Bilag 5: Energiforhold - Lavenergiklasse 1 Notat NV009.B Viby J, 20-11-2009 rev. 11-12-2009 projekt nr. 100509-0002 ref. BOB/MHJE Side 1/8 Multimediehuset, Århus Energiforhold Lavenergiklasse 1 Indledning Resultaterne i dette notat er fremkommet ved løbende beregninger, fastlæggelse af forudsætninger samt dialog med bygherren og bygherrerådgiveren. Der har på tidligere bygningsmodeller været gennemført foreløbige beregninger, som har givet andre resultater end anført i dette notat. Disse foreløbige beregninger har været baggrund for dialog om, hvordan man har kunnet optimere bygningen energimæssigt. Hovedprincipperne for optimering af de energimæssige forhold er: - Fastholdelse af det arkitektoniske udtryk - Passive tiltag - Aktive tiltag Løsningen som er overvejet i forbindelse med lavenergiklasse 1 er et meget enkelt greb, der visuelt ikke påvirker husets arkitektur. Der har således været lagt vægt på en integreret løsning, hvor solcelleanlægget på husets tagflade kan placeres i tagfladens ydre periferi på en æstetisk tiltalende måde. Forudsætninger Nærværende notat og overslagsberegninger for energi er baseret på byggeprogram samt tilhørende økonomioverslag samt foreløbige tegninger fra 2009-09-18. Da energivurderingen er foretaget på et tidligt stade i projektforløbet er der indeholdt en passende margin i beregningerne, da der er en række usikkerheder på nuværende projektstade. Under de enkelte scenarier er der lagt en sikkerhedsmargin ind svarende til ca. 5 kwh/m² pr. år. Det skal gøres opmærksom på at bygningsreglementet (BR08) giver mulighed for tillæg til energirammen for eksempelvis forlænget brugstid, høj belysningsniveau mv. Disse tillæg er dog ikke mulige at taget til indtægt, når der arbejdes med bygninger i lavenergiklasse 1 og 2. C:\DOCUME~1\BOB\LOCALS~1\Temp\ActiveFile\100509-DISP_FORSLAG-203174-5.doc Som grundlag for fastlæggelse af energiklasse er beregningsprogrammet Be06 anvendt. Beregningsprogrammet Be06 er udviklet af Statens Byggeforskningsinstitut og anvendes når man skal eftervise, at en bygning opfylder energibestemmelser i Bygningsreglementet. Be06 beregningsmodul bygger på en række forsimplede beregningsforudsætninger samt administrativt vedtaget forudsætninger (herunder faktor 2,5 for el-forbrug). Dette medfører også at de energi-output som Be06 giver, hænger sammen med de forsimplede forudsætninger som ligger til grund for beregningsprogrammet. Dvs. at de beregnede energidata ikke nødvendigvis stemmer overens med det faktiske forbrug.
Side 2/8 Der er lavet beregning for en ny grundmodel som ligger til grund for de efterfølgende beregninger. Etageareal: Grundmodel: Opvarmet bruttoareal niveau 0, 1, 2 og 3 er opmålt til ca. 28.000 m². Brugstid: Brugstiden er sat til 50,0 timer/uge Konstruktioner/vinduesarealer: Ydervægge regnes isoleret med 300 mm isolering svarende til en U-værdi på 0,12 W/m²K. Tagkonstruktioner og gulve mod det fri regnes isoleret med 360 mm isolering, svarende til en U- værdi på 0,10 W/m²K. På niveau 1 og 2 er der punkttab i dækket for gennemgående søjler og derfor er U-værdien her lidt højere. Facaden regnes som 100 % glasfacade. Dog regnes arealerne ved etageadskillelserne som ydervæg med en U-værdi på 0,12 W/m²K (isoleringstykkelse 300 mm isolering). Der regnes med vinduer med en samlet U-værdi på 1,2 W/m²K og en g-værdi på 0,55. Solafskærmning: De små ovenlysvinduer på niv. 3 regnes uden solafskærmning. Niveau 0, 1, 2 og 3 regnes mod nord uden solafskærmning og resten af etagen med en indvendig solafskærmning med en solafskærmningsfaktor på 0,7. Desuden regnes de store ovenlysvinduer samt de hængende haver med indvendig solafskærmning med en solafskærmningsfaktor på 0,7. Udvendigt gitter på niv. 3 er medtaget som en reduceret glasandel (faktor 0,8). Ventilationsanlæg Som udgangspunkt regnes med unavngivet standardanlæg med varmegenvindingsgrad på 0,75 og et specifikt el-forbrug på 2,1 kj/m³. Der regnes med en luftmængde på 2,35 l/(s m²). Mekanisk køling Der anvendes havvand til køl. Derudover suppleres med traditionel mekanisk køling. Belysning Der regnes med kontinuert styret almen belysning med et effektniveau på 7 W/m². På niveau 0, 1 og 2 regnes med en dagslysfaktor på 0 og på niveau 3 regnes med en dagslysfaktor på 2. På niveau 3 regnes med arbejdsbelysning svarende til 1 W/m² og niveau 0, 1 og 2 regnes uden arbejdsbelysning. Brugstiden regnes for værende 100 % på alle etager. Brugsvand Be06 standardforudsætninger er anvendt. Varmekapacitet 110 Wh/k m² Infiltration BR08 krav er anvendt.
