Utformning av ett energieffektivt glaskontor. Åke Blomsterberg WSP Environmental Energi och ByggnadsDesign, LTH

Transkript

1 Utformning av ett energieffektivt glaskontor Åke Blomsterberg WSP Environmental Energi och ByggnadsDesign, LTH

2 Uppföljning under system- och bygghandlingsskedet: Vilka möjligheter finns det i en ny glaskontorsbyggnad? - att effektivt utnyttja den större tillgången till dagsljus och därmed sänka elanvändningen för belysning och samtidigt förbättra den visuella komforten - att uppnå en rimlig total energianvändning, som är på samma eller lägre nivå än för en traditionell modern kontorsbyggnad - att säkerställa god termisk komfort 2 - att minska elanvändningen för ventilation och samtidigt uppnå låg ljudnivå från ventilationssystemet - att uppnå en låg elanvändning för hyresgästerna - att enkelt kunna skifta mellan cellkontor och kontorslandskap

3 3 Projektdeltagare Byggherre: Midroc projects Projektering: WSP till fast pris baserat på förslagshandlingarna Entreprenör: PEAB (Midroc Construction) Glasfasadtotalentreprenör: Preconal BELOK-uppföljning: Specialister från WSP, LTH och Skanska med koppling till forskningsprojektet Kontorsbyggnader i glas energi och klimat Hyresgäst: WSP (halva byggnaden)

4 4 Förslagshandling Kontorsbyggnad med 5 plan 90 m x 17 m x 21 m (l x b x h) Glasfasad Yttre rörlig solavskärmning Dagsljusinlänkning Behovsstyrd FTX Fjärrvärme Fjärrkyla Stor flexibilitet Kravspecifikation inneklimat och energi

5 5

6 6

7 7 Beräkningsverktyg Dagsljus och elanvändning för belysning DAYSIM-Radiance g- och U-värden för solavskärmning och glas Parasol WIS Energianvändning och termisk komfort IDA ICE g = soltransmittans (total) U = värmegenomgångskoefficient i W/m²K

8 Energianvändning för olika fönsterareor (treglas, klarglas), beräknat med IDA ICE (innetemperatur 22 C 24 C) 8 kwh/(m²år) % 38% 53% Värme Kyla Belysning Utrustning Fläktar och pumpar

9 9 Specifika transmissionsförluster och förlustfaktor med treglas (klarglas) Fönsterarea (andel av fasad) 53% 38% 25% U x A fasader, W/K U x A totalt, W/K Förlustfaktor, W/K ,38 1,17 1,00 Värmeanvändning enligt IDAberäkningar, kwh/m2år 59,1 55,3 47,1 1,25 1,17 1,00

10 10 g x Ag med persienn med treglas (klarglas) Fönsterarea (andel av fasad) 53% 38% 25% g x A med persienn fasader (söder, öster och väster), ,07 1,48 1,00 Kylanvändning enligt IDAberäkningar, kwh/m2år 10, ,44 1,29 1,00

11 Energianvändning (IDA ICE) för olika fönsteralternativ (referensbyggnaden 117 kwh/m 2 a) 11 Alternativ med lågt U- och g-värde kwh/(m²år) Alternativ Värme Kyla Belysning Utrustning Fläktar och pumpar

12 12 Fönsterdata föregående bild Alternativ Allmänt Treglas klarglas Treglas med solskyddsglas väster-, söder- och öster-fasad Treglas med solskyddsglas väster-, söder- och öster-fasad Tvåglas med solskyddsglas väster-, söder- och öster-fasad g-värde glas 0,69 0,34 0,24 0,39 U-värde 1,85 0,9 0,9 1,1 glas, W/m²K Solavskärmning g-värde glas + solavskärmning Mellanliggande persienn Yttre mot söder Yttre mot söder Yttre mot söder 0,3 0,12 0,08 0,14

13 WSP HUSET Malmö November 2005, efter systemhandlingsskedet 13 Fasad norr

14 14 WSP HUSET Malmö November 2005, efter systemhandlingsskedet Fasad söder

15 15 Resulterande krav för projekteringen baserade på beräkningarna under systemskedet Tak, väggar och golv: U-värden inkl. köldbryggor < 0,12, < 0,22 and < 0,32 W/m²K Fönster: area < 53 % av fasad; U-värde < 1,1-1,2 W/m²K; min dagsljustransmittans > 55 % Solavskärmning (S,Ö,V): solenergitransmittans för glas + solavskärmning g system <0,1 Värmeåtervinning på luft: verkningsgrad > 70 % Ventilation: medel SFP < 2,0 kw/m3/s Belysning: max installerad effekt = 10 W/m2 Servrar: max elanvändning (5000 W) och kyla PC: max elanvändning = 125 W inkl. bildskärm

