Notat Indeklimaforhold

Transkript

1 Notat Indeklimaforhold Storegade Haderslev Danmark T F CVR-nr Oplæg til teknisk forbedring Sct. Severin Skole, Haderslev 7. November 2012 Projekt: Til Fra : Haderslev Kommune, Kommunale Ejendomme : Grontmij Vedlagt : Bilag 1, bilag 2 og bilag 3 Kopi til : - 1 Resume Foreløbig konklusion Formål Præmis for arbejdsform og valg af løsninger Overordnet beskrivelse eksisterende anlæg Varmeanlæg Ventilation Opbygning Luftkvalitet Lofter Belysningsanlæg Vinduer og solafskærmning Overordnet beskrivelse af forslag til nye anlæg Varmeanlæg Ventilation Opbygning Arbejdstilsynets luftkvalitetskrav Lofter og belysning Vinduer og solafskærmning Vurdering af nødvendigt omfang af renoveringer med henblik på forbedring af indeklima Alternative løsninger der ikke er behandlet i ovenstående Handlingsplan Foreløbig tidsplan Logistiske udfordringer Anlægsøkonomi Energibesparelse... Error! Bookmark not defined. D M E mikevinge.madsen@grontmij.dk Oplæg teknisk renovering

2 Side 2 1 RESUME Baggrunden for dette notat er at Sct. Severin Skole har modtaget et ATpåbud om forbedring af indeklima i en række lokaler. Påbuddet er udstedt efter Arbejdstilsynets besøg på skole - senest d. 22. februar Grontmij har efterfølgende d. 22. maj 2012 i sin egenskab af autoriseret arbejdsmiljørådgiver afholdt et møde med skoleleder Erling Conradsen og serviceleder Hans Wagner. På mødet kom det frem, at de af arbejdstilsynet konstaterede problemer ikke begrænser sig til de lokaler som AT-påbuddet omhandler. Problemerne er således generelle i de fleste lokaler i de bygninger som er skraveret på nedenstående kort. Indeklimaproblemerne relaterer sig i primær grad til den installationstekniske løsning og dennes alder. Grontmij har den 5. juli 2012 afholdt møde med afdelingen Kommunale Ejendomme i Haderslev. Dette møde var foranlediget af at problemerne på Sct. Severin skole har vist sig at være omfattende. Det er umiddelbart konkluderet at en fremtidssikret løsning kræver væsentlige fornyelser og ændringer af tekniske installationer. Samtidig er der behov for at se på, hvordan årsagerne til indeklimaproblemerne kan reduceres, hvilket kan indebære at der skal ske væsentlige fornyelser af belysning, lofter og solafskærmning. De tekniske installationer er endvidere helt utidssvarende i forhold til styring, regulering og energiforbrug, hvorfor det forventes at der kan være store energibesparelser at opnå samtidig med at indeklimaproblemerne på skole løses. Oversigt med angivelse af ca. grundareal: 2 FORELØBIG KONKLUSION De eksterne belastninger i form af solpåvirkning er voldsomme og betyder store udsving i det termiske indeklima. Forholdene bør forbedres med effektiv solafskærmning.

