Technical ReportPDF Available

Energieffektive barnehager -målformuleringer, strategier og lønnsomhetsberegninger

Authors:

Abstract and Figures

Trondheim kommune ønsker å bygge framtidsrettede barnehager, også med tanke på energibruk og miljøbelastning. I et samarbeid mellom Trondheim eiendom og SINTEF avdeling Arkitektur og byggteknikk er målet å bidra til å bygge opp kompetanse på hvordan barnehager bør møte framtidas energi- og miljøkrav. Husbanken har bidratt til finansiering av arbeidet. Iladalen barnehage, som er under planlegging, har vært utgangspunkt for diskusjoner rundt mulige energieffektive løsninger. Rapporten inneholder anbefalinger til målformuleringer og strategier for miljøvennlig design samt energi- og lønnsomhetsberegninger av alternative løsninger. Videre inneholder rapporten kravspesifikasjoner til utvalgte inneklima-parametere, som påvirker energibruk, og anbefalinger til prosjektoppfølging og etterprøving.
Content may be subject to copyright.
STF22 A04523
RAPPORT
Energieffektive barnehager
– Målformuleringer, strategier og
lønnsomhetsberegninger
Inger Andresen, Karin Buvik, Tor H. Dokka, Barbara Matusiak
og Marit Thyholt
www.sintef.no
SINTEF Teknologi og samfunn
Arkitektur og byggteknikk
Januar 2005
SINTEF RAPPORT
TITTEL
Energieffektive barnehager
Målformuleringer, strategier og
lønnsomhetsberegninger
FORFATTER(E)
Inger Andresen, Karin Buvik, Tor Helge Dokka, Barbara Matusiak
og Marit Thyholt
OPPDRAGSGIVER(E)
SINTEF Teknologi og samfunn
Arkitektur og byggteknikk
Postadresse: 7465 Trondheim
Besøksadresse: Alfred Getz vei 3
Telefon: 40 00 67 23
Telefaks: 73 59 82 85
Foretaksregisteret: NO 948 007 029 MVA
Trondheim kommune
RAPPORTNR. GRADERING OPPDRAGSGIVERS REF.
STF22 A04523 Åpen Stein Ove Brandslet
GRADER. DENNE SIDE ISBN PROSJEKTNR. ANTALL SIDER OG BILAG
82-14-03424-8 2241 7600 38
ELEKTRONISK ARKIVKODE PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.)
I:\Pro\22417600_Miljoevennlige-
barnehager_KB\Rapport Karin Buvik
ARKIVKODE DATO GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.)
2005-01-28 Siri Blakstad, forskningssjef
SAMMENDRAG
Trondheim kommune ønsker å bygge framtidsrettede barnehager, også med tanke på energibruk og
miljøbelastning. I et samarbeid mellom Trondheim eiendom og SINTEF avdeling Arkitektur og
byggteknikk er målet å bidra til å bygge opp kompetanse på hvordan barnehager bør møte framtidas
energi- og miljøkrav. Husbanken har bidratt til finansiering av arbeidet.
Iladalen barnehage, som er under planlegging, har vært utgangspunkt for diskusjoner rundt mulige
energieffektive løsninger.
Rapporten inneholder anbefalinger til målformuleringer og strategier for miljøvennlig design samt
energi- og lønnsomhetsberegninger av alternative løsninger. Videre inneholder rapporten
kravspesifikasjoner til utvalgte inneklima-parametere, som påvirker energibruk, og anbefalinger til
prosjektoppfølging og etterprøving.
STIKKORD NORSK ENGELSK
GRUPPE 1 Byggeteknikk Building technology
GRUPPE 2 Barnehage Kindergarten
EGENVALGTE Energi Energy
Innemiljø Indoor environment
2
Innhold
Energibruk i bygninger.................................................................................................................3
Dagens forskriftskrav ...............................................................................................................3
Nye forskriftskrav ....................................................................................................................3
Energi- og miljømål .......................................................................................................................5
Strategier for miljøvennlig design................................................................................................5
Ressursøkonomisering .............................................................................................................5
Energiøkonomisering ...............................................................................................................6
Lønnsomhetsberegninger av energisparetiltak...........................................................................8
Kalkulasjonsrente.....................................................................................................................8
Energipriser ...........................................................................................................................8
Økonomisk levetid og vedlikeholdskostnader .........................................................................9
Investeringskostnader.............................................................................................................10
Beregninger av alternative energiløsninger ..............................................................................11
Referansebygg: Dagens bygningsstandard, elektrisk oppvarming ........................................12
Alternativ 1: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, direkte elektrisk
oppvarming .........................................................................................................................14
Alternativ 2: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, vannbåren varme............18
Alternativ 3: Referansebygg med varmepumpe.....................................................................20
Alternativ 4: Referansebygg med varmepumpe og effektiv varmegjenvinning ....................22
Alternativ 5: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, vannbåren varme og
varmepumpe .........................................................................................................................24
Oppsummering av beregningene............................................................................................26
Inneklima-parametere som påvirker energibruk.....................................................................27
Oversikt over krav til inneklima.............................................................................................27
Termisk miljø.........................................................................................................................27
Atmosfærisk miljø..................................................................................................................28
Akustisk miljø ........................................................................................................................28
Aktinisk miljø.........................................................................................................................29
Prosjektoppfølging og etterprøving ...........................................................................................29
Prosjektering .........................................................................................................................29
Bygging .........................................................................................................................29
Verifisering og evaluering......................................................................................................29
Referanser .........................................................................................................................31
Vedlegg .........................................................................................................................32
Eksempler på tetting, isolasjon og bryting av kuldebroer......................................................33
Anbefalinger vedrørende dagslys og kunstlys .......................................................................35
Tegninger av Iladalen barnehage ...........................................................................................37
3
ENERGIBRUK I BYGNINGER
Dagens forskriftskrav
I tekniske forskrifter til Plan- og bygningsloven 1997 (TEK) settes krav til energibruk i nye
og rehabiliterte bygg. Dagens krav stimulerer ikke i tilstrekkelig grad til energieffektive
løsninger, og heller ikke til valg av miljøvennlige energibærere. På tross av at tidligere
byggeforskrifter har stilt stadig strengere krav til bygningers varmeisolasjonsegenskaper,
brukes det heller mer energi i nye bygninger enn i eldre. Årsaken er sannsynligvis økt
komfortnivå med resulterende økt energibruk til ventilasjon, kjøling og oppvarming. Mer
utstyr er også en medvirkende årsak til økt energibruk. At det er fullt mulig å oppnå bygg
med lav energibruk ved energieffektiv utforming og drift av bygget, fremkommer
imidlertid tydelig av bl.a. Enovas energistatistikk.
Nye forskriftskrav
Norge har forpliktet seg til å følge EU-direktivet om energibruk i bygninger. Direktivet,
som trådte i kraft 4. januar 2003, betegnes: Directive 2002/91/EC of the European
Parliament and of the Council of 16 December 2002 on the energy performance of
buildings. /22/
I henhold til EU-direktivet skal en bygnings beregnede energibehov sammenlignes med en
energiramme, gitt i forskrift eller veiledning til forskrift. Til forskjell fra gjeldene
energirammemetode i TEK 1997, der energirammen beregnes for det aktuelle bygget, vil
det nå foreligge et fastlagt rammenivå for ulike typer bygg, i alt 13 bygningskategorier. For
å dokumentere at en tilfredsstiller det nye forskriftskravet må det utføres en
energiberegning for det aktuelle bygget som viser et energibehov som ikke er høyere enn
fastlagt rammenivå. En konsekvens av at all energibruk skal inngå i dokumentasjonen er at
de enkle metodene «Varmeisolasjon» og «Varmetapsrammer» faller bort.
Skjerpede krav i kommende forskrifter vil være et effektivt virkemiddel for å få ned
energibruken i nye bygninger, samt i eksisterende bygninger som rehabiliteres. Det blir
nødvendig å ta hensyn til all energibruk til drift av bygninger, dvs. til oppvarming,
ventilasjon, varmtvann, vifter og pumper, belysning, diverse utstyr og eventuelt kjøling.
Varmeisolasjon, utforming av bygningskropp og bruk av glass er utslagsgivende for
oppvarmingsbehovet. Andre energiposter enn oppvarming utgjør en betydelig del av den
totale energibruken. Blant disse andre energipostene finner vi også et stort energispare-
potensial.
SINTEF har på oppdrag fra Statens byggetekniske etat utarbeidet forslag til reviderte
forskriftskrav mht energibehov i bygninger (Thyholt og Dokka 2003). En bredt
sammensatt referansegruppe har bidratt med faglige råd og innspill. En tilleggsanalyse er
utarbeidet av CIVITAS (CIVITAS 2004). Omfanget av energisparing i nye forskrifter
sammenlignet med dagens forskrifter, er ikke avklart (nov. 2004). Det antas at rapporten
fra SINTEF vil legges tungt til grunn ved revidering av TEK.
Ny metode for dokumentasjon av energibehov
Bruk av energirammer gir stor fleksibilitet mht bygningens utforming og hvilke tiltak en
finner mest hensiktsmessig å benytte for å tilfredsstille forskriftens minimumskrav til
energieffektivitet. Energirammer gis som en øvre grense for det energibehovet et bygg kan
ha, dvs. kWh/m2år. En energiberegning for det aktuelle bygget må gjennomføres, for så å
sammenlignes med energirammen gitt i forskriften.
4
I kommende forskrifter skal altså all energibruk inngå i dokumentasjonen av en bygnings
energibehov. Konsekvensen er at det ikke lenger vil være mulig å overse problematikken
rundt overskuddsvarme fra sol. I dagens regelverk blir solvarmetilskudd tilgodesett på en
slik måte at bygningskroppens samlede varmeisolasjonsegenskaper kan reduseres, samtidig
som økt kjølebehov kan ses bort fra. At kjølebehovet nå skal dokumenteres vil få vesenlig
betydning for arkitekturen, spesielt for bygninger som oppføres med mye glass. Bruk av
mye glass vil fortsatt være mulig, men det må legges mye mer vekt på helhetlig analyse av
byggets varmebalanse samt økt kvalitet på fasadene for å unngå høyt energibehov.
Det vil heller ikke lenger vær mulig å neglisjere energibehovet til vifter og pumper. Ven-
tilasjonsanleggene må planlegges slik at en oppnår lav SFP (Spesific Fan Power = energi
til vifter). Skal en oppnå lav SFP, må det være lavt trykkfall i luftføringsveiene. Det betyr
at det må tas hensyn til utformingen av ventilasjonsanleggene tidlig i prosjekteringsfasen.
Revidert energirammenivå
I de foreløpige energirammene er følgende tiltak forutsatt for å oppnå mer energieffektive
bygg:
Lavere U-verdi for vinduer i forhold til dagens forskriftskrav
God kontroll med solenergi
Mindre luftlekkasjer enn dagens forskriftskrav
Lav SFP
Varmegjenvinning av ventilasjonsluft i boliger
Økt temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinning for andre bygg enn boliger, sett i
forhold til energirammer fra 1997
Lavt energibehov til pumper
Natt- og helgesenking av innetemperatur for de bygningskategoriene der dette er aktuelt
Foreløpig* samme U-verdier for yttervegger, tak og gulv som i dagens TEK, men dette
kan bli endret.
* I praksis vil endrede krav, dersom SINTEFs forslag legges til grunn, innebære en
kombinasjon av vinduer med 2 lags energiruter og argon samt 200 mm med
varmeisolasjon i yttervegg. SINTEF utreder imidlertid om det er grunnlag for å forutsette
ytterligere økt varmeisolasjon i yttervegger, tak og gulv i energirammene. Det ses ikke bort
fra at denne analysen, som vil være ferdig ved utgangene av 2004, vil anbefale bruk av mer
varmeisolasjon enn det som foreløpig forutsettes i de foreslåtte energirammene.
Det er fortsatt uklart (november 2004) hvorvidt det vil stilles krav til varmesystem og
varmeforsyning (energibærere) i reviderte forskrifter.
Statens bygningstekniske etat vil i løpet av 2005 sende et forslag til revidert forskrift ut på
høring. Revidert forskrift vil tre i kraft i løpet av 2005, eller senest 4. januar 2006.
