Et godt samarbeid i tidlig fase av prosjektet på Heimdal videregående gjorde det mulig å bygge et energianlegg som var 20 % mer effektivt enn det som er vanlig i tilsvarende bygg. Ventilasjonsaggregater med lav SFP, korte kanaler og kreative grep i en god totalløsning har gitt et klimaregnskap som går i pluss.
Trøndelag Fylkeskommune ønsket seg et moderne skolebygg i særklasse, ikke bare innen arkitektur og funksjonalitet, men også på klimaregnskap. Man ville ha et bygg som tilfredsstiller passivhuskravet, i tillegg til at CO2-regnskapet under drift skulle gå i pluss.
Saken fortsetter under bildet:
Til flerbrukshallen valgte man seks ventilasjonsaggregater, hvor alle er plassert over åpen himling i hallen. Disse anleggene reguleres etter behov ved gradvis belastning i hallen.[/caption]
- Vi så ganske tidlig at dersom vi skulle greie pluss-ambisjonen i klimaregnskapet, måtte det leveres et anlegg med svært energieffektiv drift, både på oppvarming og ventilasjon. I tillegg ønsket ikke byggherre å eksperimentere for mye i et bygg på 26 000 m2, så alle løsninger er basert på tilgjengelige produkter av i dag. Å lykkes med målsettingen innenfor disse rammene krever bred kompetanse på ulike løsninger og en liten porsjon nytenkning, forteller Tore Wigenstad, seniorrådgiver hos Skanska Teknikk, som har stått for den tekniske utformingen, og er en egen avdeling for teknisk rådgivning i konsernet.
Varme og ventilasjon
Det første målet var å senke det totale energibehovet. Derfor måtte man ut og jage alle kW-timene, og finne så effektive løsninger som mulig til alle deler av bygget. Ved siden av å bruke minst mulig energi til oppvarming var det naturligvis viktig å finne ventilasjonssystemer som kunne klare å ta vare på varmen, og bruke lite energi til transport av luft.
Saken fortsetter under bildet:
På Heimdal videregående skole er luftinntaket til selve skolebyggningen gjemt i fasaden på bygget.[/caption]
- Arkitekturen var på mange måter fast, både termiske egenskaper og inndeling av rom var det lite vi kunne endre på. I tillegg fikk vi føringer på at kunden ville ha minst mulig VAV-spjeld, altså systemer som skulle være robuste i drift, ikke kreve nitidig oppfølging og være mest mulig selvgående, forteller Wigenstad.
I stedet for kapasitetsregulering av luftmengdene ute i kanalnettet, er reguleringen løst ved mange og relativt små ventilasjonsaggregat, hvor typisk luftmengde ligger på ca 3500 m3/h. Termisk klimatisering er i tillegg løst ved bruk av kombinasjonsbatteri i aggregatene som dermed kan benyttes til oppvarming men også kjøling ved behov.
Rekordlav SFP
Antall aggregater blir med denne løsningen stort. I tillegg er det valgt en desentralisert plassering rundt omkring i bygget, noe som gir korte kanalstrekk. Størrelsen på aggregatene dekker typisk fire undervisningsrom pluss noe omkringliggende areal. Med dette som utgangspunkt utfordret man så IV Produkt til å ta fram en spesialtilpasset løsning på aggregater.
