Avancerat lägenhetskomplex med toppmodernt energikoncept Matrix living i Berlin Edgar Mayer

Transkript

1 Edgar Mayer Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Avancerat Ingen energiförbrukning: det är målet för byggnader från 2019 och framåt. Experterna arbetar nu med en rad olika koncept för att uppnå det här målet. Ett nytt, ultramodernt i Berlin är ett steg närmare mot att uppfylla kommande krav. Den systematiska användningen av innovativa energi- och styrprinciper innebär att driftkostnaderna kan minskas med hela 40 procent. Det finns mycket som lockar köparna av dessa tekniskt avancerade bostadsrätter: den minskade driftkostnaden ger mer pengar över till investeringar, t.ex. för att finansiera själva fastigheten.

2 Nytt modernt byggprojekt med hög effektivitet och komfort Lägenhetskomplexet MATRIX Living, ett bostadsprojekt för framtiden, uppfördes i hjärtat av Berlin mellan Kurfürstendamm och Volkspark Wilmersdorf mellan maj 2009 och oktober Komplexet består av 43 lägenheter, tre attraktiva affärslokaler, ett ventilerat m² stort garage under mark och 800 m² grönområden och bevuxna tak. De generöst dimensionerade lägenheterna (bostadsyta: 88 till 399 m² med mellan tre och nio rum) med sina fullhöjdsfönster och spatiösa privata uteplatser (innergårdar, balkonger eller verandor) är utrustade med golvvärme, element i badrummen, decentraliserat varmvatten, uppvärmning och kylning av boutrymmena samt ventilation av enskilda rum med optimerat luftbyte. Som ett led i byggnadsprojektet försökte man använda principer om hållbarhet, den senaste tekniken och att skydda värdefulla naturresurser. I synnerhet energikonceptet och VVS-tekniken är unikt för ett så här stort. Bild 1: MATRIX-Living är ett nytt fem våningar högt flerbostadshus där ekologiska byggmetoder och ett innovativt energikoncept har utnyttjats.

3 Innovativ teknik ger exceptionellt stora energibesparingar Tillägget till EU:s direktiv om byggnaders energiprestanda (EPBD 2010) började gälla I direktivet stipuleras det att alla nya byggnader som uppförs från 2019 och framåt inte får förbruka någon energi. Detta innebär att nya byggnader från och med 2019 måste produceras minst lika mycket energi som förbrukas. Vissa i branschen tvivlar på att detta mål över huvud taget går att uppnå. Men Matrix Projektgesellschaft GmbH har färdigställt ett projekt som redan är nära att uppfylla direktivet flera år innan tidsfristen löper ut. Lägenhetskomplexets primära energiförbrukning, d.v.s. den energi som inte genereras eller återvinns av byggnaden, är bara 22,6 kwh per kvadratmeter och år. Trots det görs inget avkall på komforten. Detta ambitiösa mål har uppnåtts genom ett intelligent samspel mellan alternativa och konventionella uppvärmningsanordningar som styrs så att energi tillförs varje lägenhet vid behov. Lägenhetskomplexet är ett perfekt exempel på hur man kan spara exceptionellt mycket energi i anläggningar med innovativ styrteknik. Bakom styrtekniken och byggnadsledningssystemet, som står för en stor del av det som krävs för att uppfylla de krävande ekologiska och ekonomiska målen, finns ett system som har tillverkats av CentraLine och monterats av en erfaren partner till CentraLine. Stöttepelarna för det mångfacetterade och tätt sammanknutna uppvärmningssystemet i MATRIX-Living är: - Uppvärmning via luft-/vattenvärmepumpar med värmeåtervinning ur frånluften - Ett solvärmesystem jämte uppvärmningssystemet - Golvvärme med kylfunktion på sommaren via solvärmesystemet - Reglerad ventilation - Decentraliserad vattenförsörjning

4 Solvärmesystemet är en central del av energikonceptet och består av 126 solfångare monterade på komplexets tak. Solfångarna täcker en yta av omkring 300 m². Solvärmen används för framställning av varmvatten, som reserv för uppvärmningssystemet och för att kyla lägenheterna under sommaren. Ett annat viktigt inslag är det medvetna beslutet att slopa central ventilation till förmån för ventilation i enskilda rum och att använda all spillvärme från enskilda lägenheter. Spillvärmet används jämte solenergin för att uppfylla komplexets grundläggande värmebehov. Fem luft-/vattenvärmepumpar leder spillvärmet till en ackumulatortank. Systemet kan lagra omkring liter ( liter solvärme + värmepumpar liter kylning liter hydraulisk shunt). Med ett totalt energibehov på 329 kwh garanterar detta behovet av värme och varmvatten och en reserv för kylvatten. Systemet ökar värmepumparnas effektivitet markant och gör det möjligt att kyla bostadsytorna via golvvärme-/kylsystemet genom att utnyttja överskottet på solenergi under sommaren. De fem luft-/värmepumparna har ett gemensamt 15 m² förångningssystem där energi överför mellan frånluften och vattnet. Luftvolymerna från utomhusluften ( m³/tim vid olika temperaturer), garaget under mark ( m³/tim vid 16 C) och lägenheterna ( m³/tim vid konstanta 22 C) används för att säkerställa effektiv drift i såväl miljömässiga som ekonomiska termer. Vid låga vintertemperaturer utnyttjas fjärrvärme för att hantera toppar i energiförbrukningen. Fyrtiotre separata reglerbara färskvattenstationer tillför varmvatten till enskilda lägenheter vid behov, vilket minskar risken för legionärsjukan drastiskt.