Energisertifikat
EU-direktivet krever at det skal foreligge et energisertifikat ved omsetning eller utleie av
bygninger. Dette sertifikatet skal bl.a. inneholde opplysninger om bygningenes
energitekniske standard. NVE har ansvaret for all utredning rundt sertifikatordningen, som
skal være klar før 4. januar 2006.
5
ENERGI- OG MILJØMÅL
Det bør utarbeides miljømål og energibudsjett for hvert enkelt bygg. Det overordnete målet
bør være at bygningsanlegget skal være miljøvennlig, med sunt inneklima og lav
energibruk.
Mål kan hentes fra forskrifter/retningslinjer/generelle anbefalinger eller det kan settes
spesielle mål for et prosjekt. Som eksempel kan vi vise til målformuleringen hentet fra
Borgen nærmiljøsenter i Asker: I henhold til vurderingsmetoden ØkoProfil skal bygningen
oppnå høyeste kvalitetsklasse for hvert av de tre hovedområdene: Ytre miljø, Ressurser og
Inneklima. Bygningen skal ha lav energibruk til romoppvarming, ventilasjon og kunstlys,
og nye fornybare energikilder skal tas i bruk.
Et energibudsjett kan f.eks. settes opp i henhold til Enøk normtall, eller en kan ta
utgangspunkt i Bygningsnettverkets statistikk. Normtall og statistikk kan en finne på
Enovas Internettsted: www.enova.no. Videre kan en ta utgangspunkt i rapporter som
SINTEF har utarbeidet i forbindelse med ny energimerkeordning og energirammemetode
[11], [20], [21].
Energistatistikk
I følge Enovas energistatistikk for 2002 har barnehager i gjennomsnitt et spesifikt
energibehov på 228 kWh/m²år.
Trondheim Byggservice har rapportert energibruken i 58 barnehager i Trondheim /4/.
Gjennomsnittlig energibruk er 202 kWh/m2/år, og over 90 % av byggene bruker kun
elektrisitet, de resterende bruker i tillegg fjernvarme.
Mål for Trondheim kommunes barnehager
Det er realistisk og oppnå halvert energibehov hvis man utnytter tilgjengelig kunnskap og
dagens teknologi og løsninger i et helhetlig design. Med helhetlig design menes løsninger
som setter arkitektoniske, bygningstekniske og installasjonstekniske løsninger (el, VVS,
automasjon) i sammenheng, for å oppnå maksimalt kostnadseffektive energibesparelser
uten at det skal gå utover inneklima.
Trondheim kommunes mål for framtidige barnehager er at totalt spesifikt energibehov ikke
skal overskride 115 kWh/m²år. Dette gjelder kjøpt energi, både elektrisitet, eventuelt
fjernvarme eller andre energikilder for å dekke det termiske energibehovet.
Andre mål er at totale årskostnader for framtidige barnehager skal være like lave eller
lavere enn dagens barnehager i kommunen, og at barnehagene skal få et godt inneklima.
Materialvalg skal gjøres ut fra en helhetlig, men praktisk miljøvurdering, der egenskaper
med tanke på innemiljø, miljøbelastning, bestandighet og vedlikehold skal legges til grunn.
STRATEGIER FOR MILJØVENNLIG DESIGN
Ressursøkonomisering
Funksjonelle og estetiske kvaliteter kan sørge for at et bygningsanlegg får lang levetid.
Arealeffektivitet og bygningsfleksibilitet er faktorer som har størst betydning med tanke på
å spare ressurser. Betegnelsen «framtidas barnehage» går ofte igjen. Hva denne framtida
6
vil bringe av nye reformer og av nye utfordringer, vet vi ikke i dag. Det vi vet, er at vi
lever i en tid der endringene kommer raskt, og vi må etterstrebe tilpasningsdyktige lokaler.
Det er et ofte uttrykt mål at ny pedagogikk, vekslende interesse for ulike tema, endringer i
barnetallet og nye sambrukspartnere ikke må medføre behov for omfattende
bygningsmessige endringer. For å oppnå et slikt mål må det fokuseres på egenskaper ved
bygningsanlegget som gir en høy grad av tilpasningsdyktighet, dvs. det må fokuseres på
generalitet, fleksibilitet og elastisitet. Dette gjelder alle nivå, fra overordnet konsept med
bærende konstruksjoner og tekniske installasjoner til romutforming og møblering.
Tilpasningsdyktige bygningsanlegg kan medføre høyere investeringskostnader, men vil i et
lengre perspektiv gi bedre driftsøkonomi.
Energiøkonomisering
«Passiv energidesign» er en metode som brukes for å prosjektere lavenergibygg som både
er kostnadseffektive, brukervennlige og robuste. Metoden anbefales av bl.a. Husbanken
(www.lavenergi.no) og Enova (www.enova.no). Framgangsmåten består av fem steg, der
man starter med å redusere energitapet og velger energikilde til slutt. Dette gir
miljømessige fordeler fordi det fokuseres på energisparing fremfor energiproduksjon.
1. Reduser varmetapet
Ekstra isolasjon. Unngå kuldebroer. Tett bygg. Varmegjenvinning
Steg 1 er å redusere varmetapet fra bygget mest mulig. Dette innebærer vanligvis kompakt
bygningsform med arealeffektiv planløsning, ekstraisolert klimaskjerm, superisolerte
vinduer og dører, meget lufttett klimaskjerm og balansert ventilasjon med høyeffektiv
varmegjenvinner.
2. Reduser el-forbruket
Utnytt dagslyset. Energieffektiv belysning og hvitevarer. Lavt trykkfall i luftføringsveiene
Steg 2 er å redusere elektrisitetsforbruket ved å bruke energieffektivt utstyr og belysning.
Det er i dag med EU’s energimerking mulig å velge meget energieffektive hvitevarer og
sparepærer, uten at dette koster nevneverdig. For lavenergibygg er dette særlig viktig da
man får utnyttet langt mindre av varmetilskuddet fra belysning og utstyr til nyttig
oppvarming. Fokus på korte luftføringsveier og lite trykkfall er også viktig for å unngå høy
energibruk til vifter og støyproblemer.
3. Utnytt solenergi
Passiv: Energioptimal orientering av vinduer. Atrium/solrom. Termisk masse.
Aktiv: Solfangere for tappevann
Steg 3 er å utnytte gratis solvarme gjennom boligens utforming, plassering og orientering
av fasader og vinduer.
4. Vis og kontroller energibruken
Tilbakemelding på forbruk.
Smarthusteknologi, dvs. behovsstyring på oppvarming, ventilasjon, belysning og utstyr
7
Steg 4 er å velge et system som gir brukerne enkel og lettforståelig tilbakemelding på
energibruk og bruksmønster for rom. Det er også aktuelt med systemer for behovsstyring
av oppvarming, belysning, utstyr og ventilasjon.
5. Velg energikilde
Varmepumpe. Biobrensel. Fjernvarme. Elektrisitet. Gass
Steg 5 er å velge hensiktsmessig energikilde og oppvarmingssystem. Energikilden bør
velges ut fra eksisterende infrastruktur og lokal tilgjengelighet. Energikilden kan f.eks.
være fjernvarme i større byer og biobrensel (pellets eller ved) i distriktene. Også elektrisk
oppvarming kan være akseptabelt på grunn av det lave oppvarmingsbehovet. El-
oppvarming har også den fordelen at den er meget enkel å regulere.
Planleggere av oppvarmingssystemer må sjekke ut lokale avtaler om tilknytning til et
eventuelt fjernvarmeanlegg, både konsesjonsområder og arealgrenser. Dersom et bygg
planlegges innenfor et fjernvarmeanleggs konsesjonsområde, og bygget har en størrelse
som tilsier tilknytningsplikt, har fjernvarmeleverandøren plikt til å sørge for alternativ
energitilførsel, dersom rørene for fjernvarmen ikke er ført fram til bygget innen bygget skal
tas i bruk.
5
Velg
energikilde
4
Vis og kontroller
energibruken
3
Utnytt solenergi
2
Reduser el-forbruket
1
Reduser varmetapet
Fem steg for «passiv energidesign», etter inspirasjon av Kyoto-avtalen. Husbanken
8
LØNNSOMHETSBEREGNINGER AV ENERGISPARETILTAK
Lønnsomhetsberegninger av energisparetiltak gjøres etter nåverdimetoden /1/, /2/:
Nåverdi: I
r
r
ENV
N
+
=
)1(1 (ligning 1)
hvor E er årlig energibesparelse i kr, r er realrente-/kalkulasjonsrente, N er økonomisk
levetid og I er investeringskostnaden i kr. Positiv nåverdi angir at tiltaket er lønnsomt.
Ved en lønnsomhetsberegning av energisparetiltak bør man i utgangspunktet også ta med
eventuelle endrede drifts- og vedlikeholdskostnader. I denne rapporten er det imidlertid
valgt å se bort fra slike kostnader fordi disse vil gi relativt lite utslag i det totale regnskapet.
I tillegg beregnes inntjeningstiden etter følgende formel /13/:
Inntjeningstid:
I
r
E
I
ti
=
2
(ligning 2)
Kalkulasjonsrente
Kalkulasjonsrente er en avgjørende faktor i de fleste lønnsomhetsanalyser, særlig når
økonomisk levetid for det produktet som skal optimaliseres kommer opp i 20 til 30 år eller
mer. For samfunnsøkonomiske lønnsomhetsanalyser fastsettes kalkulasjonsrenten av
Finansdepartementet. NOU 1997:27 /1/ tilrår at statens risikofrie diskonteringsrente settes
til 3,5 pst. pr. år reelt (kapittel 8.7.2). Tidligere har det vært praksis å bruke en realrente på
7 % for statlige investeringer. Trondheim kommune bruker for tiden en kalkulasjonsrente
på 6,26 %. Det velges her å gjøre beregninger med både 4 % og 7 % kalkulasjonsrente.
Energipriser
Lønnsomheten ved ulike energisparetiltak er selvsagt avhengig av energiprisen, ikke bare i
dag men også i de neste årene. Figur 1 viser prisutviklingen i 2001-kroner for elektrisitet
for perioden 1990 til 2002 (første kvartal).
Figur 1. Utviklingen i avgifter og strømpris i perioden 1990 – 2002 i faste 2001-kroner. Øre/kWh. Kilde: NTE
9
Figur 1 viser at kraftprisen steg i 2001 pga. tørråret i 2000 samt pga. økte avgifter.
Hvordan framtidig liberalisering av det europeiske kraftmarkedet, med økt kraftutveksling
mellom landene som resultat, vil påvirke strømprisen, er så langt usikkert. Det samme
gjelder framtidig avgiftsnivå for elektrisitet. Men en økning i kraftprisen må antas å
komme. Statistisk Sentralbyrå har på oppdrag av Finansdepartementet gjennomført en
framskrivning av kraftpriser fram til 2020 /3/. Konklusjonen fra dette arbeidet er at
kraftprisen i gjennomsnitt vil ligge rundt 75 øre/kWh inkl. alle avgifter og nettleie.
Når det gjelder prisøkningen på andre energibærere, som f.eks. olje, er dette også vanskelig
å forutsi. I forhold til konsumprisindeksen har prisen for fyringsolje og fyringsparafin økt
en god del siden 1995, se figur 2. Det har også vært en viss prisoppgang på fyringsolje og
fyringsparafin, men olje er likevel stort sett rimeligere enn strøm. Gjennomsnittlige
listepriser på fyringsparafin og fyringsolje var i 2003 henholdsvis 80,5 og 67,7 øre/kWh
omregnet til nyttiggjort energi (virkningsgrad 0,8). Se Internett:
http://www.ssb.no/emner/01/03/10/energiregn/. Det gis normalt rabatter på listeprisene.
Figur 2. Utviklingen av pris for fyringsolje og fyringsparafin. Basert på listepriser fra Norsk Petroleumsinstitutt.
Omregningsverdi fra liter til kg: fyringsparafin 0,81 og lett fyringsolje 0,84 kg/l. Energiinnhold: fyringsparafin: 12,01 og lett
fyringsolje 11,89 kWh/kg. Prisene er inkludert mva., men tar ikke hensyn til eventuelle rabatter, kjøretillegg og
virkningsgrader for varmeanlegget.