Alle aggregatene er utstyrt med IV Produkts EnergyWatch, som gir direkte måling av drifts parametere, som SFP, virkningsgrad og energiforbruk.[/caption] - IV Produkt har spesialisert seg på å utvikle og produsere energieffektive ventilasjonsaggregater. Vi ble utfordret til å nå en meget lav SFP samt god virkningsgrad på roterende veksler for dette prosjektet. Ved så lave hastigheter igjennom aggregatet, er det svært viktig å ha kontroll på valg av komponenter og løsninger internt i aggregatet for å få god drift og oppnåelse av ønskede krav, forteller Arild Ski Nilsen, regionsjef hos IV Produkt, som forøvrig fyrlle 50 år i år. Etter en første runde med kunden valgte IV Produkt å bygge et aggregat og teste ytelse ved eget laboratorium i Sverige, både for SFP, virkningsgrader og varme/kjøleeffekter, med krav om en SFP på 0,5. - Aggregatet viste meget gode resultater, faktisk presterte det en SFP på 0.48, forteller Ski Nilsen. En fordel med aggregatet man tok fram var at styring og regulering er integrert i aggregatet, med tilgang både direkte og via sentral drift. Reguleringen av aggregatet skjer automatisk etter temperatur og CO2 innhold i lufta, etter rommet av de fire som har dårligst luftkvalitet. Aggregat i korridor Til å forsyne undervisningsrom og seminarrom ble det valgt til sammen 47 aggregater av denne typen. De 35 av disse som forsyner kontorer og klasserom er plassert bak dører i korridorene, noe som lot seg gjøre fordi aggregatene var svært kompakte. Saken fortsetter under bildet:
Arild Ski Nilsen i IV Produkt viser her fram hvordan aggregatene er plassert bak dørene i korridorene.[/caption]
- Dette er en uvanlig men svært spennende plassering, aggregatene er lett tilgjengelige bak dører og støyen er minimal. Aggregatene er utstyrt med horisontalt montert kombibatteri, og ved kjøledrift vil det kunne utfelles fukt. Dette løser vi med dugg-punkt regulering samt fuktføler på undersiden av kombibatteriet. Å ha aggregatene her er også meget arealbesparende sammenlignet med tradisjonelt teknisk rom, vi frigjør areal til annet bruk, forteller Ski Nilsen.
De 12 resterende av spesialaggregatene ble plassert på felles teknisk rom i underetasjen.
Saken fortsetter under bildet:
De 12 spesialaggregatene.[/caption]
Alle aggregatene har kjølefunksjon som støttes av energibrønner, noe som gjør at selve kjølefunksjonen blir mindre energikrevende i drift. Alle aggregatene er utstyrt med IV Produkts EnergyWatch, som gir direkte måling av drifts parametere, som SFP, virkningsgrad og energiforbruk. Denne funksjonen gir også alarm dersom shunt gir varme inn til varmebatteriet selv om det ikke er varmepådrag.
- Selv om vi ikke har et helt år med drift bak oss ennå viser målingene at aggregatene i praksis leverer den samme energieffektiviteten som de er konstruert for.
Atrium og flerbrukshall
Atriet og inngangspartiet representerer et stort rom med behov for kjøling om sommeren. I stedet for å velge luker i taket gikk man for en løsning der røkgassventilasjonen blåser ut varme etter behov.
- Luker er bra, men krever spesielt ettersyn og er kostbare å kjøpe inn. Å bruke røkgassviftene er smart. Vi bruker samme utstyr til to funksjoner, samtidige virker denne driften som en bekreftelse på at røkgassventilasjonen fungerer. Vi så at leverandører av disse viftene sperret øynene opp, siden de var uvante med å levere vifter som skulle kunne gjøre begge jobbene, forteller Wigenstad.
Saken fortsetter under bildet:
Luftinntaket til flerbrukshallen er skjult i denne kassen.[/caption]
Til flerbrukshallen valgte man seks ventilasjonsaggregater, hvor alle er plassert over åpen himling i hallen. Disse anleggene reguleres etter behov ved gradvis belastning i hallen.
- Første trinn er at ett aggregatpar på hver side starter opp og øker kapasitet inntil 50 %. Deretter starter et nytt par, inntil alle seks går for halv maskin før noen øker utover dette. Anleggene er utformet for optimal drift både innenfor det vanlige området og skal dessuten være effektive under fullt pådrag. Ved høy varmeutvikling i hallen; «stinn brakke» med Åge Aleksandersen eller en kokende eliteseriekamp i håndball, vil alle seks går for fullt og ekstra kanaler åpnes, forklarer prosjektleder Eskil Solberg.
Solceller, energibrønn og CHP-maskin
Klimavennlig energiproduksjon er løst ved installasjon av 2000 m2 solceller på taket med dimensjonerende kapasitet på 140 kW el. Videre er det boret i alt 21 energibrønner som er energikilde til både oppvarming og sval kjøling. I tillegg er det installert et biogassbasert CHP-maskineri som produserer både varme og elektrisk energi.
I dette prosjektet er klimagassutslipp for både nett-el og fjernvarme satt til 130 g/kWh, mens produsert elektrisk og termisk varme fra CHP-maskin er beregnet til 30 g/kWh. Produsert elektrisk energi fra solcelleanlegget er beregnet å være uten klimagassutslipp.