3 Side Formål De interne varmebelastninger fra belysningen er store og belysningen bør udskiftes, hvorved der opnås bedre indeklima og stor energibesparelse. De interne forureningsbelastninger fra støv over lofter og i induktionskabinetter vurderes at være medvirkende til at luften er tung og støvet, hvilket giver tørre øjne og slimhinder. Lofter og induktionskabinetter bør udskiftes til nye lofter og induktionskabinetter konverteres til radiatorer. Ventilationsanlægget er efter den nuværende brug og efter arbejdstilsynets krav helt utilstrækkelig. Endvidere er ventilationsanlæggets opbygning og virkemåde meget energikrævende. Der bør etableres nye ventilationsanlæg og eksisterende nyere ventilationsanlæg bør forbedres. Det vurderes at mulighederne for at opnå gode indeklimaforhold via tekniske anlæg er mulige uden væsentlige ændringer i bygningskonstruktioner. Eltavler og elforsyning til de berørte klasselokaler bør udskiftes på grund af nedslidning/alder og meget uhensigtsmæssigt udført elinstallation over lofter. Formålet med dette notat er på et overordnet niveau at finde frem til en mulig løsning af de indeklimamæssige problemer for repræsentative udvalgte lokaler på skolen. Da lokalerne har forskellige fysiske rammer og muligheder for etablering af nye tekniske løsninger skal dette notat beskrive, en mulig løsning for nye anlæg. Notatet har endvidere til formål at danne grundlag for udarbejdelse af overslag på anlægsøkonomi, indeklimaforbedringer og energibesparelser i relation til etablering af nye løsninger. 2.2 Præmis for arbejdsform og valg af løsninger Arbejdstilsynet har stillet krav om brug af Autoriseret arbejdsmiljørådgiver. I denne funktion skal Grontmij varetage at sikre at påbudet bliver løst med et helhedspræget overblik. Grontmij har til opgave at holde arbejdsmiljøorganisationen orienteret og inddraget i forløbet omkring løsning af AT-påbuddet. Endvidere er der fremsat ønsker fra både skolens ledelse og fra kommunale ejendomme om, at der ikke laves såkaldte lappeløsninger. Lappeløsninger vil i overskuelig fremtid vil være uhensigtsmæssige at holde i drift, da der er enighed om at disse er dyre at servicere og vedligeholde. Ønsket er at der arbejdes med gennemtænkte og centrale løsninger som dog er afpasset i størrelse og funktion på baggrund af de eksisterende fysiske rammer.

4 Side Overordnet beskrivelse eksisterende anlæg 3.2 Varmeanlæg 3.3 Ventilation Opbygning Primæropvarmningen i lokalerne som har problemer med indeklimaet udgøres af såkaldte induktionsvarmekabinetter placeret under vinduer. Kabinetterne virker ved at en mindre mængde friskluft opblandes med en større mængde rumluft(recirkulation) og opvarmes, før den indblæses. Opblanding og opvarmning sker i induktionskabinettets varmeflader som forsynes fra centralvarmeanlægget. Der er konstateret følgende problemer med Induktionsvarmekabinetterne: Rengøring er ikke mulig/meget ressourcekrævende, der ophobes støv i såvel varmeflader, kabinetter og kanaler. Støvet forurener indeklimaet. Der kan ikke opnås tilstrækkelig regulering af varmeydelsen, da anlæggene er for indbyrdes afhængige af centralventilationsaggregatet. Varmeanlægget kræver at ventilationsanlægget er i drift, hvilket er særdeles uøkonomisk. Der kan ikke etableres lokal opvarmning uden at hele systemet startes, hvilket ligeledes er en meget uøkonomisk driftsform. Der er mange små blandekredse som ikke kan reguleres tilstrækkeligt til at indeklima og energiøkonomi kan tilgodeses. Størstedelen af det eksisterende ventilationssystem er opbygget som separate indblæsnings og udsugningsanlæg, hvor et centralt indblæsningsaggregat er placeret i kælder og udsugninganlæggene er placeret på tag/ i tagrum. Anlægget er helt uden varmegenvinding. Det vurderes ikke muligt at etablerer en effektiv varmegenvinding med den nuværende opbygning. Indblæsning sker primært gennem induktionskabinetter med relativt små luftmængder pr. klasse. Udsugning sker via centrale ventilatorer med afkast på tag. Udsugningssystemet er nogle steder udformet uden ventilationsarmaturer. Luften udsuges i hulrummet over de nedhængte lofter. Der er konstateret følgende problemer med ventilationssystemet(gæder ikke ny tilbygning): Luftskiftet er for lille til at opretholde et acceptabelt indeklima både atmosfærisk og termisk. Energiforbruget til ventilationen er meget højt pga. en utidssvarende opbygning uden varmegenvinding samtidig med at energiforbruget er højt pga. store energitab i ventilatorer og kanaler. Anlægget skal køre for at varmeanlægget fungerer. Hele anlægget skal køre selvom kun få rum er i brug. Det er ikke muligt at forøge luftskiftet på nuværende anlæg pga. små kanaldimensioner. Ingen varmegenvinding og ingen mulighed for at etablerer effektiv varmegenvinding.