Trondheim kommune benytter i dag en el-pris på 53 øre/kWh, fjernvarme ligger rundt 45
øre/kWh, og olje på ca. 42 øre/kWh /4/.
Det velges her å benytte en el-pris på 60 øre/kWh, en oljepris på 50 øre/kWh og en
fjernvarmepris på 50 øre/kWh.
Dette er konservative anslag for energiprisen de neste 20-30 årene, dvs. at lønnsomheten til
energisparetiltakene sannsynligvis vil være bedre enn det som kommer fram i rapporten.
Alle prisene som oppgis i rapporten er forøvrig inkludert moms, hvis ikke annet er oppgitt.
Økonomisk levetid og vedlikeholdskostnader
Lønnsomheten av et energisparetiltak avhenger i stor grad av hvilken økonomisk levetid
(nedbetalingstid) som legges til grunn for beregningene. Den økonomiske levetiden vil
ikke nødvendigvis være lik teknisk levetid. Avhengig av bruk, vedlikehold og teknisk
utvikling, må vi kunne forutsette utskifting til mer effektive og moderne produkter selv om
Utviklingen av priser for lett fyringsolje og fyringsparafin
0
10
20
30
40
50
60
70
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
øre/kWh
Fyringsparaf in inkl. mv a
Lett fyringsolje inkl. mv a
Konsumprisindeks
10
produktene fortsatt er funksjonsdyktige. I Enøk-sammenheng benyttes gjerne 30 år som
økonomisk levetid for bygningskonstruksjoner og 15 år for tekniske installasjoner.
Det er sett bort i fra eventuelle økte eller reduserte vedlikeholdskostnader som følge av
energisparetiltakene.
Investeringskostnader
Investeringskostnader for ulike typer bygningsinstallasjoner og -arbeider varierer mye
avhengig av størrelsen på leveransen, hvor i landet bygget er lokalisert, rabatter og avtaler,
osv. Det å framskaffe representative kostnadstall på ulike typer leveranser som kan brukes
i systematiske analyser av energisparetiltak er en meget omfattende oppgave.
Ved vurdering av lønnsomheten til ulike energisparetiltak i byggeprosjekter, bør man
derfor i hvert enkelt tilfelle innhente anbud på de ulike leveransene fra flere forskjellige
firmaer.
Prisene som er lagt til grunn i denne rapporten, er delvis estimert ut i fra anbud for Iladalen
og Stabburet barnehager, Kalkulasjonsnøkkelen til HolteProsjekt, samt på undersøkelser
gjort i forbindelse med andre SINTEF-prosjekter. Når det gjelder investeringskostnadene
for isolasjon og vinduer, er det gjort forholdsvis omfattende analyser av disse i /6/, /7/, /8/,
/9/ og /15/. Når det gjelder kostnader på varmeanlegg, bygger estimatene stort sett på tall
gitt i en nylig utkommet SINTEF-rapport /15/. I /15/ er imidlertid ikke barnehager
behandlet spesielt, men det er gitt generelle tall for boliger og yrkesbygg.
11
BEREGNINGER AV ALTERNATIVE ENERGILØSNINGER
I den følgende analysen er det valgt å fokusere på et referansebygg pluss fem forskjellige
alternativer som inneholder ulike typer energisparetiltak.
Referansebygg: Dagens bygningsstandard, elektrisk oppvarming
Referansebygget er isolert og ventilert i henhold til dagens forskrifter, har et balansert
mekanisk ventilasjonsanlegg med varmegjenvinning og oppvarming med panelovner.
Alternativ 1: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, direkte elektrisk
oppvarming
I Alternativ 1 er det valgt å fokusere på bedret varmeisolasjon av bygningskroppen,
energieffektiv ventilasjon og behovsstyring av ventilasjon og lys. Varmeisolasjon og
energieffektiv ventilasjon hører begge med i steg 1 i strategien for passiv energidesign.
Steg 2, som er energieffektive hvitevarer og belysning, er allerede forutsatt i referanse-
bygget. Steg 3, utnyttelse av passiv solenergi, er også gitt av utformingen og plasseringen
av referansebygget. Behovsstyring av ventilasjon og lys hører inn under steg 4. Alternativ
1 har dermed implementert alle de 4 første stegene i strategien for passiv energidesign.
Alternativ 2: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, vannbåren varme
Alternativ 2 har tilsvarende energispareløsninger som Alternativ 1, men har et vannbårent
varmesystem med radiatorer, i stedet for elektrisk oppvarming med panelovner.
Alternativ 3: Referansebygg med varmepumpe
I Alternativ 3 er det kun sett på én energispareløsning i forhold til referansebygget, nemlig
en bergvarmepumpe. Her har man altså kun sett på et tiltak under steg 5 i strategien for
passiv energidesign.
Alternativ 4: Referansebygg med varmepumpe og effektiv varmegjenvinning
(Iladalen barnehage)
Alternativ 4 har også en varmepumeløsning som Alternativ 3, men har i tillegg høyeffektiv
varmegjenvinning. Dette alternativet tilsvarer løsninger som er valgt for Iladalen
barnehage og inneholder tiltak innenfor steg 1 og 5 i strategien for passiv energidesign.
Alternativ 5: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, vannbåren varme og
varmepumpe
Alternativ 5 har en kombinasjon av tiltakene for Alternativ 2 og 3, dvs. at man har
implementert alle 5 stegene i passiv energidesign.
---
Det er selvsagt mange andre mulige energisparetiltak enn de som er skissert over. En
grundig analyse vil omfatte beregning av et og et tiltak hver for seg samt flere
kombinasjoner av løsninger. I tillegg vil det være aktuelt å vurdere flere alternative
energikilder, for eksempel gass, biobrensel og solenergi. Energifleksibilitet kan også være
et kriterium, dvs. at man legger til rette for bruk av flere alternative energikilder.
Lønnsomheten av ulike tiltak er sterkt avhengig av hva man velger å sammenligne med,
dvs. hvilket bygg som er referansebygget. Hvis man for eksempel velger et bygg med
vannbårent oppvarmingssystem som referanse, vil man få bedre lønnsomhet for flere
energisparetiltak. Generelt kan man si at jo lavere energibruken er i utgangspunktet, jo
mindre lønnsomhet får man i å legge til flere energisparetiltak.
12
Referansebygg: Dagens bygningsstandard, elektrisk oppvarming
Bygningsmessige løsninger som er beskrevet i forprosjektet for Iladalen og Stabburet
barnehager er brukt som referanse for analysene. Siden 90 % av alle barnehager i
Trondheim kommune har elektrisk oppvarming, er elektrisk oppvarming valgt som
referanse.
Referansebygget er isolert og ventilert i henhold til gjeldende byggeforskrifter (1997) og
har et balansert mekanisk ventilasjonsanlegg med varmegjenvinning. Det er forutsatt
direkte elektrisk oppvarming med panelovner1. Tekniske data for ventilasjon og annet
teknisk utstyr er satt i henhold til representative verdier for dagens standard, se tabell 1 og
2. Disse verdiene er hentet fra /11/, der det er gjort en grundig gjennomgang av data fra
ulike kilder.
Driftstiden er satt til ti timer i døgnet (07–17), fem dager i uka, og det er regnet med
juleferie, påskeferie og tre ukers sommerferie i juli.
Barnehagen er dimensjonert for 72 barn. For energiberegningene er det regnet med et
internvarmetilskudd som tilsvarer ca. 35 barn i gjennomsnitt. For beregning av
dimensjonerende oppvarmingseffekt vinter, er det ikke regnet med noe internvarme-
tilskudd.
Tabell 1. Bygningstekniske data for referansebygget
Areal / volum U-verdi
Oppvarmet gulvareal (BRA) 780 m² -
Oppvarmet luftvolum 2 300 m³ -
Gulv mot grunn ( betong, 150 mm EPS) 640 m² 0.15 W/m²K
Yttertak (300 mm mineralull, I-bjelker) 770 m² 0.15 W/m²K
Yttervegger (200 mm mineralull, bindingsverk) 502 m² 0.22 W/m²K
Vinduer* mot sør 31 m² 1.6 W/m²K
Vinduer* mot nord 8 m² 1.6 W/m²K
Vinduer* møt øst 75 m² 1.6 W/m²K
Vinduer* møt vest 50 m² 1.6 W/m²K
Vinduer/dører - prosent av gulvareal 20 % -
* 2 lags glass med lavemisjonsbelegg og luftfylling (4-15-4LE), karm og ramme av tre.
Alle vinduer har innvendige, lyse gardiner.
Tabell 2. Andre tekniske data for referansebygget
Verdi
Innetemperatur (settpunkt)* 21°C i driftstid, 19°C utenom driftstid
Luftmengde 10 m³/hm² i driftstid, 3 m³/hm² utenom driftstid
Virkningsgrad gjenvinner 60 %
Infiltrasjon2 0.2 oms/t
Vifteeffekt, SFP 2.5 kW/m³/s i driftstid, 1.5 kW/m³/s utenom
driftstid
Belysning 8 W/m² i driftstid, 0.2 W/m² utenom driftstid
Teknisk utstyr 2 W/m² i driftstid, 0.05 W/m²
Effekt varmtvann 1200 W i driftstid, 200 W utenom driftstid
* Regnet som et snitt i fyringssesongen, for alle rom.
1 Iladalen og Stabburet barnehager har gulvvarme i deler av bygget (garderober, etc). Det er valgt å se bort i
fra dette i regne-eksemplene, fordi det gir små utslag i de relative forskjellene i lønnsomhet.
2 Infiltrasjon er en betegnelse på luftutskiftingen i en bygning som skyldes luftlekkasjer. Dette er den luften
som trenger inn eller ut av bygningen utenom ventilasjonssystemet, dvs. gjennom utettheter i
bygningskonstruksjonen. Infiltrasjonen angis i oms/t som betyr antall luftskifter pr time.
13
Det er regnet med meteorologiske klimadata for Trondheim, gitt i tabell 3.
Tabell 3. Meteorologiske data for Trondheim
Verdi
Årsmiddeltemperatur 4.9 °C
Årsmiddel vindhastighet 4.7 m/s
Midlere solinnstråling mot horisontal flate 99.1 W/m²
Dimensjonerende temperatur sommer 15.9 +/- 5.6°C (døgnvariasjon)
Dimensjonerende temperatur vinter -19.0 +/- 3.3°C (døgnvariasjon)
Energibruk, effektbehov og inneklima
Alle simuleringer av energibruk, effekt og inneklima er gjort med simuleringsprogrammet:
«Inneklima i bygninger», versjon 2.05 fra ProgramByggerne ANS \16\.
Tabellen nedenfor viser simulert energibruk for referansebygget, fordelt på ulike poster.
Total energibruk er simulert til 199 kWh/m², noe som er i overensstemmelse med
gjennomsnittet for barnehager i Trondheim kommune, som er 202 kWh/m2 /4/.
Med en energipris på 60 øre/kWh, vil de årlige energikostnadene bli på 93.000 kroner.
Tabell 4. Simulert energibruk og tilhørende energikostnader for referansebygget
Energipost Spesifikk
energibruk
kWh/m²år
Energibruk
kWh/år Energikostnad *
kr/år
Romoppvarming 78 60 840 36.500
Varmebatteri** 61 47 580 28.500
Tappevann 10 7 800 4.700
Vifter 25 19 500 11.700
Belysning 20 15 600 9.400
Utstyr 5 3 900 2.300
Totalt 199 kWh/m²år 155.220 kWh/år 93.100 kr/år
* Med en energipris på 60 øre/kWh
** Oppvarming av ventilasjonsluft
Tabell 5 viser simulert effektbehov til romoppvarming og oppvarming av ventilasjonsluft
(varmebatteri).
Effektbehovet er beregnet basert på den kaldeste fem-dagers perioden uten
internvarmelaster, og med et krav til innetemperatur på 20 °C. Høyeste effektbehov til
romoppvarming inntrer kl. 06:45 om morgenen.