16 16 Större ändringar under bygghandlingsskedet Enkelfasad med yttre rörlig solavskärmning ersattes med dubbelfasad Jämförbar investeringskostnad Skyddad rörlig solavskärmning Bättre ljuddämpning mot ute Fönstervädring möjlig oavsett uteklimat Separat dagsljusinlänkning ersätts med övre 1/3 persienn med fast vinkelförskjutning Komplicerat med separat rörlig av övre tredjedel Högre investerings- och driftkostnad med separat övre tredjedel

17 17 UA-, ga-värden och förlustfaktor UA f -värde fasader, W/K UA-värde total, W/K Förlustfaktor, W/K ga g -värde med persienn (söder, öster, väster) Referensbyggnad Krav på verklig byggnad Verklig byggnad inkl. linjeförluster vid fönster

18 18 Dagsljus och solavskärmning Övre tredjedel av persienn fast vinkelförskjutning t.ex. 15 grader Styrning av persienn på solintensiteten och inre luminans, uppe/nere och vinkel (studeras vid LTH) Separat styrning av persienn för resp. fasad och plan, samt sektionering av söderfasaden (3) Manuellt kontrollerade bländningsgardiner mot norr kan behövas Ev. bländningsgardiner övriga fasader Belysning tänds av närvaro i kontorslandskap och manuellt i cellkontor Belysning släcks av närvaro givare Belysning konstantljusregleras (ej mot norr) Krav på reflektansfaktorer för invändiga ytor (NUTEK, SS)

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24

25 Verklig projekterad glaskontorsbyggnad: U fönster = 1,1 W/m²K dvs. U profil = 1,8, U glas = 1,0 25 Framtida glaskontorsbyggnad? U fönster = 0,9 W/m²K dvs. U profil = 1,3, U glas = 0,8 eller U fönster = 0,6 W/m²K dvs. U profil = 1,0, U glas = 0,55 Traditionell byggnad med bra fönster: U glas = 1,1 W/m²K istället för 1, kwh/m²år Med U-värde 1,1 Med U-värde 0,9 Med U-värde 0,6 Värme Kyla Belysning El till servrar Datorer mm Fläktar och pumpar

26 26 Säkerställande av energieffektivitet och innemiljö En målsättning för byggnaden bestäms i programskedet. En helhetssyn präglar arbetet Ett styrande kvalitets- och miljöprogram med funktionskrav ställs upp under programskedet och förfinas under projektets gång. En ansvarig energi- och miljökoordinator finns med, som säkerställer en helhetssyn fr.o.m. programskedet t.o.m. första verksamhetsåret. Energi och inneklimatsimuleringar genomförs fr.o.m. programskedet.

27 27 Säkerställande av energieffektivitet och innemiljö Bättre simuleringsverktyg för dagsljus belysning elanvändning utvecklas. Bättre energisimuleringsprogram för byggnader med stora glasytor, framförallt dubbelskalsfasad, utvecklas. Samarbetet byggherre, arkitekt, VVS-projektör, byggprojektör, elprojektör, byggnadsfysiker och entreprenörer fungerar väl. Ett livskostnadsperspektiv tillämpas. En separat kravspecifikation för glasfasaden baserad på analyser av hela byggnaden tas fram. Uppföljning under byggskedet och driften

28 28 Funktionskrav ställs upp på tre olika nivåer: Byggnadsnivå (energianvändning, termisk komfort, luftkvalitet, ljudnivå). Systemnivå (energianvändning, luftkvalitet, ventilationsgrad, ljudnivåer, drag, luft/operativ temperatur, termisk komfort, visuell komfort) för t.ex. glasfasaden. Komponentnivå (U-värde, g-värde) för t.ex. fönsterglasen.

29 Slutsatser En kontorsbyggnad med större glasandel än en traditionell byggnad (50 % jfr 20 %) har projekterats som har förutsättningar att effektivt utnyttja den större tillgången på dagsljus uppnå en rimlig total energianvändning (ytterligare lägre energianvändning med mindre fönster) säkerställa god termisk komfort 29 minska elanvändningen för ventilation uppnå en låg elanvändning för hyresgästerna enkelt skifta mellan cellkontor och kontorslandskap och tvärtom