5 Side Luftkvalitet 3.4 Lofter I den nyere tilbygning i 2 etager, som ligger i forlængelse af 78-fløjen er der etableret to separate CAV anlæg med varmegenvinding som betjener hver sin etage. Servicelederen oplyser at der er store problemer med at regulerer indeklimaet, da ydelsen ikke matcher den meget varierende personbelastning. Luftmængderne udgør overslagsmæssigt ca % af nuværende krav i bygningsreglementet. Dette luftskifte vil for en normalklasse på 28 elever og 1 lærer have en CO2 ligevægt ved ca PPM, hvilket er langt over arbejdstilsynets krav på 1000 PPM. Luften må derfor forventes at være meget tung i klasserne især på dage, hvor der ikke kan luftes ud konstant via vinduer. Skolen har i undervisningslokalerne nedhængte stålkassettelofter. Servicelederen fortæller at lofterne og elinstallationen er konstrueret, så der kan opstå overgang så lofter kan bliver spændingsførende. Dette skyldes at elinstallationen nogle steder ligger direkte oven på lofternes skarpe kanter. Dette forhold er nogle steder udbedret ved interimistisk ophængning af kabler omfang ukendt. Endvidere har der over årtier ophobet sig betragtelige mængder af støv og skidt oven på loftskassetternes profiler som følge af at udsugningen trækker støv op over lofterne. Se bilag vedr. gennem gang af elinstallation, bilag Belysningsanlæg Undervisningsrummene er udstyret med gamle ineffektive belysningsarmaturer. Belysningsanlæggene er uden styring. Det vurderes at belysningsanlæggene er en væsentlig medvirkende årsag til at lokalerne overophedes, da en stor del af energien bliver omsat til spildvarme, da armaturenes konstruktion er meget ringe sammenlignet med moderne armaturer. Det vurderes at energiforbruget til belysningen er % større end for et moderne anlæg med behovsstyring og effektive armaturer, det samme gælder for spildvarmeafgivelsen til rummene. Der er konstateret følgende problemer med belysningsanlægget: Anlægget trækker pga. slidtage mere strøm, hvilket betyder at sikringsgrupper er overbelastede. Anlægget kan ikke nedreguleres, hvilket giver for stort energiforbrug og stor varmebelastning i rummene. Lysstofrør har ikke tilstrækkelig levetid, da den nominelle spænding er blevet hævet siden armaturenes konstruktion, dette betyder kort levetid og forøget ressourceforbrug til udskiftning af rør.

6 Side Vinduer og solafskærmning Eksisterende vinduer er 2-lags ruder i forskellige ramme/karm konstruktioner. Der er generelt forsøgt med forskellige typer af solafskærmning som har styrker og svagheder, hver især. Der er konstateret følgende problemer med solafskærmningen: Den udhængsbaseret solafskærmning tager meget lys fra lokalerne og er ikke effektiv mod lavtstående sol. Indvendig solfilm tager meget lys og er løbende udsat for pilfingre. I praksis bliver solfilmet revet i stykker. Endvidere er denne type solafskærmning med til at øge bygningens energiforbrug til opvarmning da vinduernes energibalance bliver markant forringet. 4.1 Overordnet beskrivelse af forslag til nye anlæg 4.2 Varmeanlæg 4.3 Ventilation Opbygning Eksisterende induktionskabinetter demonteres. Der etableres radiatoranlæg ved udbredt genbrug af eksisterende forsyninger fra induktionskabinetter. Genbrug af eksisterende forsyninger forudsætter at røranlægget er i tilstrækkeligt god stand. Der etableres individuel rumstyring på varmeanlægget som opkobles på CTS. Det vurderes at der kan opnås en væsentlig energibesparelse ved individuel rumstyring af varmen. Skolen har i andre rum i den ældre del af skolen, hvor varmen er blevet CTS styret konstateret store energibesparelser. Det vurderes at radiatoranlæg med rumstyring via CTS vil kunne bruges på hele skolen, som et simpelt og velafprøvet system med maksimal reguleringsmulighed og energibesparelse. Sammen med etablering af radiatoropvarmning reduceres og ombygges antallet af blandekredse så der opnås nem kontrol med fremløbstemperaturen i afhængighed af udetemperaturen. Eksisterende ventilationsanlæg udført som indblæsnings- og udsugningsaggregater uden varmegenvinding nedlægges incl. al kanalføring. Der etableres 3 nye anlæg med modstrømsveksler/rotorveksler med betjeningsområde som vist på Bilag 1. Anlæggene opbygges som konstanttrykstyrede anlæg med VAV-zoner på rumniveau. Luftmængde reguleres efter CO2 og temperatur i hvert enkelt rum. Opdelingen på Bilag 1, tilgodeser god udnyttelse af samtidighedsfaktorer og minimal risiko for problemer med føringsveje. 2 af aggregaterne placeres i nuværende kælder og eksisterende føringsveje genbruges. Sikring mod brand- og røgspredning aftales med bygningsmyndighederne. Indblæsning bør fordeles via loft enten via traditionelle armaturer med trykfordelingsbokse eller via kombineret akustik- og ventilationsloft. Det vurderes at fortrængningsventilation er udelukket, da indflydelsen på rumindretningen vil være meget uhensigtsmæssig. Dog kan fortrængningsventilation måske være en mulighed i skolekøkkenet og enkelte fællesrum.

