forhold til indeklima, specielt trækgener. Løsningen har omvendt en væsentlig bedre totaløkonomi over en 15 årig periode, som følge af lavere vedligeholdsomkostninger og lavere etableringsomkostninger En væsentlig usikkerhedsfaktor i denne beregning er de bygningsmæssige meromkostninger i forbindelse med etablering af naturlig ventilation, og det anbefales derfor at der foretages en beregning af disse meromkostninger. 3. Grundlaget for prioriteringen Grundlaget for vurderingen: $ Bygherrens overordnede miljøpolitik. $ Projektets prioriterede miljømålsætninger. $ Der skal foretages en totaløkonomi beregning for de alternative løsninger $ Miljøtiltag vurderes ud fra ligeligt hensyn mellem miljø og økonomi. Som kvantitativt evalueringsværktøj anvendes værdianalysemodellen, se kapitel Afgrænsninger og forudsætninger Værdianalysen baseres på en kombination af: $ Totalenergivurdering $ Totaløkonomi beregninger $ Kvalitative udsagn Løsningerne vurderes i forhold til målsætningerne for projektet: $ Energiforbrug $ Indeklima $ Forbrug af miljøfremmede stoffer - emissioner til luft, vand og jord. 3.8

9 Der er valgt følgende vægtning: $ 0.5 Energiforbrug $ 0.4 Indeklima $ 0.1 Forbrug af miljøfremmede stoffer Tilsvarende er der for de enkelte driftsfaser valgt følgende vægtning: $ 0.1 Råstofudvinding og opførelse $ 0.8 Driftsfasen $ 0.1 Nedrivning 5. Opgørelse - kortlægning af miljøpåvirkninger - økonomi Se vedlagte bilag 1 og Prioritering og vurdering Kvantitativ opgørelse Parameter Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 4 Alternativ 5 Årligt bruttoenergiforbrug kwh/år kwh/år 9039 kwh/år 7247 kwh/år Investering (forholdsvis for 15 år) kr/år kr/år kr/år kr/år Årlig driftsudgift incl vedligehold kr/år kr/år kr/år kr/år Totaløkonomi 15 år kr kr kr kr Kvalitetspoint miljø Resultat af værdianalyse, 1 er bedste alternativ, lige vægtning mellem økonomi og miljø. Beregninger se vedlagte bilag 1,2 og

10 Kvalitativ vurdering Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 4 Alternativ 5 Indeklima Filtrering af indtags luft er vanskelig på grund af de lave drivtryk. Filtrering af indtags luft er vanskelig på grund af de lave drivtryk. Krav til højere luftskifte? Kontroleret luftskifte på 3 h -1 Psykologiske forhold kan evt stille lavere krav til luftskifte. Trækgener? Vanskeligere at opretholde et konstant luftskifte på 3 h -1 Krav til højere luftskifte? Kontroleret luftskifte på 3 h -1 Psykologiske forhold kan evt stille lavere krav til luftskifte. Trækgener? Vanskeligere at opretholde et konstant luftskifte på 3 h -1 Muliggør billig natkøling i sommerperioder (ingen energiforbrug til ventilatorer) Muliggør billig natkøling i sommerperioder (ingen energiforbrug til ventilatorer) Energi Fremtidig forbedringer af vent. og veksler kan forbedre løsningen Fremtidig forbedringer af vent. og veksler kan forbedre løsningen Vurderingsparameter Vurderingsparameter Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 4 Alternativ 5 Forbrug af miljøfremme de stoffer - emissioner til luft, jord, vand Det skønnes at forbruget af miljøfremmede stoffer er er lidt større for alt. 1 og 4. Mængden er ikke opgjort Det skønnes at forbruget af miljøfremmede stoffer er er lidt større for alt. 1 og 4. Mængden er ikke opgjort Emissioner til luft følger brutto energiforbruget Det skønnes at forbruget af miljøfremmede stoffer er er lidt større for alt. 1 og 4. Mængden er ikke opgjort Det skønnes at forbruget af miljøfremmede stoffer er er lidt større for alt. 1 og 4. Mængden er ikke opgjort Emissioner til luft følger brutto energiforbruget Emissioner til luft følger brutto energiforbruget Emissioner til luft følger brutto energiforbruget 7. Forslag til forbedringer Den samlede bygningsmæssige merpris for etablering af naturlig ventilation bør beregnes mere præcist. Udviklingen i i energiforbruget til ventilatorer, og effektivitet på varmegenvindinger bør følges, dette kan forbedre miljøkvaliteten for den mekaniske løsning. Psykologiske forhold omkring reduceret luftskifte i forbindelse med anvendelse af naturlig ventilation bør undersøges. Det bør undersøges om den naturligt ventilerede løsning giver anledning til trækgener. Den mekanisk ventilerede løsning kan udføres som VAV-anlæg (variable luftmængde) 3.10