Tabell 5. Simulert effektbehov til oppvarming for referansebygget
Effektpost varme Spesifikk
effektbehov Effektbehov
Romoppvarming 41 W/m² 32 kW
Varmebatteri 49 W/m² 38 kW
Totalt 90 W/m² 70 kW
Simuleringen viser også at for å holde akseptable innetemperaturer om sommeren, må man
ventilere bygget om natten (”frikjøling”) samt lufte med vinduer på de varmeste dagene.
CO2-nivået er tilfredsstillende selv med full personbelastning (maks 550 ppm kl 17),
gjennom hele året.
14
Alternativ 1: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys, direkte
elektrisk oppvarming
Bygningskropp
Varmeisolering av ytterkonstruksjonen er et tiltak som har lang teknisk levetid, det gir
ingen økte vedlikeholdskostnader, og det gir økt termisk komfort i form av høyere og
jevnere temperatur på innvendige overflater. Imidlertid er det er ikke veldig stor
lønnsomhet i å øke isolasjonstykkelsen mye utover dagens forskrifter. Isolering av
yttervegger er det mest kostbare, mens isolering av tak og gulv er mindre kostbart. God
isolering av gulv er spesielt viktig hvis man har gulvvarme, eller hvis man har ugunstige
grunnforhold. Det er viktig å unngå kuldebroer3, både for å minimere varmetapet, men
også for å unngå lave overflatetemperturer innvendig som reduserer komforten og kan gi
fuktskader. Å bruke 3 lags vinduer med gassfylling og lavemisjonsbelegg, samt isolerende
ramme, karm og avstandslist kan i mange tilfeller være et lønnsomt tiltak, /7/, /8/. Har man
store vindusarealer (over 20 % av golvarealet), er høyisolerende vinduer et "must".
God lufttetthet er avgjørende for å få ned energibruken, spesielt når man har mekanisk
ventilasjon med varmegjenvinning. For referansebygget som har normal tetthet utgjør
varmetapet på grunn av infiltrasjon ca 10 % av det totale varmetapet, og tilsvarer ca.
12.000 kroner i årlige utgifter til oppvarming. I vindutsatte og kalde strøk, kan
infiltrasjonen fort ugjøre 20–30 % av varmetapet. God tetting et derfor et effektivt
energisparetiltak, som ikke trenger å medføre store investeringskostnader.
Følgende tiltak anbefales:
Isolasjonstykkelsen i yttervegger økes med 50 mm til 250 mm mineralull. Dette
innebærer at minst 50 mm kryssisoleres for å bryte kuldebroer i bindingsverket. Det
forutsettes brukt tre og ikke stålstendere i bindingsverket. Dette vil gi en U-verdi på ca.
0.18 W/m²K
Isolasjonstykkelse i gulv mot grunn økes fra 150 mm til 250 mm EPS4. Det forutsettes
også brukt vertikal kantisolasjon med tykkelse 100 mm og en dybde på 900 mm, plassert
inntil ringmur/fundament. Dette vil gi en U-verdi på ca. 0.11 W/m²K.
Isolasjon i yttertak økes fra 300 til 400 mm mineralull mellom I-bjelker (Ranti-bjelker)
Dette gir en U-verdi på ca. 0.10 W/m²K.
Kuldebroer: Lineær kuldebroverdi for etasjeskillere, overgang yttervegg–yttertak,
overgang yttervegg-gulv/gulv på grunn, skal ikke overskride 0.03 W/mK. Dette oppnås
vanligvis ved at tre brytes med min. 50 mm isolasjon, og betong brytes med 100 mm
isolasjon. Ved overganger tre–betong må en unngå direkte kobling mellom tre og
betong, slik at det ikke dannes en gjennomgående kuldebro.
Vinduer med U-verdi på 1.0 W/m²K. Dette betyr tre lag glass, 2 lavemisjonsbelegg,
argongass, stålspacer5 og ramme med lavt varmetap.
Bygget bør ha en lufttetthet som medfører mindre enn 1.0 luftvekslinger pr. time ved 50
Pa trykkforskjell. Dette er ca. 70 % lavere enn kravet i teknisk forskrift (1997). Det
oppnås med dobbelt vindtetting, gjennomtenkt prosjektering av viktige detaljer som
3 Kuldebroer er felter i bygningskonstruksjonen der isolasjonen er vesentlig dårligere enn i konstruksjonen
ellers. Kuldebroer kan være gjennomgående trekonstruksjoner i en isolert vegg, gjennomgående
metallprofiler i en vinduskarm eller betongkonstruksjoner som går fra varm til kald side.
4 EPS står for Ekspandert PolyStyren.
5 Spacer = Avstandslist mellom glassene i ruten.
15
overganger mellom gulv–vegg og gulv–tak og vindfangløsning, samt fokus på god
bygningsteknisk utførelse.
Ventilasjonsanlegg
I moderne bygg med balansert mekanisk ventilasjonsanlegg går det med store mengder
energi til oppvarming av ventilasjonsluft, samt til drift av vifter. Denne energibruken kan
reduseres kraftig ved å installere en høyeffektiv varmegjenvinner. I følge Norsk
Ventilasjon og Energiteknisk Forening, NVEF /5/ innebærer det ingen ekstrakostnad å
velge en varmegjenvinner med 75–85 % virkningsgrad i forhold til en med 60 %
virkningsgrad.
Det anbefales derfor å bruke et ventilasjonsaggregat med temperaturvirkningsgrad på minst
80 %, regnet som et snitt over fyringssesongen. Det bør velges en løsning med minst mulig
fare for overføring av forurensninger fra avtrekksluft til tilluft. Denne risikoen minimeres
ved riktig prosjektering, installasjon og drift/vedlikehold.
For å redusere varmebehovet til ventilasjonsluft ytterligere, anbefales behovsstyrt
ventilasjon, noe som også vil redusere energibruken til viftedrift. Ventilasjonsanlegget må
da styres av byggautomasjonsanlegget og luftmengden reduseres til 3 m3/hm2 når det ikke
er personer i rommet (behovsstyring ved hjelp av bevegelsessensorer). I energikalkylen er
det beregnet at det er personer til stede i 60 % av driftstiden.
Energibruken til viftedrift bestemmes av den såkalte SFP-faktoren. SFP står for Specific
Fan Power og angir forholdet mellom den elektriske effekten som er nødvendig for å drive
viftene, og luftmengden som forflyttes i bygget ved hjelp av disse viftene. Jo lavere SFP, jo
mindre energibruk i eksisterende bygg ligger SFP vanligvis mellom 3 og 4 kW/m3/s. Med
riktig prosjekterte og utførte anlegg skal det være mulig å oppnå SFP på mellom 2 og 2,5
kW/m3/s for samme bygg, uten at anleggskostnadene øker nevneverdig. Dette gjelder
anlegg med ca. 2.000–3.000 timers drift pr. år. For anlegg med kontinuerlig drift kan det
være lønnsomt å investere i løsninger som gir SFP lik 1,5 eller lavere.
For Alternativ 1 settes det en gjennomsnittlig SFP-faktor på 1.5 kW/m³/s. Lav SFP-faktor
oppnås ved å bruke energieffektive vifter, minimere trykkfallet i luftføringsveier og
komponenter, samt godt vedlikehold. I /17/ er det gitt en grundigere veiledning i hvordan
man oppnår energieffektiv viftedrift.
Utstyr og belysning
Det er antatt samme bruk av utstyr og belysning som i referansebygget. Belysningen
kobles til byggautomasjonsanlegget og styres ved hjelp av de samme bevegelsessensorene
som brukes til behovsstyring av ventilasjonslufta. Lyset slås dermed av i rom der det ikke
er folk til stede. Det antas at energibehovet til belysning på denne måten reduseres med
40%.
Energibruk, effektbehov og inneklima
Tabellen nedenfor viser simulert energibruk for bygget, fordelt på ulike poster. Total
energibruk er simulert til 111 kWh/m², noe som er nesten halvparten av energibruken til
referansebygget.
Med en energipris på 60 øre/kWh, vil de årlige energikostnadene bli på 52.000 kroner.
16
Tabell 6. Simulert energibruk for alternativ 1
Energipost Spesifikk
energibruk
kWh/m²år
Energibruk
kWh/år Energikostnad*
kr/år
Romoppvarming 50 39 000 23.400
Varmebatteri 16 12 480 7.500
Tappevann 10 7 800 4.700
Vifter 18 14 040 8.400
Belysning 12 9 360 6.600
Utstyr 5 3 900 2.300
Totalt 111 kWh/m²år 86.000 kWh/år 52.000 kr/år
* Med en energipris på 60 øre/kWh
Tabell 7 viser simulert effektbehov til romoppvarming og oppvarming av ventilasjonsluft
(varmebatteri). Effektbehovet er beregnet basert på den kaldeste 5-dagers perioden uten
internvarmelaster, og med et krav til innetemperatur på 20 °C. Høyeste effektbehov til
romoppvarming inntrer kl. 06:45 om morgenen. Vi ser at det totale effektbehovet er mer
enn halvert i forhold til referansebygget.
Tabell 7. Simulert effektbehov til oppvarming for alternativ 1
Effektpost varme Spesifikk
effektbehov Effektbehov
Romoppvarming 27 W/m² 21 kW
Varmebatteri 15 W/m² 12 kW
Totalt 42 W/m² 33 kW
Forutsatt lignende frikjølingsstrategi som beskrevet for referansebygget, vil den termiske
komforten om sommeren være like god. Den termiske komforten om vinteren vil være litt
bedre, fordi innvendige overflatetemperaturer på vinduer vil være signifikant høyere, slik
at man får mindre kaldras og «kuldestråling». CO2-nivået er også tilfredsstillende selv med
full personbelastning hele dagen (maks 550 ppm kl. 17), gjennom hele året.
Lønnsomhetsberegning
Tabell 8 viser en oversikt over ekstra investeringskostnader knyttet til energisparetiltakene.
Tabell 8. Ekstra investeringskostnader for tiltak i forhold til referansebygg
Tiltak Investeringskostnad Levetid Kilder
Isolering av yttervegger 60.000 kr 50 år /6/, /9/
Isolering av tak 40.000 kr 50 år /6/, /9/
Isolering av gulv mot grunn 70.000 kr 50 år /6/, /9/
Tre lags vinduer 64.000 kr 20 år /7/, /8/
Ekstra tetting 15.000 kr /14/
Effektiv varmegjenvinner 0 15 år /5/
Redusert SFP 6.000 kr 15 år /5/
Behovsstyring av ventilasjon 120.000 kr 15 år /9/
Behovsstyring av lys 0* 15 år
Totalt 375.000 kr
* Det brukes samme følere som for behovsstyring av ventilasjon, og styringen er inkludert i automatiseringsanlegget
Energisparetiltakene medfører reduserte investeringskostnader til oppvarmingssystemet,
fordi effektbehovet reduseres. I /15/ er det gjort en gjennomgang av kostnader for installert
effekt for ulike typer oppvarmingssystemer. Kostnad for elektrisk oppvarming med
panelovner er estimert til 4.100 kr/kW for et næringsbygg med et totalt effektbehov på 75
kW. Kostnader knyttet til effektbehovet for elektrisk varmebatteri (ventilasjon) er estimert
til 1.000 kr/kW. Referansebygget vårt er noe mindre enn det som er gitt i /15/, så
kostnadene vil trolig være noe høyere i vårt tilfelle – vi går ut i fra 4.200 kr/kW.
17
Besparelser til romoppvarming: 4.200 kr/kW · (32-21) kW = 46.000 kr
Besparelser til varmebatteri (ventilasjon): 1.000 kr/kW · (38-12) kW = 26.000 kr
Totale besparelser: 72.000 kr
De totale ekstrakostnadene for Alternativ 1 blir dermed 375.000 – 72.000 = kr. 303.000.
Tabell 9 oppsummerer lønnsomheten til energisparetiltakene i form av nåverdi og
tilbakebetalingstid. Det er regnet med en gjennomsnittlig økonomisk levetid for tiltakene
på 25 år.