7 Side 7 Udsugning skal udføres med armaturer og trykfordelingsbokse. Alle nye ventilationsanlæg tilsluttes eksisterende CTS anlæg for fuld overvågning og regulering. I den nyere tilbygning bør ventilationsanlæggene ombygges til behovsstyring, hvilket vurderes muligt uden nævneværdige ændringer af kanalsystemerne. Luftmængde reguleres efter CO2 og temperatur i hvert enkelt rum Arbejdstilsynets luftkvalitetskrav Arbejdstilsynet vejledning A.1.2 til indeklima på arbejdspladsen anvendes som overordnet standard. Under pkt. 3.1 i A.1.2 beskrives at luftskiftet i et lokale afhænger af forureningens art og mængde. Når den primære belastning er fra personer skal luftskiftet afpasses således at der opnås en ligevægtskoncentration i luftens CO2 indhold på 1000 ppm. Det vurderes at lokalerne på Sct. Severin Skole er så hårdt belastede at det ikke er tilstrækkeligt at se på personernes belastning på lokalerne, øvrige belastninger som påvirker luftkvaliteten i det normale brugsmønster bør inddrages i et skønnet omfang. Forhold som overtøj, sko, gardiner, inventar, computere og projektorer vil være medvirkende til at indeklimaet forringes. For at opfylde Arbejdstilsynets luftkvalitetskrav i en normalklasse skal der ventileres med min m³/h svarende til et luftskifte på ca. 4,7 gange pr. time. Dette luftskifte bør være højere, hvis der er andre væsentlige forureningskilder end personer. Den nuværende ventilation svare til et luftskifte på ca. 2,4 gange pr. time og er derfor utilstrækkelig. 4.4 Lofter og belysning Det vil formentligt ikke være muligt at etablerer en fornuftig central ventilationsløsning uden fuldstændig demontering af lofter. I forbindelse med løsning af AT-påbuddet bør der træffes beslutning om udskiftning af lofter som indeholder et faremoment både ved brand, hvor støvophobning kan antændes og samtidig fordi at elinstallationen giver risiko for overgang. Endvidere kan lofterne pga. ophobningen af gammelt skidt være medvirkende til at fremkalde SBS symptomer(sick Building Syndrome). Belysningen som er medvirkende årsag til problemer med det termiske indeklima bør udskiftes. Et nyt loft kan etableres som et traditionelt akustikloft eller evt. som et ventilationsloft, der betyder at armaturer til indblæsning og kanalføring til indblæsning kan spares. Nyt belysningsanlæg bør installeres delt i 2 eller 3 zoner pr. lokale som er dagslysstyret med kontinuert regulering samt bevægelsesmeldere som slukker belysningen når lokalerne forlades. Eltavler og elforsyning til de berørte klasselokaler bør udskiftes på grund af nedslidning/alder og meget uhensigtsmæssigt udført elinstallation over lofter, Se bilag 2.