11 og CO 2 måling, dette kan forbedre miljøkvaliteten via et reduceret energiforbrug. 8. Referencer $ Projektmateriale fra firmaet TRI-Consult $ Samtaler med Per Sanfeld, firmaet TRI-Consult $ Cenergia, Teknisk og økonomisk udredning vedr. lavenergiløsninger i.f.m. renovering af ældre ejendomme. $ Energistyringshåndbogen. $ Bygningsreglementet - BR

12 Bilag 1. Totalenergiberegning - Mekanisk kontra naturlig ventilation i børnehave Alternativer Mekanisk 3 h-1 Naturlig 3 h-1 Mekanisk 3 h-1 Mekanisk 3 h-1 Naturlig 2 h-1 Mekanisk 3 h-1 Naturlig 3 h-1 veksler 0.6 ventilation Høj virkningsgr. Høj virkningsgr. Naturlig vent Ændrede virk- Ændrede virk- Varme 1.32 Varme 1.32 ventilat % veksler, 0.7 Varme 1.32 ningsgrader ningsgrader El 0.32 El 0.32 Varme 1.32 Varme 1.32 El 0.32 Varme 0.59 Varme 0.59 El 0.32 El 0.32 El 0.32 El 0.32 Energi netto Fjernvarme Kwh/år El Kwh/år Energi netto Kwh/år Energi brutto Kwh/år Emissioner CO 2 4,12 3,72 3,46 3,09 2,48 5,96 8,32 tons/år SO 2 25,34 22,86 21,29 19,00 15,24 36,65 51,13 kg/år NOx 8,68 7,83 7,29 6,51 5,22 12,55 17,51 kg/år Bemærkninger: $ Alternativ1 Mekanisk ventilation med et luftskifte på 3 h -1 og med 60 % virkningsgrad varmegenvinding. Omregning fra netto- til brutto energi med de anførte omregningsfaktorer, 1.32 og $ Alternativ 2 Naturlig ventilation med et luftskifte på 3 h -1. $ Alternativ 3 Konsekvensberegning af en højere virkningsgrad på ind- og udsugningventilatorerne. Den højere virkningsgrad reducere elforbruget. $ Alternativ 4 Konsekvensberegning af en højere, 70 %,virkningsgrad på varmegenvinding. Den højere 3.12

13 virkningsgrad reducerer fjernvarmeforbruget $ Alternativ 5 Konsekvensberegning af lavere luftskifte i forbindelse med naturlig ventilation. Det antages at luftskiftet kan reduceres til 2 h -1. $ Alternativ 6-7 Som 1 og 2 men omregning til bruttoenergi med ændrede virkningsgrader. Tallene gælder for bygning med egen kedel placeret i et område udenfor offentlig fjernvarmeforsyning. $ Forudsætninger for beregning fremgår af efterfølgende. 3.13

14 Forudsætninger for totalenergiberegninger. Beregninger: Alternativ 1 $ Bruttoenergi = 5740/ /0.32 $ CO2 emissioner = 12052*3.6*95/ Se emissionsdata i SBI 279. Forudsætninger: $ Luftmængder i henhold til BR 95, 3 h-1, 1350 m3/h $ Brugstid, , 5 dage i ugen $ Ventilationsluft opvarmet til 22 o C $ Ventileret areal netto, 180 m 2 (etageareal 204 m 2 ) $ Person belastning, 8 børn, 1 voksne pr. grupperum (i alt 5 grupperum) $ Energiforbrug beregnet på baggrund af varighedskurver, og indblæsningsluft opvarmet til 22 C. 3.14