5 Smart rumsreglering garanterar optimal luftkvalitet Varje lägenhet har ett PANTHER regulator från CentraLine som reglerar ventilationen. Det styr luftcirkulationen effektivt i hela bostadsutrymmet efter behov. Regulatorn är inbyggt i den centrala elkopplingstavlan i byggnaden. Luftregleringssystemet för inomhusbruk reglerar nyttjandet av allt spillvärme från de enskilda lägenheterna. Beroende på behov och luftfuktighet transporterar fläktarna frånluften från badrummet, köket och toaletten ut ur lägenheten via utloppsluftkanaler. Därför råder ett visst undertryck i bostadsutrymmet. Undertrycket innebär att frisk, filtrerad luft sugs in genom de yttre luftintagen i väggen till vardagsrummet, sovrummen, barnens rum och alla andra bostadsutrymmen. Överflödesöppningar i dörrarna tillser god ventilationsavvägning mellan rummen som förses direkt med friskluft och de inre rummen. Detta innebär att friskluften ständigt cirkulerar: först från fria luften till bostadsutrymmet och därifrån till de inre rummen. Luftintagen fungerar som vindtryckslås och flödesvolymbegränsare och förhindrar alltså drag. Bild 2: Luftregleringssystemet för inomhusbruk ser till att friskluft kommer in i rummen vid behov.

6 Utloppsfläktarnas styrsystem är utrustat med en fukt- och temperaturgivare. Det här styrsystemet anpassar fläktarna automatiskt efter ventilationsbehovet. Flödesvolymen ökas eller sänks beroende på den relativa luftfuktigheten. Lägenheten ventileras så lite som möjligt eller så mycket som krävs. Styrsystemet uppfyller inte bara ventilationsbehovet i köket och badrummet, utan även i de övriga bostadsutrymmena, vilket förhindrar problem med fukt och mögel. Den automatiska årstidsomkopplaren kopplar automatiskt över fläkten till den lägsta inställningen under sommar, vår och höst och kopplar sedan över till fuktinställningen under vintern. Alla 440 rum i byggnaden är även utrustade med ett separat CentraLine SERVAL-individuell rumsreglering för uppvärmning och kylning via golvvärme-/ kylsystemet. Det här styrdonet monteras innanför ett undertak och garanterar hög komfort med minsta möjliga energiförbrukning.

7 Värmeåtervinning via frånluftsvärmepumpar Den primära energikällan för uppvärmning och kylning består av solfångare, värmepumpar, frånluftssystem, ackumulatortankar och fjärrvärme. Tjugoåtta modulära CentraLine LIONregulatorer programmerbara av användaren koordinerar och styr dessa olika system effektivt. Regulatorn installeras i det centrala aggregatrummet. Frånluftsfläktarna är anslutna till en huvudkanal, som inte leder ut luften i det fria genom taket som brukligt. I et MATRIX-Living förs frånluften till värmepumpar, som genererar varmvatten för uppvärmning och kranvatten. Därför är värmepumparna extremt effektiva (värmefaktor [COP] 3,7 4,8), eftersom frånluftens temperatur är mer än 10 C i medeltal. En annan fördel är att värmeåtervinningen är oberoende av användaren. Med konventionella ventilationssystem med värmeåtervinning kan de boendes vanor (t.ex. att man öppnar fönster på vintern) ge lägre energibesparing. Ett normalt värmeväxlingssystem med korsflöde och värmeåtervinning reagerar på detta genom att värma upp friskluften. Detta ökar ventilationssystemets energiförbrukning väsentligt. Man eldar för kråkorna. Men om värmet återvinns med värmepumpar hämtas luften från alla lägenheter. Ventilationsutrustningen i enskilda lägenheter kan påverka frånluftstemperaturen för all luft i kanalerna till värmepumparna, i synnerhet som inre rum kök och badrum är de varmaste i lägenheten.

8 Internet LON TCP/IP LON LON LON HAWK AX LION 1 LION 28 Bild 3: Nätverksdiagram över styrapplikationen. Lägenhet 1 till 34 och det primära styrsystemet är sammankopplade via LON och det överordnade systemet via TCP/IP.

