Ansökan om utvecklingsprojekt inom Lågan Energieffektiv idrottshall genom dygnslagring av spillvärme

Transkript

1 Ansökan om utvecklingsprojekt inom Lågan Energieffektiv idrottshall genom dygnslagring av spillvärme Allmänna uppgifter Projekttitel Energieffektiv idrottshall genom dygnslagring av spillvärme Datum Intressenter Örebroporten, Fastighetsnätverket Örebro, Mälardalen högskola Sammanfattning I Örebro byggs allt fler idrottshallar och de nyttjas och hyrs ut till allt fler aktiviteter. Dessa lokaler har ofta en betydande energianvändning. Genom att nyttja byggnaden och tillhörande värmesystems tröghet tillsammans med hur och när byggnaden används bedöms energianvändningen kunna minska. Det kommunala bolaget Örebroporten vill pröva ett mer dynamiskt värmesystem där spillvärme från duschar och ventilation lagras över dygnet i byggnadens bottenplatta. Värmen utnyttjas sedan nattetid genom ett golvvärmessystem. Systemet medför korta omställningstider för att snabbt kyla eller värma lokalerna samtidigt som energianvändningen hålls nere. Systemet är dynamiskt så till vida att man kan bestämma när man vill göra byggnaden extra trög för att spara energi. Det görs nattetid då lagrad värmeenergi i betongplattan används. Pilotprojekt avser att utvärdera vilken potential till energieffektiviseringen som är möjlig tillsammans med projektets merkostnader. Pilotprojektet syftar till att ge svar på: bottenplattans förmåga att hantera dygnslagring av värme och potential till driftoptimering som det medför potential till återvinning av duschvatten med värmeväxlare och minskad energianvändning för varmvattenbehov följa hur temperatur i borrhål förändrar sig över tid på tre olika djup. Projektet bedöms ha goda förutsättningar för spridning då antalet idrottshallar ökar framöver. Principer för bottenplattans förmåga att hantera dygnslagring av värme bedöms vidare kunna överföras till alla typer av värmesystem. Motivering Genom att utvärdera detta pilotprojekt fås underlag kring vilken potential till energieffektivisering som är möjlig tillsammans med projektets merkostnader. Pilotprojektet har stor relevans både internt inom Örebro kommun men också för andra intressenter då allt fler idrottshallar byggs. 1

2 Bakgrund I Örebro byggs allt fler idrottshallar och de nyttjas i all större utsträckning. Idrottshallar har ofta en betydande energianvändning vilket bl.a. presenterats i projektet STIL2 Energianvändning i idrottsanläggningar - Förbättrad statistik för lokaler. Ofta projekteras och byggs idrottshallar på ett traditionellt sätt även om större hänsyn idag tas till t.ex. bättre klimatskal och solinstrålning. Men med ett förnyat tänk där byggnaden och tillhörande värmesystems tröghet nyttjas tillsammans med hur lokalerna används bedöms energianvändningen kunna minska ytterligare. Dessa lokaler har ofta en liknande utformning och nyttjas på ett likartat sätt som bidrar till att utvärderade resultat kan spridas till många intressenter och få ett stort utfall. Mål En uppskattad bedömning, med hjälp av beräkningsprogram samt handräkning, har givit att byggnadens dynamiska värmesystem kan minska energiprestandan från 165 till 66 kwh/m 2. Dessa siffror utgår från kraven för BBR 24 samt att man räknar med verklig varmvattenanvändning. En tydligare fördelning av byggnadens energibehov presenteras i Tabell 2. Då byggnaden är på m 2 (Atemp yta) medför det att byggnadens energianvändning minskar med kwh per år, i förhållande till om den uppförts på traditionellt sätt. Genomförande Det kommunala bolaget Örebroporten vill pröva ett mer dynamiskt värmesystem som med tillhörande styrning kan minska energianvändningen avsevärt. Spillvärme från duschar och ventilation tas till vara för att lagra den värmeenergin i byggnadens bottenplatta över dygnet. Under natten nyttjas den lagrade värmeenergin genom att fördela den till ett ytligt liggande golvvärmessystem. Den ytligt placerade golvvärmen ger möjlighet att använda mer lågvärdig värme till byggnadens golvvärmesystem för att bromsa upp hallens avsvalningsförlopp nattetid. Det medför att lokalen inte behöver värmas upp nattetid, under stora delar av året. Samma system kan även användas för att ge möjlighet till att kyla lokalen via golvslingor sommartid. Tabell 2 nedan redovisar skillnader i energibehov mellan ett traditionellt utförande enligt BBR24 och den lågenergibyggnad Örebroporten har ambitionen att upprätta. Tabell 2 Jämförelse av byggnadens energibehov mellan BBR24 och lågenergibyggnad Energibehov Energikrav enligt BBR24 [kwh/m 2 ] Projekterad energianvändning [kwh/m 2 ] Värmebehov 62,5 4,5 Fastighetsel 13,5 22,5* Varmvatten Totalt * Uppskattad fördelning av elbehov (Fläktar 11,5, Pumpar 4,0 respektive 7,0 kwh/m 2 för värmepump) Byggnadens energianvändning bedöms kunna minska från 165 till 66 kwh/m 2 genom byggnadens dynamiska värmesystem och tillhörande åtgärder. Förutom dygnslagring av spillvärme genomförs flera åtgärder för att minska byggnadens energianvändning vilket presenteras översiktligt i nästa avsnitt med syfte att visa på byggnadens 2