15 Bilag 2. Totaløkonomi beregning - Mekanisk kontra naturlig ventilation i børnehave Alternativer Mekanisk 3 h-1 Naturlig 3 h-1 Mekanisk 3 h-1 Mekanisk 3 h-1 Naturlig 2 h-1 Mekanisk 3 h-1 Naturlig 3 h-1 veksler 0.6 ventilation Høj virkningsgr. Høj virkningsgr. Naturlig vent Ændrede virk- Ændrede virk- Varme 1.32 Varme 1.32 ventilat % veksler, 0.7 Varme 1.32 ningsgrader ningsgrader El 0.32 El 0.32 Varme 1.32 Varme 1.32 El 0.32 Varme 0.59 Varme 0.59 El 0.32 El 0.32 El 0.32 El 0.32 Anlæg Anlæg kr Genopretning kr Anlæg ialt kr Drift Varme kr/år El kr/år Energi ialt kr/år Vedligehold Drift ialt kr/år Totaløkonomi Anlæg kr Drift kr Ialt kr Bemærkninger $ Forudsætninger for beregninger fremgår af efterfølgende. 3.15

16 Forudsætninger El pris pr. kwh 1,28 kr/kwh - incl. moms $ Varme pris pr kwh 0,45 kr/kwh - incl. moms $ Beregningsperiode 15 år $ Kalkulationsrente - r 4 % Anlægsøkonomi - mekanisk ventilation - Aggregat + kanaler ,00 kr - Veksler ,00 kr - Elinstallation ,00 kr - Isolering ,00 kr - Automatik ,00 kr I alt excl. moms ,00 kr Ialt incl moms (afrundet) ,00 kr Anlægsøkonomi naturlig ventilation - Merforbrug bygninger ,00 kr - Automatik ,00 kr - Kanaler m.v ,00 kr - Spjæld ,00 kr Ialt excl. moms ,00 kr Ialt incl. moms (afrundet) ,00 kr Levetider $ Mekanisk vent 40 år $ Bygninger 80 år $ Natur vent 50 % 40 år $ Natur vent 50 % 80 år $ Investering mekanisk ventilation med levetid 40 år ,00 kr incl. moms $ Investering naturlig ventilation med levetid 40 år ,00 kr incl. moms $ Investering naturlig ventilation med levetid 80 år ,00 kr incl. moms Anlægspriser forholdsmæssige for beregningsperioden $ Investering mek. ventilation med levetid 40 år, 15/ ,00 kr incl. moms $ Investering natur. ventilation med levetid 40 år, 15/ ,00 kr incl.. moms $ Investering naturlig ventilation med levetid 80 år, 15/ ,00 kr incl.. moms Vedligehold $ Mekanisk vent 4,48 % af anlægssum $ Naturlig 2,43 % af anlægssum Beregning årlige vedligeholdsudgifter $ Aggregatpris * automatikpris * kanalpris * ,50 kr incl. moms (svarende til 4.48 % af samlet anlægspris) $ Pris bygns.d. * automatikpris * kanalpris * pris bevægelige dele * ,00 kr incl. moms (svarende til 2.43 % af samlet anlægspris) 3.16