Tabell 9. Nåverdi av energisparetiltak for Alternativ 1
Real-rente Diskonterings-
faktor* Sparte årlige energi-
kostnader Ekstra investerings-
kostnad Nåverdi** Tilbake-
betalingstid***
4 % 15.6 41.000 kr/år 303.000 kr 337.000 kr 9 år
7 % 11.6 41.000 kr/år 303.000 kr 173.000 kr 10 år
* Diskonteringsfaktor er brøken i ligning 2, kapitlet Lønnsomhetsberegninger".
** Se ligning 1 i kapitlet ”Lønnsomhetsberegninger”.
*** Se ligning 2 i kapitlet ”Lønnsomhetsberegninger”.
18
Alternativ 2: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys,
vannbåren varme
Bygningsteknisk standard er den samme som for Alternativ 1, men bygget har et
vannbårent oppvarmingssystem med radiatorer. Det regnes med tre alternative energikilder
for oppvarmingssystemet: el-kjel, oljekjel og fjernvarme.
Energibruk, effektbehov og inneklima
Tabell 10 viser simulert energibruk for bygget, fordelt på ulike poster. Total energibruk er
noe høyere enn alternativ 1 på grunn av tap i kjel. Virkningsgrad for el-kjel er satt til 0.98
og for oljekjel 0.8. Det er ikke regnet med noe tap i distribusjonssystemet.
Tabell 10. Simulert energibruk for Alternativ 2
Energipost Spesifikk energibruk
kWh/m²/år
el-kjel olje-kjel fjernvarme
Romoppvarming 51 62 50
Varmebatteri 16 20 16
Tappevann 10 13 10
Vifter og pumper 20 20 20
Belysning 12 12 12
Utstyr 5 5 5
Totalt 114 kWh/m2/år 132 kWh/m2/år 113 kWh/m2/år
Dette gir følgende årlige energikostnader:
El-kjel: 114 kWh/m2 · 780 m2 · 0,60 kr/kWh = 53.400 kr
Olje-kjel: 132 kWh/m2 · 780 m2 · 0,50 kr/kWh = 52.500 kr
Fjernvarme: 113 kWh/m2 · 780 m2 · 0,50 kr/kWh = 44.100 kr
Tabell 11 viser tilhørende effektbehov til romoppvarming og oppvarming av
ventilasjonsluft.
Tabell 11. Effektbehov til oppvarming for Alternativ 2
Effektpost varme Spesifikk
effektbehov
W/m²
el / olje / fjernv.
Effektbehov
kW
el / olje / fjernv.
Romoppvarming 28 / 34 / 28 22 / 27 / 22
Varmebatteri 15 / 19 / 15 12 / 15 / 12
Totalt 43 / 53 / 43 34 / 42 / 34
Lønnsomhetsberegning
Ekstra investeringskostnader for tiltak på ytterkonstruksjon og ventilasjon er de samme
som for Alternativ 1, gitt i tabell 8. I tillegg får man en ekstra kostnad for varmesystemet
fordi et vannbårent oppvarmingssystem koster mer enn et elektrisk oppvarmingssystem.
Som for Alternativ 1 vil energisparetiltakene medføre reduserte kostnader til oppvarmings-
systemet, fordi effektbehovet reduseres. Basert på /10/ og /15/ anslås disse kostnadene til:
Investeringskostnader for varmeanlegg i referansebygg (ref tabell 5 for effektbehov):
Kostnader til direkte el-oppvarmingssystem6: 4.200 kr/kW · 32 kW = 134.000 kr
Kostnader til el-basert varmebatteri ventilasjon: 1.000 kr/kW · 38 kW = 38.000 kr
Totalt = 172.000 kr
6 panelovner
19
Investeringskostnader for varmeanlegg for alternativ 2 (ref tab. 11 for effektbehov) :
Kostnader til vannbasert fordelingsnett7: 9.400 kr/kW · 22 kW = 207.000 kr
Kostnader til varmesentral med el-kjel: 2.600 kr/kW · 34 kW = 88.000 kr
Kostnader til varmesentral med oljekjel: 6.500 kr/kW · 42 kW = 273.000 kr
Kostnader til fjernvarmetilknytning: 4.300 kr/kW · 34 kW = 146.000 kr
Kostnader til vannbasert varmebatteri (ventilasjon): 1.000 kr/kW · 12 kW = 12.000 kr
Totale kostnader med el-kjel: (207.000 + 88.000 + 12.000) = 307.000 kr
Totale kostnader med oljekjel: (207.000 + 273.000 + 12.000) = 492.000 kr
Totale kostnader med fjernvarme: (207.000 + 146.000 + 12.000) = 365.000 kr
Ekstra investeringskostnader for Alternativ 2 blir da:
(kostnad varmeanlegg + kostnad isolasjon/varmegjenvinning fra tab.8 – kostnad varmeanlegg referanse)
Anlegg med el-kjel: 307.000 + 375.000 – 172.000 = 510.000 kr
Anlegg med olje-kjel: 492.000 + 375.000 – 172.000 = 695.000 kr
Anlegg med fjernvarme: 365.000 + 375.000 – 172.000 = 568.000 kr
Tabell 12 oppsummerer lønnsomheten til energisparetiltakene i form av nåverdi og
tilbakebetalingstid. Det er regnet med en gjennomsnittlig økonomisk levetid for tiltakene
på 25 år.
Tabell 12. Nåverdi av energisparetiltak for Alternativ 2
Energikilde Real-rente Sparte energi-
kostnader
Ekstra
investerings-
kostnad
Nåverdi Tilbake-
betalings-
tid
4 % 145.000 kr 16 år El-
kjel 7 %
42.000 kr/år 510.000 kr
- 20.000 kr 21 år
4 % - 25.000 kr 24 årOlje-
kjel 7 %
43.000 kr/år 695.000 kr
- 200.000 kr 38 år
4 % 230.000 kr 14 årFjern-
varme 7 %
51.000 kr/år 568.000 kr
20.000 kr 18 år
7 med radiatorer
20
Alternativ 3: Referansebygg med varmepumpe
En varmepumpe med grunnvann fra borrebrønn som energikilde gir en god og stabil
varmekilde året rundt. En slik bergvarmepumpe forutsetter muligheten til å lage borehull i
80–150 meter dybde. For at grunnvarme skal være et økonomisk alternativ, bør det ikke
være for langt ned til fast fjell. Det bør være minst mulig overdekning av jord, leire, sand
osv., på grunn av de høye kostnadene for foringsrør ned til fast fjell. For en nærmere
beskrivelse varmepumpesystemer samt veiledning til prosjektering og drift av
varmepumper, henvises det til /18/ og /19/.
Varmepumpedata er mottatt fra firmaet Energisentrum AS, Skodje. Firmaet oppgir at
varmepumpen kan dekke 80–85 % av oppvarmingsbehovet, men vi har valgt å legge oss på
et noe lavere nivå, ca 70 %. Dette begrunnes i at energien fra varmepumpen også skal
brukes til å varme opp ventilasjonsluft, som trenger noe høyere vanntemperatur enn 35 °C
/VVS-konsulent Rolf Sørlie, Nordplan AS/. Gjennomsnittlig årsvarmefaktor8 er satt til 3.
Oppvarmingsbehovet for referansebygget er 149 kWh/m2/år (romoppvarming, ventilasjon
og vannoppvarming, dvs. summen av de 3 første postene i tabell 4). Medregnet
elektrokjelens virkningsgrad på 98 %, blir den totale energibruken til oppvarming 152
kWh/m2/år. Varmepumpa dekker 70 % av dette, dvs.:
152 · 0.7 = 106 kWh/m2/år
Med en årsvarmefaktor på 3, blir årlig strømtilførsel til varmepumpa:
106/3 = 35 kWh/m2/år
Dvs. at årlig energibruk til oppvarming er:
(152-106) + 35 = 81 kWh/m2/år
Tabell 13. Beregnet energibruk for Alternativ 3
Energipost Spesifikk
energibruk
kWh/m²år
Energibruk
kWh/år
Energikostnad *
kr/år
Romoppvarming,
varmebatteri og
tappevann
81
(35 VP, 46 kjel)
63 200
37.900
Vifter og pumper 27 21 060 12.600
Belysning 20 15 600 9.400
Utstyr 5 3 900 2.300
Totalt 133 kWh/m²år 104.000 kWh/år 62.000 kr/år
* Med en energipris på 60 øre/kWh
Effektbehovet er det samme som for referansebygget. Varmepumpen dekker ca. 40 % av
det totale effektbehovet til oppvarming. En elektrokjel dekker spisslasten, dvs. 60 % av
effektbehovet. Det er med andre ord ikke forutsatt noen ekstrakapasitet i kjelen som kan ta
hele varmelasten i tilfelle driftsstans for varmepumpa.
8 Årsvarmefaktor: Den mengde energi i form av varme som en varmepumpe leverer gjennom året, dividert
tilført energi til varmepumpesystemet. Jo høyere årsvarmefaktor, jo mer effektivt er varmepumpesystemet.
Se /18/ for en nærmere beskrivelse av forhold som påvirker varmepumpers effektivitet.
21
Lønnsomhetsberegning
Kostnader for varmepumpe og energibrønner er i anbudet til Iladalen barnehage beregnet
til 331.000 kr (se Alternativ 4). Denne prisen er også lagt til grunn her, selv om
varmepumpen som er spesifisert for Iladalen barnehage sannsynligvis er noe mindre enn
det som kreves for dette alternativet. Andre ekstrakostnader, i forhold til referansebygget,
er vannbårent distribusjonssystem og el-kjel. Basert på /10/ og /15/ anslås disse kostnadene
som følger:
Investeringskostnader for varmeanlegg for alternativ 3 (se tabell 5 for effektbehov):
Kostnader til vannbasert fordelingsnett9: 9.400 kr/kW · 32 kW = 301.000 kr
Kostnader til el-kjel: 2.600 kr/kW · 42 kW10 = 109.000 kr
Kostnader til vannbasert varmebatteri (ventilasjon): 1.000 kr/kW · 38 kW = 38.000 kr
De totale ekstra investeringskostnadene for Alternativ 3 blir dermed:
varmepupe + fordelingsnett + kjel + varmebatteri – kostnad varmeanlegg referanse
331.000 + 301.000 + 109.000 + 38.000 – 172.000 = 607.000 kr.
Tabell 14 oppsummerer lønnsomheten til energisparetiltakene i form av nåverdi og
tilbakebetalingstid. Det er regnet med en gjennomsnittlig økonomisk levetid på 20 år.
Tabell 14. Nåverdi av energisparetiltak for Alternativ 3
Real-rente Diskonterings-
faktor Sparte årlige
energikostnader Ekstra
investerings-
kostnad
Nåverdi Tilbake-
betalings-
tid
4 % 13.6 31.000 kr/år 607.000 kr -185.000 kr 32 år
7 % 10.6 31.000 kr/år 607.000 kr -278.000 kr 62 år
9 med radiatorer
10 totalt effektbehov til romvarme og ventilasjon for referansebygget (tabell 5), ganget med 0.6 (varmepumpa
dekker 40%).
22
Alternativ 4: Referansebygg med varmepumpe og effektiv
varmegjenvinning
Iladalen barnehage er prosjektert med bergvarmepumpe og et ventilasjonssystem med høy
varmegjenvinning (75 %). I følge Norsk Ventilasjon og Energiteknisk Forening, NVEF /5/
innebærer det ingen ekstrakostnad å velge en varmegjenvinner med 75 % virkningsgrad i
forhold til en med 60 % virkningsgrad. Dette er derfor et tiltak som i alle tilfelle bør
gjennomføres, gitt at man får et system som sikrer god luftkvalitet.
Alternativ 4 blir da tilsvarende som alternativ 3, bortsett fra at det har et ventilasjonssystem
med 75 % varmegjenvinning. Investeringskostnadene blir de samme, men energibehovet til
varmebatteriene i ventilasjonssystemet reduseres fra 61 kWh/m2/år (referansebygg, tabell
4) til 28 kWh/m2/år. Totalt energibehov til oppvarming blir da 116 kWh/m2/år (78 + 28 +
10, se tabell 4). Varmepumpa dekker 70 % av dette, dvs.:
116 · 0.7 = 81 kWh/m2/år
Med en årsvarmefaktor på 3, blir årlig strømtilførsel til varmepumpa:
81/3 = 27 kWh/m2/år
Dvs. at årlig energibruk til oppvarming er:
(116-81) + 27 = 62 kWh/m2/år
Tabell 15. Beregnet energibruk for Alternativ 4
Energipost Spesifikk
energibruk
kWh/m²år
Energibruk
kWh/år Energikostnad *
kr/år
Romoppvarming,
varmebatteri og
tappevann
62
(27 VP, 35 kjel)
47 500
28.500
Vifter og pumper 27 21 060 12.600
Belysning 20 15 600 9.400
Utstyr 5 3 900 2.300
Totalt 114 kWh/m²år 88.000 kWh/år 53.000 kr/år
* Med en energipris på 60 øre/kWh.