- Med biogass som energikilde blir klimagassutslippene for produsert energi lave, men med tilsvarende høy verdi når overskuddsenergi eksporteres. Det er dette regnestykket som ligger til grunn for prosjektets klimagassutslipp, sier Wigenstad.
Biogassen er for øvrig kortreist da denne produseres på Skogn. Produksjonen er basert på biologiske avfallsprodukter, hvor gassen renses til nær 100% metan og transporteres i nedkjølt tilstand til skolen.
- Her fyres gassen inn på CHP-maskinen og ut kommer varme og elektrisk energi, avslutter Tore Wigenstad ved Skanska Teknikk.
Heimdal videregående skole[/caption]
Til flerbrukshallen valgte man seks ventilasjonsaggregater, hvor alle er plassert over åpen himling i hallen. Disse anleggene reguleres etter behov ved gradvis belastning i hallen.[/caption]
- Vi så ganske tidlig at dersom vi skulle greie pluss-ambisjonen i klimaregnskapet, måtte det leveres et anlegg med svært energieffektiv drift, både på oppvarming og ventilasjon. I tillegg ønsket ikke byggherre å eksperimentere for mye i et bygg på 26 000 m2, så alle løsninger er basert på tilgjengelige produkter av i dag. Å lykkes med målsettingen innenfor disse rammene krever bred kompetanse på ulike løsninger og en liten porsjon nytenkning, forteller Tore Wigenstad, seniorrådgiver hos Skanska Teknikk, som har stått for den tekniske utformingen, og er en egen avdeling for teknisk rådgivning i konsernet.
Varme og ventilasjon
Det første målet var å senke det totale energibehovet. Derfor måtte man ut og jage alle kW-timene, og finne så effektive løsninger som mulig til alle deler av bygget. Ved siden av å bruke minst mulig energi til oppvarming var det naturligvis viktig å finne ventilasjonssystemer som kunne klare å ta vare på varmen, og bruke lite energi til transport av luft.
Saken fortsetter under bildet:
På Heimdal videregående skole er luftinntaket til selve skolebyggningen gjemt i fasaden på bygget.[/caption]
- Arkitekturen var på mange måter fast, både termiske egenskaper og inndeling av rom var det lite vi kunne endre på. I tillegg fikk vi føringer på at kunden ville ha minst mulig VAV-spjeld, altså systemer som skulle være robuste i drift, ikke kreve nitidig oppfølging og være mest mulig selvgående, forteller Wigenstad.
I stedet for kapasitetsregulering av luftmengdene ute i kanalnettet, er reguleringen løst ved mange og relativt små ventilasjonsaggregat, hvor typisk luftmengde ligger på ca 3500 m3/h. Termisk klimatisering er i tillegg løst ved bruk av kombinasjonsbatteri i aggregatene som dermed kan benyttes til oppvarming men også kjøling ved behov.
Rekordlav SFP
Antall aggregater blir med denne løsningen stort. I tillegg er det valgt en desentralisert plassering rundt omkring i bygget, noe som gir korte kanalstrekk. Størrelsen på aggregatene dekker typisk fire undervisningsrom pluss noe omkringliggende areal. Med dette som utgangspunkt utfordret man så IV Produkt til å ta fram en spesialtilpasset løsning på aggregater.
