| dc.description.abstract | I tråd med de betydelige konsekvensene forårsaket av klimaendringer og global oppvarming, står verden ovenfor en alvorlig situasjon preget av blant annet havnivåstigning, tørke og en økende trend av globale naturkatastrofer. Disse hendelsene er knyttet til økte klimagassutslipp, hvor byggsektoren står for ca. 40% av de energirelaterte karbondioksidutslippene. Som et resultat er det grønne skiftet nødvendig for å takle den pågående klimakrisen. Derfor er tiltak som reduserer energibruken i byggsektoren avgjørende for å løse dette komplekse problemet.
I et forsøk på å redusere utslippene fra byggsektoren, har nullutslippsboligområder blitt en populær tilnærming når nye områder skal bygges. Et nullutslippsboligområde er en gruppe sammenkoblede bygninger med tilhørende infrastruktur som ligger innenfor et avgrenset geografisk definert område. Målet i dette området er å redusere de direkte og indirekte klimagassutslippene mot null. For å nå dette målet må bygningskonstruksjoner og materialer, samt energieffektive oppvarmingsløsninger for et bygg, velges nøye. Da må det norske regelverket "Byggteknisk forskrift" (TEK17), samt standarder som "Kriterier for passivhus og lavenergibygninger — Boligbygninger" (NS3700), bli tatt hensyn til. TEK17 definerer forskrifter og tekniske krav til byggverk for å sikre at prosjekter overholder de tekniske standardene for sikkerhet, miljøhelse og energi. NS3700 er den norske standarden som brukes når passivhus og lavenergibygg skal bygges.
Denne masteroppgaven er basert på et nullutslippsboligområde som skal utvikles på Tanberghøgda i Hønefoss. Dette boligområdet er det største utbyggingsområdet som er planlagt i regionen de siste 50 årene, hvor Fossen Utvikling AS er ansvarlig for dette prosjektet. Målet med denne oppgaven var å definere hensiktsmessige bygningskonstruksjoner og respektive oppvarmingsløsninger for tre ulike bygningstyper, for å oppnå lavest mulig energiforbruk i nullutslippsboligområdet.
Simuleringsverktøyet IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) ble brukt til å konstruere og simulere modeller for hver bygningstype; en enebolig, et rekkehus og en boligblokk. Modellene er konstruert for å tilfredsstille energikravene definert i TEK17 og NS3700. I tillegg ble ulike oppvarmingsløsninger vurdert, hvilket la grunnlaget for tre ulike scenarioer for romoppvarming. I utgangspunktet ble ideelle varmeovner brukt for å bestemme størrelsen på potensielle varmesystemer, og dette representerte scenario 0. Videre ble to egnede systemer, radiatorer og gulvvarme, grundig utforsket for å bestemme den mest energieffektive oppvarmingsløsningen. Disse representerte henholdsvis scenario 1 og 2. Til slutt ble TEK17 og passivhusmodellene sammenlignet for å evaluere effekten av å implementere passivhustiltak.
Etter å ha analysert de simulerte resultatene, ble det funnet at alle bygningstypene opplevde en reduksjon i energibehovet på mindre enn 10% når passivhustiltak ble implementert. For et passivhus er investeringskostnadene omtrent 300 000 - 367 000 NOK høyere enn for et hus som tilfredsstiller TEK17 kravene. I de simulerte resultatene ble det oppnådd kostnadsbesparelser mellom 500 - 3000 NOK/(enhet år), med en strømpris på 1.888 NOK/kWh.
Den beregnede tilbakebetalingstiden var mellom 124 - 720 år for alle de analyserte bygningene. Som et resultat var det ikke mulig å tjene inn passivhusets ekstra investeringskostnader i løpet av bygningens forventede levetid på omtrent 60 år. Derfor kan ikke de lave energibesparelsene som ble oppnådd rettferdiggjøre de høye investeringskostnadene forbundet med å bygge passivhus. Med tanke på den relativt lave prosentvise reduksjonen og den betydelige investeringen som kreves, er det dermed ikke anbefalt å investere i passivhustiltak i prosjektet på Tanberghøgda.