Side 3/8 Resultat - grundmodel Nedenfor er vist den opnåede energiramme svarende til byggeprogrammet med opdaterede tegninger. Grundmodel beregning (EL * 2,5) kwh/m2 5,3 Varmt brugsvand 100 90 80 70 60 50 Energiforbrug i forhold til energiramme 95 70 50 95 35,7 21,1 Varme Centralvarmeanlæg (EL) Varmt brugsvandsvand (EL) Ventilationsanlæg (EL) 40 30 20 Kedel/fjernvarme (EL) 10 0 Lavenergi klasse 2 Lavenergi klasse 1 Forbrug 1,5 Varmepumpe (EL) Solvarme (EL) Rumopvarmning (EL) Dec. Elvandvarmere (EL) Køling (EL) 8,7 22,6 Belysning (EL) Overtemperatur i rum Tiltag for opnåelse af lavenergiklasse 1 Jf. Bygningsreglementet (BR08) skal energirammen på 95 kwh/(m² år) + et arealtillæg på 2200 kwh/år divideret med det opvarmede etageareal som minimum overholdes. Herudover angiver bygningsreglementet ligeledes størrelsen for overholdelse af lavenergiramme 1 og 2. For Multimediehuset giver det følgende energirammer: : 95,1 kwh/(m² år) - (Bruttoareal) Lavenergiklasse 2: 70,1 kwh/(m² år) - (Bruttoareal) Lavenergiklasse 1: 50,0 kwh/(m² år) - (Bruttoareal) På de følgende sider er der opstillet forskellige tiltag for opnåelse af lavenergiklasse 1, herunder hvor stort et areal med solceller, der skal anvendes for at overholde lavenergiklasse 1. Ved hvert nyt tiltag er de foregående forudsætninger indeholdt. Da de enkelte tiltag i nogle tilfælde påvirker hinanden, kan effekten af et enkelt tiltag ikke vurderes isoleret.
Side 4/8 Tiltag Der regnes med følgende tiltag: Isolering: 400 mm i tag og isolerede dæk (udhæng på niveau 2 og 3 samt hele dækket på niveau 1) svarende til en U-værdi på 0,09 W/m²K. På niveau 1 og 2 er der punkttab i dækket for gennemgående søjler (kuldebro) og derfor er U-værdien her lidt højere. G-faktoren på vinduerne sænkes til 0,38. Der medtages dagslysfaktor på alle etager delt op i forhold til dagslysberegning: 0,0 Lukkede rum niv 0 samt niv -1 0,2 Niv 1 og 3 uden direkte sollys 0,5 Niv 2 uden direkte sollys 1,5 Udlejningsareal på niv. 0 2,0. Direkte sollys (med rum med direkte dagslys menes områder beliggende ud til facade og under ovenlys) Belysningen effektiviseres så effektniveauet kommer ned på 6 W/m² på de administrative områder og optionelle arealer på niveau 2 og 3 samt niveau 0. Der er medtaget følgende samtidighedsfaktorer for belysning: Adm/kontor: 0,8 Bibliotek/multimediehus (publikumsområde): 1 Niveau 0: 0,7 Belysningsniveauet sænkes til 100 lux på niveau 0. Ventilationens varmegenvindingsgrad optimeres til 0,80 og det specifikke el-forbrug til 1,8. Der regnes med solceller så lavenergiklasse 1 overholdes.