8 Side Vinduer og solafskærmning Større vinduesarealer mod øst, syd og vest bør forsynes med udvendig bevægelig solafskærmning, som giver det bedste samspil mellem regulering af indeklima og energiforbrug. Da mange af lokalerne er udsatte for ekstreme solpåvirkninger pga. store glasarealer er effektiv solafskærmning en absolut nødvendig forudsætning for forbedring af indeklimaet. Solafskærmningen kan udføres som udvendige persienner, som har en god effekt som solafskærmning på alle tider af året. Persienner tillader ofte godt udsyn til omgivelserne selv med maksimal afskærmning. Et alternativ til udvendig solafskærmning kan være udskiftning af ruder til nye energiruder med indlagt Microshades. Microshades er en højteknologisk løsning, som så at sige giver samme effekt som et udhæng(anvendes mod syd) eller lodretstående lameller(anvendes mod øst og vest). Der indgår ingen mekanik/regulering i microshades. Microshades virker dog ikke mod lavtstående sol. Det vurderes at microshade vil være særligt velegnede på i stueetagen ind mod skolegården, hvor belastningen fra leg mv. kan være relativt høj. Det bør vurderes om eksisterende vinduer har tilstrækkelig restlevetid til at der kan påbygges enten udvendig solafskærmning eller isættes nye ruder. 4.6 Vurdering af nødvendigt omfang af renoveringer med henblik på forbedring af indeklima Det er vurderet at det nødvendige omfang af tiltag for at opnå et fremtidssikret indeklima ikke lader sig begrænse til et eller færre af de ovenfor beskrevne tiltag. Herunder oplistes i kort form konsekvenserne af at udelade tiltag: Varmeanlæg Udeladelse af konvertering af varmeanlægget vil betyde at der ikke kan opnås kontrol med temperaturen. Problemet er i dag stort. Konverteres varmeanlægget ikke skal den eksisterende ventilationsform bevares. Lofter Udeladelse af udskiftning af lofter betyder at nuværende ophobninger af årtiers støv og skidt fortsat vil ligge oven på lofterne og forurene lokalenerne med diverse allergener og lugte. Belysning Udeladelse af etablering af ny belysning vil betyde at overophedning af rummene fortsat vil være udtalt i lange perioder, da den effekt der afsættes i rumme er unødvendigt stor. For varme lokaler går ud over koncentrationsevnen og dermed indlæringen. Udvendig solafskærmning Udeladelse af udvendig solafskærmning, vil betyde at skolen fortsat vil være udsat for voldsom overophedning af lokaler pga. direkte solpåvirkning. Pga. meget store glasarealer er problemer med overophedning ikke begrænset til sommerperioden. Det vurderes at overophedning pga. solvarmetilførsel vil være et problem i perioden marts-oktober. Ventilationsanlæg Udeladelse af etablering af nyt ventilationsanlæg, der kan fortynde forureningsbelastningerne vil medføre luft der opleves som tung, varm og trykkende med et CO2 indhold, som ligger langt over nuværende krav til indeklima i skoler.

9 Side Alternative løsninger der ikke er behandlet i ovenstående. I det ovenfor beskrevne er der arbejdet ud fra en forudsætning om at der ved en renovering etableres flere centrale ventilationsanlæg med et betjeningsområde, der omfatter flere lokaler. Denne forudsætning er baseret på nedenstående vurdering af alternative løsningers fordele og ulemper set i forhold til lokalerne på Sct. Severin skole: Decentrale ventilationsaggregater også kendt som Airmaster-løsning baseres på opsætning af selvstændige ventilationsaggregater i hvert lokale ofte 2 aggregater pr. lokale af hensyn til luftfordeling, luftmængde og størrelse. Fordele: Begrænset indgreb med kort udførelsesperiode. Energieffektive. Ulemper: Mange anlæg der skal serviceres og vedligeholdes erfaringer viser at omkostningerne bliver store. Ikke billigere end centralt aggregat, når der samtidigt er behov for udskiftning af lofter og demontering af gamle anlæg. Anlæggene hænger nede i rummene er udsatte for pilfingre. Anlæggene kræver adgang til tag eller ydervæg af hensyn til montering af riste for indtag og afkast alternativt skal der afblændes vinduer. Ikke muligt for at udnytte samtidighedsfaktorer på brug af lokaler til reduktion af anlægsudgifterne. Konklusion decentrale aggregater: Gode muligheder for at etablerer centrale aggregater når der samtidigt sker udskiftning af lofter og belysning betyder at decentrale aggregater vurderes at være en uhensigtsmæssig løsning på Sct. Severin Skole. Løsningens kvalitet i forhold til luftfordeling og serviceomkostninger vurderes at være markant ringere end ved etablering af centrale aggregater. Naturlig ventilation fungerer som navnet antyder ved brug af naturlige drivkræfter som vind og termisk opdrift(skorstenseffekt). Naturlig ventilation kræver store regulerbare åbninger i facade og ofte i kombination skorsten/aftræk i tag. Fordele: Kan være billigere at etablere end mekanisk ventilation. Kan være billigere at drive end mekanisk ventilation, hvis der oftest er spildvarme, der skal bortventileres. Ulemper: Fungerer ikke i dybe rum som ensidet løsning. Fungerer ikke ved store belastninger. Forøget risiko for træk om vinteren. Fungerer ikke godt om sommeren for bygninger der ligger i læ. Konklusion naturlig ventilation: Det vurderes at forholdene på Sct. Severin Skole er ugunstige i forhold til at etablerer et velfungerende naturligt ventilationssystem. Dybe lokaler, store belastninger, primært mulighed for ensidet ventilation og bygninger der ligger i læ er hovedårsagerne til at naturlig ventilation bør fravælges.

