Energibruk og inneklima i lavenergi kontorbygning

Abstract

I september 2009 tok KLP Eiendom i bruk kontorbygget i Professor Brochs gate 2 (PB2) i Teknobyen i Trondheim. Denne bygningen har klimaskjerm og tekniske løsninger som tilsier langt lavere energibruk enn dagens forskriftskrav. Romoppvarmingen i PB2 er kun basert på fjernvarme, med gulvvarme i deler av 1. etasje og radiatorer i resten av bygget. Romkjøling gjøres kun via ventilasjonsanlegget med en kombinert kjølemaskin/varmepumpe tilkoblet kjøle-/varmebatteri i ventilasjonsaggregatene. Et annet mekanisk kjøleanlegg med tørrkjølere på tak dekker IT- og serverrom. Anlegg for snøsmelt dekker ca. 400m2 ved PB2 der fjernvarme også er energikilden.Ventilasjonen i bygget dekkes av 8 ventilasjonsaggregater der alle anleggene er behovstyrt etter tilstedeværelse eller CO2. Ventilasjonsvifter og VAV spjeld styres etter såkalte optimizersystemer med optimal styring av tilluftstrykk. Ventilasjonsluftoppvarming gjøres i sekvens der høyeffektiv roterende varmegjenvinner dekker første oppvarmingen, et kombinert varme- og kjølebatteri tilkoblet luft-vann varmepumpe tar videre oppvarming. Er ikke dette tilstrekkelig finnes et andre varmebatteri tilkoblet fjernvarme som tar resterende luftoppvarming. PB2 har et omfattende EOS og SD-anlegg med totalt 72 målere. Likevel finnes ikke måler på fjernvarmeforbruk til snøsmeltanlegget. Tilgjengelig energibruksdata i EOS database har til dels dårlig kvalitet med hele 23% av 2010 uten registrerte data. Dette er fordelt på både lange og kortvarige perioder. I tillegg viser flere av fjernvarmemålerne direkte feil forbruk i perioder med meget lavt forbruk.Spesifikk levert energi til PB2 var i 2010 på 115,5 kWh/m2år som etter energimerkeordningen gir energikarakter B. Dette forbruket er fordelt på 68,9 kWh/m2år elektrisitet og 46,6 kWh/m2år fjernvarme. Forbruket er høyere enn målsetningen på 94 kWh/m2år. I tillegg skal det her nevnes at bygningen ikke har vært fult utleid i 2010 slik at forbruket kan antas å øke ytterligere. På grunn av den dårlige kvaliteten på tilgjengelige energidata fra undermålerene ble det utført en korrigeringsprosess på disse dataene som bedret kvalitet på data med 20 %, likevel antas disse dataene å ha en feil på mellom 8 og 24% også etter korrigeringen. Ut fra disse dataene fantes spesifikk levert energi til romoppvarming til 27,7 kWh/m2år, ventilasjons oppvarming til 12 kWh/m2år, tappevann til 3,3 kWh/m2år, vifter og pumper til 7,4 kWh/m2år, belysning til 16,4 kWh/m2år, teknisk utstyr til 23,6 kWh/m2år samt kjøling til 9,4 kWh/m2år. Det er hovedsakelig romoppvarmingen som er betydelig høyere enn målsetning.Angående drivende faktorer for energibruk i PB2 er følgende konkludert: Tilstedeværelse driver elektrisitetsforbruk til belysning og teknisk utstyr, samt ventilasjonsvifter og tappevann. Utetemperaturen driver fjernvarmeforbruket til radiatorer, ventilasjonsaggregater samt gulvvarme. I tillegg er varmepumpeanlegg 35.01 påvirket av utetemperaturen med lavest forbruk rundt 12C, og økende ved høyere og lavere temperaturer. Brukeratferd og antall person som jobber i bygget har også stor innvirkning på energibruk til vifter, serverrom, utstyr og tappevann.Betraktninger av innetemperaturer på tre utvalgte kontorer i PB2 viser tilfredsstillende innetemperatur på alle tre kontorer i perioden. Variasjonen mellom hver av kontorene er til dels stor men dette antas å være på grunn av muligheten for individuell regulering av temperaturen på hver cellekontor. Likevel skal det nevnes at kontor 1 har en ugunstig temperaturfordeling i perioden med tanke på energibruk, der temperaturer er lavere i perioder med kjølebehov enn i perioder med varmebehov. Det er identifisert en del forhold ved PB2 som ikke er optimale løsninger. Det kan her nevnes lav utnytting av kondensatorvarme fra kjøleanlegg, unødvendig høyt gulvvarmeforbruk, unødvendig bruk av fjernvarme og varme fra varmepumpe i varmebatterier i ventilasjonsaggregater, samt relativt høyt energiforbruk utenfor driftstid til belysning og teknisk utstyr.Skulle PB2 blitt bygd med tanke på målsetning om nullutslipp vil tiltak som lavtemperatur varmeanlegg med akkumulatortanker tilkoblet solfanger og vann-vann varmepumpe kunne vært en aktuell løsning. I tillegg anbefales bruk av passiv kjøling primært og frikjøling med varmepumpebrønnene som varmesluk sekundært. Ventilasjonsluftoppvarming burde dekkes av høyeffektive roterende varmegjenvinnere primært, samt varmebatteri tilkoblet akkumulatortanker i varmeanlegget sekundært. Tilstedeværelse og dagslyskorrigert styring av høyeffektive lyskilder ville minimert forbruket til belysning.Skal nullutslippsbygg kunne bli en realitet i kalde klima som i Norge vil behovet for videreutvikling av eksisterende og nye løsninger være stort. Det kan her spesielt nevnes utvikling og mer kjennskap til høyeffektive varmegjenvinnere, forenklede lavtemperatur vannbårne systemer inkludert akkumulatortank, luftbåren oppvarming og frikjøling via ventilasjon, samt bruk av kulvert i hybride systemer for passiv forvarming/kjøling av ventilasjonsluft. Robuste og stabile styringssystemer er også helt essensielt her for å oppnå optimalt samspill mellom de ulike systemene i bygget. For å redusere behovet til elektrisitet til belysning og teknisk utstyr til et minimum er både meget energieffektivt utstyr, gode styringsprinsipper og en holdningsendring blant brukerne nødvendig.