3 helhetstänk kring energieffektivisering. En översiktlig bild av värmesystemet och hur systemen samverkar presenteras i Bilaga 1. Sammanställning av åtgärder för minskad energianvändning Byggnadens medel U-värde uppgår till 0,16 W/m 2,K vilket möjliggör att värme och ventilationssystem kan arbeta med lägre temperaturer Byggnadens bollhall förses med spillvärme från duschvatten där värmen växlas genom en rör i rör värmeväxlare (ca 35 m lång med en värmeöverförande area på ca 7,4m 2 ). Det innebär att systemet behöver spetsas med mer värme nattetid endast då det är som kallast ute vintertid. Duschvattnets avloppstemperatur uppskattas sänkas med tre grader. Värmen mellanlagras i byggnadens bottenplatta. Varmvatten förvärms upp till ca 24 grader genom två rör i rör värmeväxlare (ca 43 m långa med en värmeöverförande area på ca 9,1 m 2 ). Byggnadens värmepump är kopplad till borrhål som förvärmer varmvatten ytterligare upp till ca 35. Värmepumpen har en värmefaktor på 4,5. Resterande värmebehov spetsas med fjärrvärme. En mindre värmepump med en värmefaktor på 6,0 hämtar värme ur borrhål och täcker uppvärmningens baslast med golvvärme. Borrhålet förvärmer uteluften till ventilationsaggregatet vintertid och kyler sommartid vid behov. Vid behov kan kyla även ledas ut till den ytliga golvvärmen och kylbatterier till ventilationen. Ventilationsaggregatet förser lokalerna med undertempererad luft. Den roterande värmeväxlaren klarar av att värma luften, utan värmetillskott under större delen av året, då uteluften förvärms. Lokalerna förses med styrning för variabel behovsstyrd ventilation vilket ger lägre elanvändning samt att värmeåtervinningen förbättras. Värme från frånluften värmer upp energilagret i bottenplattan vid behov. Då värmebehov inte föreligger används lagrad värme i bottenplattan för att värma frånluften och förbättra ventilationsaggregatets värmeåtervinning. Den ytligt liggande golvvärmen kommer att kunna ta ca 0,5 grader från duschvattnet och fördela ut det på golvvärmekretsarna vilket innebär att golvet kommer att fungera som en värmeväxlare. Styrutrustningen tar hänsyn till den lagrade värmen i byggnaden och tillåter att innetemperaturen i hallen sjunker nattetid vilket möjliggör att spillvärmen utnyttjas Utvärdering I samband med att bygganden projekteras tas en mätplan fram för att säkerställa att all relevant mätdata inkluderas för att kunna utvärdera projektet. I byggnadens driftkort för styr- och reglerutrustning framgår var energimätning kommer att ske samt var givare sitter (se bilaga 1 för placering av de flesta givarna). Mätdata från alla givare sparas och kan följas upp, hur täta mättillfällen som är relevant kan bestämmas individuellt då mätdata från energimätare kommer lagras på timbasis i en SQL-databas. Fokus i utvärderingen kommer att ligga på följande tre punkter: 3