Tabell 16 viser tilhørende effektbehov til romoppvarming og oppvarming av
ventilasjonsluft.
Tabell 16. Effektbehov til oppvarming for Alternativ 4
Effektpost
varme
Spesifikt
effektbehov
Effektbehov
Romoppvarming 41 W/m² 32 kW
Varmebatteri 28 W/m² 22 kW
Totalt 69 W/m² 54 kW
Lønnsomhetsberegning
Kostnader for varmepumpe og energibrønner er i anbudet til Iladalen barnehage beregnet
til 331.000 kr. Andre ekstrakostnader, i forhold til referansebygget, er vannbårent
distribusjonssystem og el-kjel. Basert på /10/ og /15/ anslås disse kostnadene som følger:
23
Investeringskostnader for varmeanlegg for alternativ 4 (effektbehov fra tabell 16):
Kostnader til vannbasert fordelingsnett11: 9.400 kr/kW · 32 kW = 301.000 kr
Kostnader til el-kjel: 2.600 kr/kW · 32 kW12 = 83.000 kr
Kostnader til vannbasert varmebatteri (ventilasjon): 1.000 kr/kW · 22 kW = 22.000 kr
De totale ekstra investeringskostnadene for Alternativ 3 blir dermed:
varmepumpe + fordelingsnett + kjel + varmebatteri – kostnad varmeanlegg referanse
331.000 + 301.000 + 83.000 + 22.000 – 172.000 = 565.000 kr.
Tabell 17 oppsummerer lønnsomheten til energisparetiltakene i form av nåverdi og
tilbakebetalingstid. Det er regnet med en gjennomsnittlig økonomisk levetid på 15 år.
Tabell 17. Nåverdi av energisparetiltak for Alternativ 4
Real-rente Diskonterings-
faktor
Sparte årlige
energikostnader
Ekstra
investerings-
kostnad
Nåverdi Tilbake-
betalings-
tid
4 % 11.1 40.000 kr/år 565.000 kr - 121.000 kr 21 år
7 % 9.1 40.000 kr/år 565.000 kr - 201.000 kr 28 år
11 med radiatorer
12 totalt effektbehov til romvarme og ventilasjon fra tabell 16 ganget med 0.6 (varmepumpa dekker 40%).
24
Alternativ 5: Økt varmeisolasjon, behovsstyrt ventilasjon og lys,
vannbåren varme og varmepumpe
Dette alternativet er tilsvarende Alternativ 2, men har i tillegg en varmepumpe, som i
Alternativ 3 og 4. Det regnes med vannbårent oppvarmingssystem med el-kjel.
Oppvarmingsbehovet er på 77 kWh/m2/år (summen av de tre første postene i tabell 10).
Varmepumpa dekker 70 % av dette, dvs.:
77 · 0.7 = 54 kWh/m2/år
Med en årsvarmefaktor på 3, blir årlig strømtilførsel til varmepumpa:
54/3 = 18 kWh/m2/år
Dvs. at årlig energibruk til oppvarming er:
(77-54) + 18 = 41 kWh/m2/år
Tabell 18. Beregnet energibruk for Alternativ 5
Energipost Spesifikk
energibruk
kWh/m²år
Energibruk
kWh/år
Energikostnad *
kr/år
Romoppvarming,
varmebatteri og
tappevann
41
(18 VP, 23 kjel)
31 980
19.188
Vifter og pumper 27 21 060 12.600
Belysning 12 9 360 5.616
Utstyr 5 3 900 2.300
Totalt 85 kWh/m²år 66.000 kWh/år 40.000 kr/år
* Med en energipris på 60 øre/kWh
Tabell 19 viser tilhørende effektbehov til romoppvarming og oppvarming av
ventilasjonsluft.
Tabell 19. Effektbehov til oppvarming for Alternativ 5.
Effektpost
varme
Spesifikk
effektbehov
W/m²
Effektbehov
kW
Romoppvarming 28 W/m² 22 kW
Varmebatteri 25 W/m² 12 kW
Totalt 43 W/m² 34 kW
Lønnsomhetsberegning
Kostnader for varmepumpe og energibrønner er i anbudet til Iladalen barnehage beregnet
til kr. 331.000 (Alternativ 4). Effektbehovet til romoppvarming og varmebatteri for
Alternativ 5 er omtrent 60 % av Alternativ 4. På grunnlag av dette stipuleres en
varmepumpekostnad på kr 200.000 for Alternativ 5. Tiltak på bygningskropp og
ventilasjon er de samme som for Alternativ 1, dvs. kr. 375.000. Andre ekstrakostnader, i
forhold til referansebygget, er vannbårent distribusjonssystem og el-kjel. Basert på /10/ og
/15/ anslås disse kostnadene som følger:
Investeringskostnader for varmeanlegg for alternativ 5 (effektbehov fra tabell 19):
Kostnader til vannbasert fordelingsnett13: 9.400 kr/kW · 22 kW = 206.000 kr
Kostnader til el-kjel: 2.600 kr/kW · 20 kW14 = 52.000 kr
Kostnader til vannbasert varmebatteri (ventilasjon): 1.000 kr/kW · 12 kW = 12.000 kr
13 med radiatorer
14 totalt effektbehov til romvarme og ventilasjon fra tabell 19 ganget med 0.6 (varmepumpa dekker 40%).
25
De totale ekstra investeringskostnadene for Alternativ 3 blir dermed:
varmepumpe + isolerings- og ventilasjonstiltak fra Alt 2 + fordelingsnett + kjel + varmebatteri – kostnad
varmeanlegg referanse:
200.000 + 375.000 + 206.000 + 52.000 + 12.000 – 172.000 = 673.000 kr.
Tabell 20 oppsummerer lønnsomheten til energisparetiltakene i form av nåverdi og
tilbakebetalingstid. Det er regnet med en gjennomsnittlig økonomisk levetid på 20 år.
Tabell 20. Nåverdi av energisparetiltak for Alternativ 4
Real-rente Diskonterings-
faktor Sparte årlige
energi-kostnader Ekstra
investerings-
kostnad
Nåverdi Tilbake-
betalings-
tid
4% 13.6 53.000 kr/år 673.000 kr 47.000 kr 17 år
7% 10.6 53.000 kr/år 673.000 kr - 112.000 kr 23 år
26
Oppsummering av beregningene
Tabell 21 viser en sammenstilling av energibruk, investeringskostnader, nåverdi og
inntjeningstid for alle alternativene som er beregnet. Tabellen viser at energibehovet til
barnehagen kan halveres ved å innføre flere energisparetiltak. Nåverdien og
inntjeningstiden er kun vist for 4 % kalkulasjonsrente. Alternativ 1 er mest lønnsomt, mens
Alternativ 3 har dårligst lønnsomhet.
Det presiseres igjen at lønnsomhetstallene ikke er globalt gyldige for alle prosjekter, men
kan derimot variere mye fra prosjekt til prosjekt avhengig av lokale forhold. Tallene gir
likevel en indikasjon på de ulike tiltakenes relative lønnsomhet.
Det presiseres også at lønnsomheten er sterkt avhengig av hva man bruker som referanse.
Hvis man f.eks. sammenligner med et bygg med vannbåren oppvarming, vil alle
energisparetiltakene ha bedre lønnsomhet. F.eks. var det for Iladalen barnehage en
forutsetning at man skulle ha vannbåren varme, og energisparetiltakene vil i dette tilfelle
ha bedre lønnsomhet enn det som er vist i tabell 21.
Tabell 21. Sammenstilling av energisparetiltak.
Alternativ Energibruk
kWh/m2/år
Sparte årlige
energi-kostnader
kr
Ekstra
investering
kr
Nåverdi
kr
Tilbake-
betalingstid
år
0: Referanse
199
0
0
-
-
1: Isolasjon + effektiv
varmegjenvinning +
behovstyring +
elektrisk oppvarming
111
41.000
182.000
337.000
9
2: Isolasjon + effektiv
varmegjenvinning +
styring +
vannbåren varme
112
39.000
510.000
145.000
16
3: Varmepumpe
137
31.000
607.000
-185.000
32
4: Varmepumpe +
varmegjenvinning
114
40.000
565.000
-121.000
21
5: Isolasjon +
varmegjenvinning +
styring +
varmepumpe
85
53.000
613.000
47.000
17
2004-kroner
27
INNEKLIMA-PARAMETERE SOM PÅVIRKER ENERGIBRUK
Energisparing skal ikke gå på bekostning av kvaliteten på inneklimaet. Beregninger av
energibruk og måling av reel energibruk skal derfor relateres til inneklima. I dette kapitlet
omtales et utvalg inneklimaparametere.
Oversikt over krav til inneklima
Når det gjelder funksjonskrav til inneklima legger Miljøavdelingen i Trondheim kommune
til grunn at anbefalinger gitt i følgende veiledere og normer skal tilfredsstilles:
Veileder til forskrift om miljørettet helsevern i barnehager og skoler. Statens helsetilsyn.
Internettadresse: http://www.lovdata.no/for/sf/ho/xo-19951201-0928.html
Inneklima. En veileder for kommunehelsetjenesten. IK-2489. Statens helsetilsyn.
Internettadresse:
http://www.helsetilsynet.no/upload%5Cpublikasjoner%5Cveiledningsserien%5Cinnekli
ma_veileder_kommunehelsetjenesten_ik-2489.pdf
Anbefalte faglige normer for inneklima. Folkehelseinstituttet.
Internettadresse: http://www.fhi.no/dav/249C03CEC6614E87862368DA175E7A31.pdf
NS-EN ISO 7730 om termisk miljø
NS 8175 Lydforhold i bygninger. Lydklassifisering av ulike bygningstyper
Miljøverndepartementets retningslinjer for vegtrafikkstøy. T-8/79
Selskapet for lyskultur – belysningsstyrke
Ren veiledning til teknisk forskrift til Plan- og bygningsloven 1997
*
Et utvalg inneklimaparametere er omtalt i kapitlene som følger. For øvrig vises til
kildematerialet som er listet opp over.
Termisk miljø
Klipp fra Anbefalte faglige normer for inneklima. Folkehelsa
Termisk klima - Anbefalte krav
Anbefalte temperaturkrav er angitt i Europeisk standard EN ISO 7730 (fastsatt som norsk
standard NS-EN ISO 7730). De anbefalte verdiene inkluderer operative temperaturer for
vinter og sommer på henholdsvis 20–24 oC (for eksempel 22 oC +/- 2 oC) og 23–26 oC (for
eksempel 24.5 oC +/- 1.5 oC)
Ved operativ temperatur mellom 20–24 oC bør maks lufthastighet ikke overstige 0.15 m/s i
oppholdssonen. Man bør være klar over at hurtige endringer i lufthastighet kan gi trekk
selv om den gjennomsnittlige lufthastigheten er lav.
Under normale forhold har variasjoner i luftens fuktighet innenfor variasjonsområdet 20–
60 % relativ fuktighet, liten innflytelse på hvordan inneklimaet oppleves. I Sverige har
Socialstyrelsen vurdert forholdene som hygienisk ugunstige dersom gjennomsnitts
luftfuktighet overstiger 7 g vann/kg tørr luft sammenhengende gjennom døgnet i
fyringssesongen eller mer enn 45 % RF.
28
Luftfuktighet
For høy luftfuktighet kan bidra til lukt, mugg, bygningsskader o.l. Bruk av luftfuktere
frarådes.