Side 5/8 Resultater Tiltag Samlet energibehov [kwh/(m²k)] (bruttoareal) Forskel i samlet energibehov i forhold til udgangspunkt [kwh/(m²k)] (bruttoareal) Grundmodel 95 - Forskel i samlet energibehov i forhold til udgangspunkt [%] Ekstra isolering niv 0-3 95 0 0,3% G-faktor 92 3 3,4% Effektivisering af ventilation 87 8 8,7% Belysning 77 19 19,5% Solceller - 3320 m² 45 50 52,6% Energiklasse iht. BR08 Lavenergiklasse 1 Grundmodel med tiltag 100 90 80 70 60 50 40 30 Energiforbrug i forhold til energiramme 95 70 50 45-31,5 beregning (EL * 2,5) kwh/m2 5,3 22,3 Varmt brugsvand Varme Centralvarmeanlæg (EL) Varmt brugsvandsvand (EL) Ventilationsanlæg (EL) Kedel/fjernvarme (EL) 20 10 0 Varmepumpe (EL) Lavenergi klasse 2 Lavenergi klasse 1 Forbrug 1,5 Solvarme (EL) Rumopvarmning (EL) Dec. Elvandvarmere (EL) Køling (EL) 18,2 Belysning (EL) 25,1 4,1 Overtemperatur i rum Solceller I energiberegningen tæller el med en faktor 2,5 og derfor er der fortrinsvist anvendt tiltag, som er med til at sænke dette forbrug. Der er store arealer som ikke har behov for en belysningsstyrke på 200 lux. På disse arealer er belysningsniveauet sænket til 100 lux. El-effekten bibeholdes på 7 W/m² på multimediearealet,da der er større krav til belysningen her. På de øvrige arealer sænkes el-effekten til 6 W/m². Den reducerede g-faktor og er med til at reducerer kølebehovet, som er en stor energifaktor om sommeren. Ventilationsaggregatets energiforbrug til lufttransport reduceres og varmegenvindingen optimeres så meget som det er muligt for et almindeligt aggregat.
Side 6/8 Arkitektfaglig vurdering af solcelleanlæg I forhold til solcelleanlæg på taget er placeringsmulighederne mange. Den estimerede solcellemængde der er foreslået lader sig nemt integrere i tagfladen. Det foreslås, at solcelleanlægget anbringes sammensvejst med tagbelægningen. Solcellerne skal leveres således at deres overflade skal være med lav reflektans. Der har været foretaget solstudier vedrørende reflektioner, disse viser at f.eks Europahuset har risiko for at blive udsat for spejling i begrænsede og korte tidsperioder i det tidlige forår og det sene efterår. Dette emne skal derfor fremadrettet afstemmes med Bygningsinspektoratet, men det ændrer ikke ved at tilsvarende situationer altid er til stede i en by, hvor omkransende huses vinduer reflekterer solen og i kortere perioder kan forekomme generende. Æstetisk set kan solcelleanlægget indpasses på en smuk måde, som ikke vil være dominerende, men derimod blive et integreret element i tagfladen. Solcelleanlægget placeres så det ikke placeres i skygge af eksempelvis trappetårne eller ovenlys, der ligger højere end selve tagfladen. Solcelleanlægget skal udformes med ganglinier på begge sider af anlægget for servicering og rengøring. Muligheden for at anbringe solcelleanlægget langs randen af husets periferi er en blandt mange, der skal vurderes når endeligt valg af energiklasse 1 samt valg af solcelleanlæg er truffet. Økonomi I nedenstående afsnit er den energimæssige besparelse i kr. og CO 2 beskrevet i forhold til en lavenergiklasse 1. Desuden er anlægsudgiften for energitiltagene angivet for en lavenergiklasse 1. De enkelte tiltag er pt. ikke endeligt arkitektonisk bearbejdet. Facadens energimæssige ydeevne og dermed også udgiften hertil vil være meget afhængig af facadens endelige udformning, samt antallet af åbninger. Følgende energipriser er anvendt: Fjernvarme 0,32 kr. pr kwh, ekskl. moms El 1,36 kr. pr kwh, ekskl. moms Kilde fjernvarme: Århus kommune 2009 Kilde el: NRGI - 2009 CO2 udledningen er beregnet med: Fjernvarme 138 g CO2/kWh El 468 g CO2/kWh Kilde fjernvarme: Århus kommune 2009 Kilde el: NRGI - 2009 For opnåelse af lavenergiklasse 1 vil der overslagsmæssigt være følgende udgifter.