17 Bilag 3 - Økonomi - miljø - vurdering Miljøpåvirkning Vægtning LCA-fase Vægtning Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 4 Alternativ 5 Karakter Kval. point Karakter Kval. point Karakter Kval. point Karakter Kval. point Energi 0,5 Opførelse 0,1 8 0,4 10 0,5 8 0,4 10 0,5 Drift 0, ,4 8 3, Afvikling 0,1 5 0,25 5 0,25 5 0,25 5 0,25 1 Indeklima 0,4 Drift 1 9 3,6 7 2,8 9 3,6 4 1,6 1 Forbr. milfrem. stof 0,1 Opførelse 0,1 6 0,06 6 0,06 6 0,06 6 0,06 Drift 0,8 6 0,48 8 0,64 6 0,48 8 0,64 Afvikling 0,1 6 0,06 8 0,08 6 0,06 8 0, Samlet kvalitetspoint miljø Kvalitetspoint økonomi 6,85 6,73 8,05 7,13 0 8,44 1,04 10 Bemærkninger $ Miljøkarakter er fastsat udfra en subjektiv vurdering $ Miljø kvalitetspoint beregnes som: $ Vægtning miljøpåvirkning x Vægtning LCA-fase x Karakter (eks. Energi: 0,5 x 0,1 x 8 = 0,4) $ Metoden er beskrevet i kapitel 2 $ Kvalitetspoint økonomi bestemmes som følger: $ Laveste pris 10 point, dyreste 0 point øvrige beregnes som: (Dyreste pris - alternativets pris) * 10 / (Dyreste pris - billigste pris) 3.17

18 K v a l i t e t p o i n t m i l j ø K v a l i t e t s p o i n t ø k o n o m i Virkemiddelanalyse metodeopbygning og eksempel Bilag 3. Værdianalysen - grafisk præsentation Prioritering mellem miljø og økonomi Alt mek. vent Alt nat. vent 4 Alt. 4 - mek. vent 2 Alt. 5 - nat. vent Vægtning af økonomi kvalitet Figuren viser den samlede miljø- og økonomikvalitet for forskellige vægtninger af henholdsvis miljø og økonomi. Kurven er konstrueret udfra beregningerne på de foregående sider. Figuren kan bruges til at bestemme Abedste løsning@ som funktion af vægtning mellem miljø- og økonomi kvalitet Som eksempel er bedste løsning ved 100 % vægtning af miljø, alternativ 4, se yderst til venstre på grafen. Omvendt er alternativ 5 bedste løsning ved 100 % vægtning af økonomi. Beslutningen om hvad der skal vægtes højest ligger hos bygherren, vælger han/hun udelukkende at fokusere på økonomi, og dermed se bort fra miljøpåvirkningerne energiforbrug, indeklima og forbrug af miljøfremmede stoffer - så skal han/hun vælge alternativ

19 K v a l i t e t p o i n t m i l j ø K v a l i t e t s p o i n t ø k o n o m i K v a l i t e t p o i n t m i l j ø K v a l i t e t s p o i n t ø k o n o m i Virkemiddelanalyse metodeopbygning og eksempel Resultatet er afhængig af den overordnede prioritering. I miljøvurderingens afsnit 4 - afgrænsninger og forudsætninger - blev der foretaget en vægtning mellem de prioriterede miljøpåvirkninger, se side 3.9. Denne vægtning dannede grundlag for beregningen af miljøkvaliteten. Vægtningen var: $ 0.5 Energiforbrug $ 0.4 Indeklima $ 0.1 Forbrug af miljøfremmede stoffer For af se betydningen af denne vægtning er der i det efterfølgende foretaget beregninger for to alternative vægtninger: $ Alternativ 1 - Energiforbrug 1.0 $ Alternativ 2 - Indeklima Prioritering mellem miljø og økonomi Maksimal prioritering af energiforbrug 8 6 Alt mek. vent Alt nat. vent 4 Alt. 4 - mek. vent 2 Alt. 5 - nat. vent Vægtning af økonomi kvalitet 10 Prioritering mellem miljø og økonomi Maksimal prioritering af indeklima 8 6 Alt mek. vent Alt nat. vent 4 Alt. 4 - mek. vent 2 Alt. 5 - nat. vent Vægtning af økonomi kvalitet 3.19

20 4 Disposition for Virkemiddelanalyse Miljøvurdering af: sfb. nr. Byggesag: Sagsnr: Initialer: Notat nr: Dato: 1. Indledning - formål 2. Sammendrag og konklusion 3. Grundlaget for miljøvurderingen 4. Afgrænsning og forudsætninger 5. Opgørelse - kortlægning af miljøpåvirkninger 6. Prioritering og vurdering 7. Forslag til forbedringer 8. Referencer 3.20