---
Trondheim kommune har i dag ikke kunstig befuktning i sine barnehager. Kravet er at
kondensasjon ikke skal forekomme på flater i rommene. Mugglukt og synlig muggsopp
skal ikke forekomme. Dersom det kommer enkelte barn som har spesielle behov, skal det
gjøres tiltak, for eksempel settes inn luftfukter i noen rom.
Gulvtemperatur
I garderober og inngangspartier, der det er behov for opptørking av fukt, brukes oftest
gulvvarme.
Lekerommene i de aller fleste barnehagene i Trondheim kommune har radiatorer plassert
under vinduer for å hindre kaldras. Radiatorer skal ikke ha høyere overflatetemperatur enn
60 oC. Lekerom som ligger i første etasje har også noe gulvvarme av hensyn til komfort for
barna som leker mye på gulvet. Kommunen har ikke ønsket å bruke bare gulvvarme, fordi
det kan medføre treg temperaturregulering.
Det har vært reist spørsmål om hvorvidt det er nødvendig med gulvvarme i oppholdsrom.
Dersom en velger å ikke legge gulvvarme, bør følgende forhold vektlegges:
1. Høy overflatetemperatur. For gulv på grunn bør det være minst 200 mm isolasjon, helst
mer, og isolasjonen bør være så nær overflatesjiktet som mulig. Dvs. at det er noe
bedre med oppforet tregulv over betonggulv (tilfarergulv), enn isolasjon under
betongplate (gulv på grunn).
2. Overflatesjikt med lav varmeledningsevne. Det kan være, i nevnte rekkefølge: Kork,
furugulv eller parkett (min. 14 mm). Laminatgulv eller tynne gulvbelegg (PVC eller
Linoleum) over betongplate er ikke gode løsninger uten gulvvarme.
Atmosfærisk miljø
Karbondioksid (CO2) gir et bilde av luftskiftet i et rom der mennesker antas å være den
dominerende forurensningskilden, på grunn av utåndingsluftens innhold av CO2. CO2-
nivået, målt i pustesonen, skal ikke overstige 1 000 ppm.
Akustisk miljø
Klipp fra Anbefalte faglige normer for inneklima. Folkehelsa
Støy fra tekniske installasjoner
Støy fra tekniske installasjoner kan omfatte bl.a. sus og lavfrekvent støy fra
ventilasjonsaggregat som forplanter seg gjennom ventilasjonskanalene, sus fra tillufts-,
avtrekksventiler og kanalnett samt støy fra PC-er, kopimaskiner o.l., lysarmatur og andre
tekniske installasjoner. Ventilasjonsstøy skyldes ofte dårlig planlegging og/eller utførelse
av ventilasjonsanlegget og bør kunne unngås. Eksisterende støysituasjoner kan også løses
forholdsvis enkelt ved utbedring av anlegget, for eksempel ved å montere såkalte
"lydfeller" på kanalene eller ved å omregulere ventilasjonsanlegget. Byggeforskriftene har
klare bestemmelser om støy fra tekniske installasjoner. Dette gjelder både støynivået
innendørs og utendørs. I tillegg har ventilasjonsbransjen egne retningslinjer for støy.
29
Aktinisk miljø
Et mål er å skape gode lysforhold for barna og alle ansatte og samtidig minimalisere bruk
av elektrisk lys. Anbefalinger til ulike dagslysparametere er tatt med i vedlegget.
Kontroll av elektrisk lys
For å kunne spare energi er det nødvendig med et lysstyringsanlegg som automatisk styrer
elektrisk belysning etter dagslysnivået. Ved hjelp av dagslyssensorer, plassert i taket eller i
lysarmaturene, kan den elektriske belysningen reguleres slik at summen av elektrisk
belysning og dagslys gir en valgt belysningsstyrke. Det anbefales å sette belysningsstyrken
på gulvet i oppholdsrommene til minimum 300 lux, fordi barna ofte leker på gulvet. På
arbeidsplanet i kontorene bør belysningsstyrken være minimum 500 lux.
All erfaring fra norsk praksis tilsier at lyset vil stå på dersom styringen av lyset overlates til
brukerne. For å unngå dette bør rom utstyres med tilstedeværelsesdetektorer som kobles til
lysstyringsanlegget.
PROSJEKTOPPFØLGING OG ETTERPRØVING
For at de forutsatte ytelser, bygningsteknisk og installasjonsteknisk, skal tilfredsstilles, og
den simulerte energibruken skal oppnås, er det viktig med en kvalitetssikring av
prosjekterings- og byggeprosessen.
Prosjektering
I prosjekteringsfasen er det særlig viktig med fokus på følgende:
Tegning/prosjektering av konstruksjonsdetaljer: overgang tre/mur, overgang gulv–
yttervegg (både gulv på grunn og mot kjeller/parkeringsgarasje), detaljer rundt vinduer
og dører, overgang yttervegg–yttertak og detaljer for takterrasser.
Prosjektering av ventilasjonsanlegget for å oppnå lavt trykktap, lavt støynivå og trekkfri
lufttilførsel. Det bør også fokuseres på at kanaler skal være lett å inspisere.
Bygging
Det bør være en systematisk kvalitetssikring av at de prosjekterte ytelser oppnås. Dette kan
utføres ved bruk av kontrollplaner, sjekklister og ved inspeksjon.
Verifisering og evaluering
Det bør foretas en verifisering av at prosjekterte ytelser for bygningen og de tekniske
anleggene er oppnådd, og evaluering av hvordan brukerne oppfatter bygget. Dette kan
gjøres ved hjelp av fysiske målinger, f.eks. tetthetsmåling, termofotografering og måling
av luftmengder før overtagelse. Videre kan en analysere energistatistikk fra
energioppfølgingssystemet og foreta spørreundersøkelser etter at bygget er satt i drift.
Engangstester
Kontroll av varme- og ventilasjonsanleggenes funksjon og kapasitet inngår i prosedyren
rundt overtakelsen av bygget. Det bør være minst ett års garantitid etter overtakelse, med
overvåking og feilretting. Det bør gjøres målinger av:
Ventilasjonseffektivitet
Virkningsgrad av spesielle komponenter, f.eks. varmepumpe og varmevekslere
Lufttetthet i omhyllningsflater
30
I tillegg bør det gjøres målinger av:
Dagslysfaktorer
Belysningsstyrke
Engangstestene skal sammenlignes med kravspesifikasjonene.
Kontinuerlige målinger
Ved hjelp av SD-anlegget (Sentral Driftskontroll) bør det gjøres kontinuerlige målinger av:
Formålsdelt elektrisitetsforbruk (ideelt sett fordelt på alle postene i EU-direktivet:
oppvarming, ventilasjon, varmtvann, vifter og pumper, belysning, diverse utstyr og
eventuelt kjøling)
Eventuelt oljeforbruk
I tillegg til energibruk bør det måles:
CO2-nivå inne
Luftfuktighet inne
Lufttemperatur inne og ute
De kontinuerlige målingene skal sammenlignes med energikalkylene. Det bør regnes med
en overvåkningsperiode på 12 måneder før varme- og ventilasjonsanleggene fungerer
optimalt.
Spesielle prøver
Ved tvil og klager skal det tas prøver av:
Støvpartikler, fukt, sopp, mugg
Luftbevegelse (sporgass)
Lufttrykk inne
Overflatetemperaturer
Lydnivå
Basis for design
Ikke alltid blir byggene brukt slik en antok i planleggings- og prosjekteringsfasen. Når
målinger og etterprøvinger skal sammenlignes med kravspesifikasjoner og prediksjon, må
en ha i mente de forutsetninger som ble gjort i designfasen:
Bruk av ulike romtyper (aktivitetsbeskrivelse, tidsrom i bruk, avgivelse av forurensing
og varme)
Aktivitetsnivå (stillesittende, …)
Bekledning (ulike funksjoner, sommer/vinter)
Brukernes kjennskap til bygget og medvirkning i forbindelse med styring av inneklimaet
31
REFERANSER
1. NOU 1997:27. ”Nytte-kostnadsanalyser. Prinsipper for lønnsomhetsvurderinger i
offentlig sektor”, Utredning fra et utvalg oppnevnt av Finans- og tolldepartementet
6. mai 1994. Avgitt 24. september 1997.
2. Norsk standard NS 3454, ”Årskostnader for bygninger”, Norges
Byggstandardiseringsråd 1988.
3. Finn Roar Aune, ”Fremskrivninger for kraftmarkedet til 2020. Virkninger av
utenlandskabler og fremskyndet gasskraftutbygging”, Statistisk Sentralbyrå
Rapport 2003/11, Oslo.
4. Trondheim Byggservice, ”Energibruk i bygninger 2003”,
www.trondheimbyggservice.no
5. M. Eriksson, “Energieffektiv ventilasjon”, Norsk Ventilasjon og Energiteknisk
Forening, NVEF, Fagtreff 7. oktober 2004, www.nvef.no.
6. T. H. Dokka, T. Havik, A. Bjørnseth, AG Lien, ”Utvikling og optimalisering av
bygningselementer for vegger, tak og gulv med ekstra isolasjonstykkelser”.
SINTEF rapport: STF22 FO2503, Trondheim, Februar 2002.
7. M. Thyholt, ”Revidering av U-verdikrav for vinduer og glassfelt”, SINTEF Rapport
STF22 A02515, Trondheim, 2002.
8. M. Thyholt, ”Kostnadseffektive tiltak på vinduer med lav U-verdi”, SINTEF
Rapport STF22-A03501, Trondheim, 2003.
9. HolteProsjekt Kalkulasjonsnøkkelen 2003.
10. Anbud Stabburet og Iladalen barnehager, Trondheim kommune 2004.
11. M. Thyholt og T. H. Dokka, ”Nye forskriftskrav til bygningers energibehov”,
SINTEF Rapport STF22 A03524, Trondheim, 2003.
12. L.Amdahl, ”Kostnader og løsninger ved vannbåren varme i bygg”, VVS landsmøte
i Stavanger 8–10 mai 2003, www.varmeinfo.no.
13. F. H. Holm, ”Økonomi i byggesaker”, Universitetsforlaget, Oslo, 1983.
14. T. Pettersen m.fl., ”Infiltrasjon og lufttetthet til bygninger – Statusrapport”, Norges
Byggforskningsinstitutt, 2003.
15. T. Wigenstad, ”Energioptimal utførelse av nye bygninger”, SINTEF-rapport STF22
A04521, Trondheim, 2004.
16. ”Inneklima i bygninger, versjon 2.05”, Avansert dynamisk simuleringsprogram for
simulering av inneklima og energibruk. ProgramByggerne ANS 2004,
www.programbyggerne.no.
17. M. Mysen, K. Polak, F. Valasjø, "Energieffektiv viftedrift.
Prosjekteringsveiledning", Statsbygg, Luftsfartsverket, NVE, 2000.
http://www.statsbygg.no/veiledning/EnergieffektivViftedrift.pdf.
18. J. Stene, M. Brånås, "Temahefte. Varmepumper i boliger", SINTEF Rapport TR
A5703, Trondheim, 2004.
http://www.enova.no/dialog.aspx?action=file&fileid=298
19. http://www.statsbygg.no/varmepumpeveileder/varmepumpe.htm.
20. T. H. Dokka, T. D. Pettersen, B. Helleren, ”Forslag til energimerkeordning for nye
boliger – Forprosjekt”, SINTEF Rapport STF22 A030503, Trondheim, 2003.
21. T. H. Dokka, T. Wigenstad, L. Myhre, ”Energimerking av nye boliger –
Hovedprosjekt”, SINTEF Rapport SFT A01015, Trondheim, 2004.
22. Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16
December 2002 on the energy performance of buildings:
http://www.be.no/PDFs/Energidirektiv.pdf
32
VEDLEGG
33
Eksempler på tetting, isolasjon og bryting av kuldebroer
Yttervegg
12-15 mm innv.kledning
Plastfolie
36 x 198 mm /200 mm
min.ull
12 mm asfalt vindtett
48 x 48 mm/50 mm
min.ull
Vindtett papp (svartpapp)
13 mm sløyfer
22 mm utvendig kledning
U-verdi: 0.16 W/m2K
Horisontalsnitt
Stendere
Utvendig kledning
20 mm ventilert hulrom
Vindsperre
50 med mer trykkfast isolasjon,
klasse 33
Isolasjon
Dampsperre
Innvendig kledning
Tetting rundt vinduer
og dører
Ekstra vindtetting
utvendig: papp trekkes
inn under beslag
Dampsperre
Vindsperre
Karm
Mineralull
Bunnfyllingslist og fugemasse
Foring
Beslag
Vannbrett
Termografering
Testing av varmeisolasjon
og tetthet
Foto: Bjørn Wachenfeldt
Tak
Isolering av tak med I-
profiler
Taktekking
Taktro
48x48 mm oppforing
Ventilert hulrom
Vindsperre
I-profiler
47x47 mm
Isolasjon
Dampsperre
Himling
34
Gulv på grunn
Parkett/fliser
80 mm betongplate
150 mm EPS
0.2 mm plastfolie
100 mm EPS
200 – 300 mm gruslag
Sprengsteinsfylling
U-verdi: 0.10 W/m2K
Kuldebroverdi: ψ = 0.02
W/mK
Illustrasjon fra
håndbok om passiv klimatisering, SINTEF
Ringmur
Prefabrikkert
ringmurselement med
kuldebrobryter (0.01
W/mK)
Betonggulv
Plastfolie
Gulvisolasjon
Yttervegg – gulv
Tommelfinger-regler:
Bryt betong-
konstruksjoner med
min. 100 mm isolasjon
Bryt bindingsverk av
tre med min. 50 mm
isolasjon
Betong
Kuldebrobryter av 70 mm
trykkfast isolasjon i klasse 36,
eventuelt utforet 68 mm
bindingsverk med 70 mm
isolasjon i klasse 36
Illustrasjonene er hentet Byggdetaljer i Byggforskserien, der ikke annet er nevnt
Beregning av kuldebroer
Det samlede transmisjonsvarmetapet, Φ, fra bygningen beregnes som:
Φ = ΣUo· A · ∆θ + ΣΨ · l · ∆θ (W)
Uo = varmekonduktivitet for konstruksjonsdelen uten kuldebro (W/m2K)
A = konstruksjonsdelens areal (m2), innvendig målt
∆θ = temperaturforskjell over konstruksjonen (K)
Ψ = kuldebroverdien (lineær varmegjennomgangskoeffisient) (W/mK)
l = kuldebroens lengde (m), innvendig målt.
For bindingsverkskonstruksjoner øker varmetapet typisk med 5–1 % når man tar hensyn til
kuldebroer, mens for betong- og stålkonstruksjoner kan varmetapet øke med 50–100 %!
35
Anbefalinger vedrørende dagslys og kunstlys
Belysningsnivå
Den britiske «CIBSE Code for Interior Lighting (1984)» gir en klar definisjon av dagslys-
dominert areal:
«If electric lighting is not normally to be used during daytime hours, the average daylight
factor should not be less than 5%. It is important that the distribution of the light is even in
the room or supplementary electric lighting may be required. …. If electric lighting is to be
used during the daytime the average daylight factor should not be less than 2%, if it is then
the general appearance of the room will be of an electrically lit interior.»
Det settes høyeste krav til dagslysnivå for de arealene som brukes mest i løpet av dagen.
Derfor bør en sikte på å oppnå følgende gjennomsnittlig dagslys-faktor (DF):
DFmid 5 % i leke- og oppholdsrom
DFmid 3 % i kontorer
DFmid 2 % i birom som korridorer, garderober, etc. dersom de arkitektoniske løsningene
gjør det mulig.
I tillegg til gjennomsnittlig dagslysnivå i rommene må det sørges for en jevn fordeling av
dagslyset. Derfor settes det krav til minimum dagslys-faktor:
DFmin 1 % i leke- og oppholdsrom
Blending
Dagslysåpninger, elektriske armaturer og eventuelle reflekterende flater bør ikke gi
sjenerende blending. Blending fra direkte eller reflektert sollys er spesielt viktig å unngå i
leke- og oppholdsrom og ved faste arbeidsplasser på kontorer.
Luminansfordeling / kontrast
Oppmerksomheten tiltrekkes mot soner med høyeste luminans. En bør derfor etablere
enkelte soner som har høyere belysningsstyrke enn ellers i rommet, soner der en ønsker å
samle barna for felles aktiviteter som høytlesing, spising, lek, etc. Høyere lysnivå vil bidra
til høyere luminans av ansattes og kameratenes ansikter. Gjenstander, møbler og overflater
i rommet vil tre i bakgrunnen. Men for store forskjeller i luminans gjør at øye er utsatt for
kontinuerlige, raske adaptasjoner, noe som reduserer synskomforten betraktelig. Derfor
stilles det krav til maksimale luminansforskjeller, som spesifisert i tabellen nedenfor.
S
y
nsob
j
ekt/s
y
nsfelt 3 : 1
S
y
nsob
j
ekt/om
g
ivelse
r
10 : 1
Maksimum luminanskontrast i rommet 40 : 1
Maksimale luminansforskjeller er satt i henhold til IESNA RP-1 VDT Lighting Standard.
Modellering
Lyset bør ha en slik retningsfordeling at tredimensjonale objekters form og tekstur blir
avdekket. En god modellering kan oppnås hvis en primær lyskilde, for eksempel et vindu,
suppleres med en sekundær lyskilde som vil myke opp skyggene. Den sekundære lyskilden
bør være noe svakere og bør plasseres på motsatt side av rommet.
Lysets modelleringsevne er spesielt viktig for de minste barna, som lærer omverden å
kjenne ved å iaktta mennesker, gjenstander og rom.
36
Lysfarge
Lysets spektralfordeling bør gi tilstrekkelig god fargegjengivelse. Den beste
dagslysbelysningen oppnås når rommene får både sollys og kjølig himmellys, helst i så
mange timer i løpet av året som mulig.
Kunstlys med høy fargegjengivelsesindeks bør brukes i leke- og oppholdsrom fordi barna
leker mye med form og farge.
37
Tegninger av Iladalen barnehage
Barnehagen er dimensjonert for 72 barnehageplasser (storbarnsekvivalenter). Bygningen er
et trehus med pulttak og består av en langstrakt bygningskropp i én etasje, med unntak av
en mindre del mot nord der bygget har to etasjer. I den delen som har to etasjer ligger
hovedinngangen og rom for administrasjon og personalet.
sør
nord
Plan 1. etasje Plan 2. etasje
Fasade mot nord Fasade mot sør Snitt
38
Fasade mot vest
Fasade mot øst
Snitt
ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.
For gulv på grunn bør det vaere minst 200 mm isolasjon, helst mer, og isolasjonen bør vaere så naer overflatesjiktet som mulig. Dvs. at det er noe bedre med oppforet tregulv over betonggulv (tilfarergulv), enn isolasjon under betongplate
  • Høy Overflatetemperatur
Høy overflatetemperatur. For gulv på grunn bør det vaere minst 200 mm isolasjon, helst mer, og isolasjonen bør vaere så naer overflatesjiktet som mulig. Dvs. at det er noe bedre med oppforet tregulv over betonggulv (tilfarergulv), enn isolasjon under betongplate (gulv på grunn).
Revidering av U-verdikrav for vinduer og glassfelt
  • M Thyholt
M. Thyholt, "Revidering av U-verdikrav for vinduer og glassfelt", SINTEF Rapport STF22 A02515, Trondheim, 2002.
Nye forskriftskrav til bygningers energibehov Kostnader og løsninger ved vannbåren varme i bygg Økonomi i byggesaker
  • Anbud Stabburet Og Iladalen Barnehager
  • Trondheim Kommune
Anbud Stabburet og Iladalen barnehager, Trondheim kommune 2004. 11. M. Thyholt og T. H. Dokka, " Nye forskriftskrav til bygningers energibehov ", SINTEF Rapport STF22 A03524, Trondheim, 2003. 12. L.Amdahl, " Kostnader og løsninger ved vannbåren varme i bygg ", VVS landsmøte i Stavanger 8–10 mai 2003, www.varmeinfo.no. 13. F. H. Holm, " Økonomi i byggesaker ", Universitetsforlaget, Oslo, 1983. 14. T. Pettersen m.fl., " Infiltrasjon og lufttetthet til bygninger – Statusrapport ", Norges Byggforskningsinstitutt, 2003.
Fremskrivninger for kraftmarkedet til 2020. Virkninger av utenlandskabler og fremskyndet gasskraftutbygging
  • Aune Finn Roar
Finn Roar Aune, "Fremskrivninger for kraftmarkedet til 2020. Virkninger av utenlandskabler og fremskyndet gasskraftutbygging", Statistisk Sentralbyrå Rapport 2003/11, Oslo.
Kostnadseffektive tiltak på vinduer med lav U-verdi
  • M Thyholt
M. Thyholt, "Kostnadseffektive tiltak på vinduer med lav U-verdi", SINTEF Rapport STF22-A03501, Trondheim, 2003.
Energioptimal utførelse av nye bygninger Inneklima i bygninger, versjon 2.05 " , Avansert dynamisk simuleringsprogram for simulering av inneklima og energibruk
  • T Wigenstad
T. Wigenstad, " Energioptimal utførelse av nye bygninger ", SINTEF-rapport STF22 A04521, Trondheim, 2004. 16. " Inneklima i bygninger, versjon 2.05 ", Avansert dynamisk simuleringsprogram for simulering av inneklima og energibruk. ProgramByggerne ANS 2004, www.programbyggerne.no.
www.trondheimbyggservice.no 5. M. Eriksson Energieffektiv ventilasjon
  • Trondheim Byggservice
Trondheim Byggservice, " Energibruk i bygninger 2003 ", www.trondheimbyggservice.no 5. M. Eriksson, " Energieffektiv ventilasjon ", Norsk Ventilasjon og Energiteknisk Forening, NVEF, Fagtreff 7. oktober 2004, www.nvef.no.
Det kan vaere, i nevnte rekkefølge: Kork, furugulv eller parkett (min. 14 mm) Laminatgulv eller tynne gulvbelegg
  • Overflatesjikt Med Lav Varmeledningsevne
Overflatesjikt med lav varmeledningsevne. Det kan vaere, i nevnte rekkefølge: Kork, furugulv eller parkett (min. 14 mm). Laminatgulv eller tynne gulvbelegg (PVC eller Linoleum) over betongplate er ikke gode løsninger uten gulvvarme.
Utvikling og optimalisering av bygningselementer for vegger, tak og gulv med ekstra isolasjonstykkelser
  • T H Dokka
  • T Havik
  • A Bjørnseth
  • A G Lien
T. H. Dokka, T. Havik, A. Bjørnseth, AG Lien, "Utvikling og optimalisering av bygningselementer for vegger, tak og gulv med ekstra isolasjonstykkelser". SINTEF rapport: STF22 FO2503, Trondheim, Februar 2002.
Energieffektiv viftedrift ProsjekteringsveiledningTemahefte. Varmepumper i boliger http://www.enova.no/dialog.aspx?action=file&fileid=298 19 Forslag til energimerkeordning for nye boliger – Forprosjekt
  • M Mysen
  • K Polak
  • F Valasjø Statsbygg
  • Nve Luftsfartsverket
  • J Stene
  • M Brånås
  • T D Pettersen
  • B Helleren
M. Mysen, K. Polak, F. Valasjø, "Energieffektiv viftedrift. Prosjekteringsveiledning", Statsbygg, Luftsfartsverket, NVE, 2000. http://www.statsbygg.no/veiledning/EnergieffektivViftedrift.pdf. 18. J. Stene, M. Brånås, "Temahefte. Varmepumper i boliger", SINTEF Rapport TR A5703, Trondheim, 2004. http://www.enova.no/dialog.aspx?action=file&fileid=298 19. http://www.statsbygg.no/varmepumpeveileder/varmepumpe.htm. 20. T. H. Dokka, T. D. Pettersen, B. Helleren, " Forslag til energimerkeordning for nye boliger – Forprosjekt ", SINTEF Rapport STF22 A030503, Trondheim, 2003. 21. T. H. Dokka, T. Wigenstad, L. Myhre, " Energimerking av nye boliger – Hovedprosjekt ", SINTEF Rapport SFT A01015, Trondheim, 2004. 22. Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16