9 Enskild styrning med pekskärmar En lösning särskilt framtagen för detta möjliggör enkel och användarvänlig drift via särskilda pekskärmar. Pekskärmarna monteras i hallen i varje lägenhet. De boende kan avläsa och ändra de inställda temperaturerna och timerprogrammen för kylning och uppvärmning av varje rum. Det går även att släppa in gäster i huset via pekskärmen. Användarna hålls isär med systemkomponenterna CentraLine AX. De ser till att de boende bara kan ändra inställningarna i den egna lägenheten. Samtliga 46 lägenheter och affärslokalerna är utrustade med en HAWKintegrationsplattform. Det överordnade systemet ARENA AX i aggregatrummet utnyttjar detta för att övervaka driften av hela systemet, vilket omfattar enskilda lägenheter, och för att spara uppgifter om energiförbrukningen. Med HAWK kan de boende även ändra förhållandena i den egna lägenheten och ändra inställningarna på distans via Internet. Om man vill göra det anger man IP-adressen till HAWK i en webbläsare. Då visas det aktuella tillståndet och det går att ändra temperaturinställningen.

10 Påtagligt lägre uppvärmningskostnader i MATRIX-Living Det nätverksbaserade uppvärmningskonceptet leder till en slutlig energiförbrukning d.v.s. den förbrukade nettoenergin på 22,6 kwh per kvadratmeter och år. Jämfört med ett bostadskomplex med konventionell energiförsörjning får de nya ägarna och hyresgästerna i flerbostadshuset betydligt lägre uppvärmningskostnader > kwh/m 2 a Bild 4: Energideklaration för MATRIX-Living bedömning av energiförbrukningen jämfört med lagbestämmelser: 1 MATRIX Living, omkring 22,6 kwh/m 2 å, CO 2 -utsläpp 7,5 kg/m 2 å 2 Energisparbestämmelser för nybyggnationer 100 kwh/m 2 2å (tyska EnEV) 3 Delvis moderniserad äldre byggnad 200 kg/m 2 å kwh/m 2 å 4 Inte moderniserad äldre byggnad 430 kwh/m 2 å Kostnaden för uppvärmning och varmvatten är 0,22 euro per kvadratmeter och månad. Det innebär att energiförbrukningen för flerbostadshuset MATRIX-Living bara är en bråkdel av genomsnittet i Tyskland (mer information finns på Den genomsnittliga ägaren av eller hyresgästen i en 120 m 2 stor lägenhet betalar euro för värme per år med en förbrukning om 200 kwh per år och kvadratmeter. För en MATRIX-Living-lägenhet är kostnaden 313 euro per år. Besparingen på euro kan ägaren investera i finansiering av lägenheten.

11 Framtidsutsikter Det energisnåla et MATRIX-Living tål att jämföras med alla andra i fråga om uppvärmning, kylning och varmvatten. Expertgruppen planerar att använda erfarenheterna från uppförandet av den här fastigheten i sitt nästa projekt. Nästa fastighet kommer att kräva ännu mindre primär energi och kommer att få ett överkomligt massmarknadspris från euro per kvadratmeter boyta. Målet att framställa samma mängd energi som förbrukas i byggnaden kommer allt närmare och kommer om möjligt att uppnås 2019.

12 Expertgrupp: Byggherre: Matrix Projektentwicklungs GmbH, Berlin Arkitekter: Wiewiorra Hopp Architekten, Berlin Byggentreprenör: Büro Karsten Kosubek, Velten Programmering, installation och driftsättning av styrsystem: CentraLines partner Industrie-Elektronik Brandenburg Styrteknik, byggnadsledningssystem, fältenheter: CentraLine Solfångare: Solarfocus från Steyr, Österrike Värmepumpar: ITEC GmbH KÖNIG-Wärmepumpen, Elsterwerda Färskvattenstationer: PAW, Hameln Ventilation: Lunos, Berlin Värme, ventilation, AC: WOLF Anlagen-Technik GmbH & Co. KG, Geisenfeld Arge Matrix (SHT Torgau/EAN Elektro Petzold/Öko Rein/IEB) Planeringsprogram: linear Gesellschaft für konstruktives Design mbh, Aachen

13 Källor: 1. MATRIX-Livings webbplats: Energy comparison for cross-flow heat exchanger in air duct (KWL) with heat recovery to air/water heat pumps, Babelsberger Strasse Berlin Wilmersdorf housing complex. Författare: Karsten Kosubeck 3. BV Babelsberger Straße, Berlin description of ventilation technology. Författare: Andreas Schulz, BSC Eng 4. Pressrelease från König-Wärmepumpen. Författare: Manfred Kuhnle 5. MATRIX-Living in Berlin, an apartment complex of the future. Författare: Ralf Herrmann Industrieelektronik Brandenburg 6. Mieterbunds webbplats:

14 Foto: Bild 1 och 4: MATRIX-Living Bild 2: Lunos Bild 3: CentraLine Redaktion: Ansel & Möllers GmbH Nina Henkel, Simone Setka König-Karl-Straße Stuttgart, Tyskland Tel: Fax: -25 E-post: n.henkel@anselmoellers.de Mer information om fastigheters energieffektivitet finns på webbplatsen Där kan du bland annat läsa och hämta detaljerade tekniska artiklar som är skrivna av experter på CentraLine. Mer information om CentraLine och aktuella kontaktuppgifter finns på CentraLine Honeywell GmbH Böblinger Straße 17 D Schönaich Tyskland