4 Utvärdering av bottenplattans förmåga att hantera dygnslagring av energi och de nya potentialer för drift som det medför. Principerna kan överföras till alla typer av värmesystem Även rör i rör värmeväxlarna för återvinning av duschvatten kommer att studeras närmare över tid. Det är av allmänt intresse då man idag använder sig av schablonvärden för varmvatten. Utvärderingen kommer visa potentialen för energieffektivisering för varmvatten som ofta inte följs upp. Därtill kommer det i borrhålen att placeras temperaturgivare på tre olika nivåer för att kunna följa hur temperaturen förändrar sig i borrhålen över tid. Kostnader för projektets olika delmoment dokumenteras för att kunna särskilja merkostnader för det dynamiska värmesystemet och tillhörande styrning. Efter att idrottshallen färdigställts och driftsatts injusteras värmesystemen i förhållande till hur lokalens används. Ett till två år efter att det finns uppgifter om byggnadens energibehov kan projektet utvärderas och jämföras med andra idrottshallar. Vidare kommer efter två års drift byggnadens energiprestanda att utvärderas och rapporteras till Energimyndigheten och Lågan. Och information kommer att bifogas till LÅGANs databas Organisation Utvärderingsprojektet drivs av Örebroporten fastigheter där Mikael Karlsson som projektledare tillsammans med resursstöd i form av konsult. Arbetsgrupp/styrgrupp Erfarenheter från relevanta projekterfarenheter och spridningskanaler av resultat kan förutom genom LÅGANS nätverk göras genom Region Örebro läns Fastighetsnätverk. Inom Fastighetsnätverket finns en etablerad beställargrupp som föreslås vara arbetsgrupp för projektet. Vidare finns inom Fastighetsnätverket en etablerad styrgrupp för projektet Samverkan för hållbara byggnader i en koldioxidsnål ekonomi som fungerar som föreslås vara styrgrupp för projektet. Fastighetsnätverkets medlemmar, medverkande i beställargrupper samt styrelse finns presenterat på Referensgrupp LÅGAN styrgrupp fungerar som projektets referensgrupp och kommer därmed att säkerställa projektets kvalitet. Kostnad Delprojektet, för analys och uppföljning, uppskattas till en budgetkostnad på kr med fördelning av kostnader presenterat närmare i Tabell 3. Tabell 3 Kostnadspost för delprojekt inklusive analys, rapport och utvärdering Kostnadspost för delprojekt Kostnad [kr] Tillkommande mät- och styrutrustning (borrhål)

5 Säkerställande av uppföljningsbarhet i projekteringsskede Injustering och utveckling av reglerparametrar Analys av mätdata Rapportskrivning Utvärdering och spridning av resultat Totalt

6 Samfinansiering I nedanstående tabell redovisas samfinansiering i projektet som totalt beräknas uppgå till kostnader motsvarande kr vilket motsvarar en samfinansiering på 99 procent. Tabell 4 presenteras totalkostnaden för hela byggnationen samt Kostnadspost för det totala bygprojektet Kostnad [kr] Projektering Mätutrustning och kostnader för uppföljning Bygglov, anslutningsavgifter mm Byggledning, besiktning Entreprenadkostnader Totalt Vidare uppskattas ytterligare 40 h krävas för uppdragsledning av konsult, granskning av rapport samt presentation och spridning av resultat vilket motsvarar en ytterligare samfinansiering på kr (825 kr/h). Med ytterligare samfinansiering i form av tid uppnås en samfinansiering på. Tidsplan En tidsplan för fallstudiens övergripande moment presenteras enligt nedanstående tabell. Tabell 5. Tabellen visar tidschema för de olika momenten i delprojektet för analysen. Moment Arbete med mätdata och uppföljning Tidsperiod okt-2018 till okt 2020 Verksamhetens inflytt sept, 2018 Driftsättning av idrottshall maj, 2018 Injustering och parameteranalys okt, 2018 Utvärdering och rapport okt,

7 Bilaga 1- Förenklad skisss över byggnadens inbördes komponenter De olika anslutningspunkterna nedan är markerade med färgkoder, för att lättare se hur schemat och de olika systemen hänger samman. 7