Side 7/8 Håndværkerudgifter Klimaskærm kr. 600.000 600.000 Optimering af installationer kr. 8.500.000 Solceller kr. 14.000.000-16.600.000 Byggeplads og vejrlig kr. 2.700.000-3.000.000 Rådgiver honorar kr. 4.200.000-4.700.000 Uforudsete udgifter kr. 3.000.000-3.400.000 SUM ekskl. moms kr. 33.000.000-36.800.000 Ton CO 2 sparet pr. år ton 282 Kr. sparet pr. år kr. 830.000 Besparelser I kolonnen med sparet CO 2 og kr. er der taget hensyn til at energiforsyningen er henholdsvis el og fjernvarme. Den beregnede driftsbesparelse pr. år er en teoretisk udregnet besparelse ud fra Be06- beregningen. Tiltag Samlet energibehov [kwh/(m²år)] (bruttoareal) Summeret Energibesparelse [kwh/(m²år)] Grundmodel 95 - Ekstra isolering niv 0-3 95 0 G-faktor 92 3 Effektivisering af ventilation 87 8 Belysning 77 19 Solceller - 3320 m² 45 50 Investering pr. sparet Energiklasse iht. BR08 energiforbrug [Kr. pr. kwh/(m 2 år)] Investering håndværkerudgifter 2.000.000 600.000-0 550.000 2.600.000 600.000 5.900.000 Lavenergiklasse 1 550.000 14000000-16600000 Da effektiviseringen af vinduernes g-faktor ligger inden for hvad et standard vindue kan optimeres til, er der ingen ekstra omkostninger ved dette tiltag. Den ekstra isolering er bl.a. af hensyn til punkttab ved gennemgående betonsøjler i konstruktionen. ALECTIA A/S Bilag 1. Supplerende energiberegninger - alternativ
Side 8/8 Bilag 1, Supplerende energiberegninger - alternativ Indledning Nærværende bilag er lavet for at synliggøre, hvad diverse yderligere tiltag betyder for solcellearealets størrelse og hvor meget yderligere CO 2-udslip man kan spare. Forudsætninger Nærværende notat og overslagsberegninger for energi er baseret på forudsætningerne beskrevet i notat NV009. Resultater Til sammenligningsgrundlag er der lavet en række beregninger med forskellige andre tiltag, udover de samme tiltag som i NV009. Bedre isolerende vinduer: Grundmodellen med tiltagene i NV009. Desuden er der regnet med at de samlede vinduers U- værdi reduceres til 0,9 W/m² K. Ovenlysvinduer fastholdes på 1,2 W/m² K Tiltag Grundmodel Samlet energibehov [kwh/(m²år)] (bruttoareal) Summeret Energibesparelse [kwh/(m²år)] Grundmodel 95 - Ekstra isolering niv 0-3 95 0 G-faktor 92 3 Effektivisering af ventilation 87 8 Belysning 77 19 Yderligere tiltag Energiklasse iht. BR08 Investering pr. sparet energiforbrug [Kr. pr. kwh/(m 2 år)] Investering håndværkerudgifter 2.000.000 600.000-0 550.000 2.600.000 600.000 5.900.000 Bedre isolerende vinduer 74 21-5.200.000 Solceller 3070 m² 45 50 550.000 10400000-12500000 12700000-15100000 Håndværkerudgifter Klimaskærm / vinduer kr. 11.000.000-13.100.000 Optimering af installationer kr. 8.500.000 Solceller kr. 12.700.000-15.100.000 Byggeplads og vejrlig kr. 3.800.000-4.300.000 Rådgiver honorar kr. 5.900.000-6.700.000 Uforudsete udgifter kr. 4.200.000-4.800.000 SUM ekskl. moms kr. 46.100.000-52.500.000 Ton CO 2 sparet pr. år ton 277 Kr. sparet pr. år kr. 800.000