10 Side Handlingsplan Afholdelse af obligatorisk møde med Arbejdsmiljørepræsentant Birthe Christensen berammet til 29. august Undersøgelse af elinstallationen kan noget bevares? Er den lovlig? Kan den repareres og serviceres? Kan den forbedres med f.eks. spændingsregulering? Undersøgelse af vinduer tilstand kan det forsvares at bruge ressourcer på opgradering af eksisterende vinduer? Møde med brandmyndigheder krav til sikring af nye ventilationsanlæg. Udarbejdelse af indeklimasimulering for 3-4 lokaler til præcisering af nødvendigt omfang af tiltag. Undersøgelse af føringsveje er der plads nok? Særlige udfordringer? Undersøgelse af varmeinstallation overblik over nødvendige ombygninger/ændringer ved konvertering af varmekilder. Undersøgelse af tagkonstruktion/tagdækning/isolering kan der opstilles ventilation på taget? Undersøgelse af omfanget af følgearbejder ved konvertering fra induktionsvarmekabinetter til radiatoranlæg. Undersøgelse af følgearbejder ved udskiftning af lofter. Udarbejdelse af overslagsøkonomi på anlægsudgifter. Udarbejdelse af overslag over årlige energibesparelser. Udarbejdelse af oplæg til plan for udførelse logistik i forhold til skolens virke. Udarbejdelse af funktionsudbud på udskiftning af ventilationsanlæg, varme, solafskærmning, belysning og lofter. Afholdelse af licitation. Tilbagemelding til Arbejdstilsynet Ansøgning om fristforlængelse i forbindelse AT-påbud. 5.2 Foreløbig tidsplan September Udarbejdelse af overslagsøkonomi og beregning af fremtidige energibesparelser. Efterår 2012 Beslutning om gennemførelse af projekt samt økonomisk disponering. Efterår/vinter 2012 Udarbejdelse af foreløbig projektbeskrivelse December 2012 Ansøgning om fristforlængelse frem til årsskiftet 2013/2014 (vedlægges projektbeskrivelse og udførelsestidsplan.) Første kvartal Udarbejdelse af projektbeskrivelse og udbudsmateriale. April 2013 Licitation.

11 Side 11 Maj-juni 2013 Entreprenørens projekteringsperiode. Skoleferien 2013 oktober 2013: Udførelsesperiode. November 2013 Tilbagemelding om til Arbejdstilsynet. 5.3 Logistiske udfordringer Det vurderes at den udførelsesmæssige del af projektet ikke kan begrænses til skolens sommerferie. Dette betyder at det vil være nødvendigt at gennemføre en grundig planlægning for at sikre at skolen generes mindst muligt under den del af udførelsen som ikke kan holdes inden for sommerferien. Det vurderes muligt at færdiggøre indvendig arbejder i de klasselokaler der dagligt bruges i selve sommerferien. Faglokaler, fælleslokaler og installationer i kældre mv. vurderes at skulle udføres i perioden umiddelbart efter sommerferien i tæt samarbejde med skolen. 6.1 Anlægsøkonomi Se bilag 3 for opstilling.