De vurderte oppvarmingsløsningene ble sammenlignet med hensyn til høy energieffektivitet og termisk komfort. Ved å erstatte radiatorer med gulvvarme økte oppvarmingsbehovet med 60% og 72% for henholdsvis eneboligen og rekkehuset. Når en varmepumpe ble implementert i modellene med gulvvarme, oppnådde man en reduksjon på 51% og 63% sammenlignet med modellene med gulvvarme uten varmepumpe. Dette gjaldt for henholdsvis eneboligen og rekkehuset. Til slutt førte scenariet med gulvvarme og varmepumpe til en reduksjon på 22% for eneboligen og 36% for rekkehuset, sammenlignet med scenariet med radiatorer. Basert på disse resultatene var scenariet med gulvvarme og varmepumpe det mest gunstige, og er derfor den anbefalte oppvarmingsløsningen i bygningene på Tanberghøgda. | |
| dc.description.abstract | In line with the significant consequences caused by climate change and global warming, the world is facing severe effects such as sea level rise, drought, and a higher frequency of global natural disasters. These effects are related to the increased greenhouse gas emissions, where the building sector accounts for approximately 40% of the energy‐related carbon dioxide emissions. As a result, the green energy transition is a necessity to cope with the current climate crisis. Hence, measures reducing the energy demand in the building sector are essential to overcome this complex problem.
In an effort to reduce emissions from the building sector, zero emission neighborhoods have become a popular approach when new areas are developed. A zero emission neighborhood is a group of interconnected buildings with associated infrastructure located within a confined geographically defined area. The aim is to reduce the direct and indirect greenhouse gas emissions towards zero. To achieve this goal, building constructions and materials, as well as energy efficient heating solutions for a building, have to be carefully selected. This selection has to take the Norwegian regulatory framework "Byggteknisk forskrift" (TEK17), and standards like "Kriterier for passivhus og lavenergibygninger - Boligbygninger" (NS3700) into consideration. TEK17 defines regulations and technical requirements for construction work to ensure that projects comply with the technical standards for safety, environmental health and energy. NS3700 is a Norwegian standard that is used when passive houses and low energy buildings are developed.
This master's thesis explores a zero emission neighborhood, currently being developed at Tanberghøgda in Hønefoss. The residential area is the largest development area planned in the region in the last 50 years, where Fossen Utvikling AS is the responsible party for managing this project. The aim of this thesis was to define appropriate types of building constructions and respective heating solutions for three different building types, to achieve minimal energy consumption of the zero emission residential area.
The simulation tool IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) was used to construct and simulate three different types of buildings; a single family house, a row house and an apartment building. The models were constructed to satisfy the energy requirements defined by TEK17 and NS3700. In addition, different heating solutions were considered, providing the basis for three different scenarios for space heating. Initially, ideal heaters were used to determine the size of potential heating systems, representing scenario 0. Further, two suitable systems, radiators and floor heating, were thoroughly explored to decide the most energy efficient heating solution. These represented scenario 1 and 2, respectively. Finally, the TEK17 and passive house models were compared to evaluate the impact of implementing passive house measures.
After analyzing the simulated results, it was found that all of the buildings experienced a decrease in energy demand of less than 10% when passive house measures were implemented. For building a passive house, the investment cost is approximately 300 000 - 367 000 NOK higher than for building a TEK17 house. In relation to the simulated results, saved costs between 500 - 3000 NOK/(unit year) were obtained with an electricity price of 1.888 NOK/kWh.
The payback period was calculated to be between 124 - 720 years for all the buildings analyzed. As a result, it was not possible to recoup the passive house investment costs within the building's expected lifetime of approximately 60 years. Considering the relatively low percentage reduction and the significant investment required, it is not advisable to invest in passive house measures in the project at Tanberghøgda.
The evaluated heating systems were compared with regard to high energy efficiency and thermal comfort. By replacing the radiators with floor heating, an increased heating demand of 60% and 72% occurred for the single family house and the row house, respectively. When a heat pump was implemented to the models with floor heating, a reduction of 51% for the single family house and 63% for the row house was obtained, compared to the floor heating models without a heat pump. Finally, the scenario with floor heating and a heat pump resulted in a reduction of 22% for the single family house and 36% for the row house, compared to the scenario with radiators. Based on these results, the scenario with floor heating and a heat pump was the most favorable, and is therefore the recommended heating solution for the buildings at Tanberghøgda. | |
