Danvak Dagen 10 april 2019 Undersøgelse af energiforbrug til bygningsautomatik 1
Hvem er vi? Christian Nicolai Nielsen og Christoffer Haug Brinch 2015-2018 Bachelor byggeteknologi DTU Forår 2018 Bachelorprojekt 2018-2020 Kandidat byggeteknologi DTU Interesse for bygningsenergi- og installationer 2
Hvordan opstod projektet? Indledende spørgsmål Bruger automatikken mere strøm end den sparer? Bruger automatikken så lidt strøm at det kan ses bort fra? Bruger automatikken mere strøm end forventet ud fra dens datablade? 3
Udenlandske studier Kun ét studie (Schweiz) har undersøgt energiforbrug til bygningsautomatik 6 Kontorer på henholdsvis 1935 m² 120.000 m² 1200 m² Estimeret brugsmønster af bygningen Automatik komponenter testet i laboratorie Bygningerne bruger ca. 4.5-6.0 kwh/m² inkl. automatisk solafskærmning Elforbrug kwh/m² år 5 4 3 2 1 0 1 2 4 Rumautomatik Primærside automatik P. Kräuchi med flere. Electricity consumption of building automation. I: Energy Procedia 122 (2017), sider 295 300. issn: 1876-6102. url: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.325. 4
Bygning 409 Bruttoareal: 2498 m² Færdig i marts 2016 10. april 2019 DTU Byg 6
Stue 1. sal Rumautomatik Primærautomatik 7
Dataindsamling Automatik & Ventilation Aflæs elmåler Korriger for årsvariationer Belysning Estimer elforbrug med DS/EN 15193-1:2017 LENI kwh/m² pr. år Arbejdsstationer Estimer elforbrug med stikprøvemålinger Apparater Estimer elforbrug med datablade og styklister 8
CTS-tavle Primær automatik Moduler Strømforsyning til controller Strømfordeler, stikkontakt og controller Smartlink til PowerTags, kontaktor og transformer Overspændingsbeskyttelse, PowerTags på automatsikringer og RJ45 internet stik 9
Transformer Arbejder ved meget lav belastning (6-15%) Resulterende virkningsgrad på 33-65% 90 89 Effektivitet % 88 87 86 85 10 30 50 70 90 Belastning % 10
Brugsmønstre Termoaktuatorer er mere aktive end spjældmotorer Termoaktuatorer er mindre aktive på 1. sal 40% 35% Andel af tid tændt 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 001 003 003 008 010 017 018 021 024 025 029 030 030 033 045 046 054 055 Termoaktuator 101 101 117 118 119 120 121 123 124 128 129 129 927A 928A Spjældmotor 11
Resultater Teoretisk forbrug sammenlignet med faktiske målinger God overensstemmelse Effekt W 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 09-04-2018 10-04-2018 11-04-2018 12-04-2018 13-04-2018 14-04-2018 15-04-2018 16-04-2018 Tidspunkt Teoretisk elforbrug Målt elforbrug 12
Total CTS elforbrug for et år Forventet forbrug 1 år: 0,57 kwh/m² Faktisk forbrug 1 år: 0,62 kwh/m² 300 250 Eleffekt for automatik W 200 150 100 50 0 03-2018 04-2018 05-2018 06-2018 07-2018 08-2018 09-2018 10-2018 11-2018 12-2018 01-2019 02-2019 03-2019 13
Total elforbrug til CTS automatik for 1 år 0,62 kwh/m² (CTS) + 0,26 kwh/m² (PIR sensorer) + 0,56 kwh/m² (belysningsautomatik) = 1,44 kwh/m² + X kwh/m² til vinduesstyring Svarende til 3,2% af bygningens samlede elforbrug 14
Resultater Elforbrug til komponenter Belysningsaut. Transformer Moduler Automatsikringer Controller PIR sensorer Termoaktuatorer Spjældmotorer Skærme Rumfølere Brandspjæld Ventilmotorer Primær automatik Rumautomatik 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Elforbrug kwh pr. år 15
Resultater Forskellige elforbrug I bygningen Apparater 7,0 Arbejdsstationer 5,5 30,2 % 29,6 % Automatik Belysning 1,4 6,7 40,2 % Ventilation 8,9 Ukendt 12,8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Elforbrug kwh/m² pr. år Ukendt Bygningen Ventilation Brugere Apparater 16
Sammenligning med andre studier Bygning 409 har ingen automatisk solafskærmning Vinduesstyring i bygning 409 er ikke medregnet Elforbrug kwh/m² år 6 5 4 3 2 1 0 1* 2* 4* B409 Rumautomatik Primærside automatik *P. Kräuchi med flere. Electricity consumption of building automation. I: Energy Procedia 122 (2017), sider 295 300. issn: 1876-6102. url: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.325. 17
Energiramme De fleste spjældmotorer og termoaktuatorer er i kontorer og møderum (82%) 62% af PIR sensorer er i kontorer og møderum Et stigende problem Bygningsautomatik samlet eller fordelt ud på andre elforbrug? 2015 Brutto Kontor og møderum Areal, m² 2498 m² 967 m² Energiramme *, kwh/m² pr. år 41,4 42,0 Automatik elforbrug x2,5 *, kwh/m² pr. år 3,6 9,3 Procent af energiramme 8,7% 22,1% 2020 Brutto Kontor og møderum Energiramme *, kwh/m² pr. år 25,0 25,0 Automatik elforbrug x1,8 *, kwh/m² pr. år 2,6 6,7 Procent af energiramme 10,4% 26,8% *Søren Aggerholm og Karl Grau. SBi Anvisning 213: Bygningers energibehov, Beregningsvejledning. 2016 18
Diskussion Belysningsautomatik er ikke målt på CTS forbrug er målt direkte Vinduesstyring er ikke medregnet og bygningen havde ingen automatisk solafskærmning Undersøgelsen er en stikprøve måling og repræsenterer ikke nødvendigvis kontorbygninger generelt Vi bør være opmærksomme på automatikkens elforbrug i fremtiden 19
Undersøgelse af energiforbrug til bygningsautomatik Spørgsmål 20
Kontakt Christian Nicolai Nielsen s153772@student.dtu.dk Christoffer Haug Brinch s145204@student.dtu.dk 21