Alle aggregatene er utstyrt med IV Produkts EnergyWatch, som gir direkte måling av drifts parametere, som SFP, virkningsgrad og energiforbruk.[/caption] - IV Produkt har spesialisert seg på å utvikle og produsere energieffektive ventilasjonsaggregater. Vi ble utfordret til å nå en meget lav SFP samt god virkningsgrad på roterende veksler for dette prosjektet. Ved så lave hastigheter igjennom aggregatet, er det svært viktig å ha kontroll på valg av komponenter og løsninger internt i aggregatet for å få god drift og oppnåelse av ønskede krav, forteller Arild Ski Nilsen, regionsjef hos IV Produkt, som forøvrig fyrlle 50 år i år. Etter en første runde med kunden valgte IV Produkt å bygge et aggregat og teste ytelse ved eget laboratorium i Sverige, både for SFP, virkningsgrader og varme/kjøleeffekter, med krav om en SFP på 0,5. - Aggregatet viste meget gode resultater, faktisk presterte det en SFP på 0.48, forteller Ski Nilsen. En fordel med aggregatet man tok fram var at styring og regulering er integrert i aggregatet, med tilgang både direkte og via sentral drift. Reguleringen av aggregatet skjer automatisk etter temperatur og CO2 innhold i lufta, etter rommet av de fire som har dårligst luftkvalitet. Aggregat i korridor Til å forsyne undervisningsrom og seminarrom ble det valgt til sammen 47 aggregater av denne typen. De 35 av disse som forsyner kontorer og klasserom er plassert bak dører i korridorene, noe som lot seg gjøre fordi aggregatene var svært kompakte. Saken fortsetter under bildet:
Arild Ski Nilsen i IV Produkt viser her fram hvordan aggregatene er plassert bak dørene i korridorene.[/caption]
- Dette er en uvanlig men svært spennende plassering, aggregatene er lett tilgjengelige bak dører og støyen er minimal. Aggregatene er utstyrt med horisontalt montert kombibatteri, og ved kjøledrift vil det kunne utfelles fukt. Dette løser vi med dugg-punkt regulering samt fuktføler på undersiden av kombibatteriet. Å ha aggregatene her er også meget arealbesparende sammenlignet med tradisjonelt teknisk rom, vi frigjør areal til annet bruk, forteller Ski Nilsen.
De 12 resterende av spesialaggregatene ble plassert på felles teknisk rom i underetasjen.
Saken fortsetter under bildet:
De 12 spesialaggregatene.[/caption]
Alle aggregatene har kjølefunksjon som støttes av energibrønner, noe som gjør at selve kjølefunksjonen blir mindre energikrevende i drift. Alle aggregatene er utstyrt med IV Produkts EnergyWatch, som gir direkte måling av drifts parametere, som SFP, virkningsgrad og energiforbruk. Denne funksjonen gir også alarm dersom shunt gir varme inn til varmebatteriet selv om det ikke er varmepådrag.
- Selv om vi ikke har et helt år med drift bak oss ennå viser målingene at aggregatene i praksis leverer den samme energieffektiviteten som de er konstruert for.
Atrium og flerbrukshall
Atriet og inngangspartiet representerer et stort rom med behov for kjøling om sommeren. I stedet for å velge luker i taket gikk man for en løsning der røkgassventilasjonen blåser ut varme etter behov.
- Luker er bra, men krever spesielt ettersyn og er kostbare å kjøpe inn. Å bruke røkgassviftene er smart. Vi bruker samme utstyr til to funksjoner, samtidige virker denne driften som en bekreftelse på at røkgassventilasjonen fungerer. Vi så at leverandører av disse viftene sperret øynene opp, siden de var uvante med å levere vifter som skulle kunne gjøre begge jobbene, forteller Wigenstad.
Saken fortsetter under bildet:
Luftinntaket til flerbrukshallen er skjult i denne kassen.[/caption]
Til flerbrukshallen valgte man seks ventilasjonsaggregater, hvor alle er plassert over åpen himling i hallen. Disse anleggene reguleres etter behov ved gradvis belastning i hallen.
- Første trinn er at ett aggregatpar på hver side starter opp og øker kapasitet inntil 50 %. Deretter starter et nytt par, inntil alle seks går for halv maskin før noen øker utover dette. Anleggene er utformet for optimal drift både innenfor det vanlige området og skal dessuten være effektive under fullt pådrag. Ved høy varmeutvikling i hallen; «stinn brakke» med Åge Aleksandersen eller en kokende eliteseriekamp i håndball, vil alle seks går for fullt og ekstra kanaler åpnes, forklarer prosjektleder Eskil Solberg.
Solceller, energibrønn og CHP-maskin
Klimavennlig energiproduksjon er løst ved installasjon av 2000 m2 solceller på taket med dimensjonerende kapasitet på 140 kW el. Videre er det boret i alt 21 energibrønner som er energikilde til både oppvarming og sval kjøling. I tillegg er det installert et biogassbasert CHP-maskineri som produserer både varme og elektrisk energi.
I dette prosjektet er klimagassutslipp for både nett-el og fjernvarme satt til 130 g/kWh, mens produsert elektrisk og termisk varme fra CHP-maskin er beregnet til 30 g/kWh. Produsert elektrisk energi fra solcelleanlegget er beregnet å være uten klimagassutslipp.
- Med biogass som energikilde blir klimagassutslippene for produsert energi lave, men med tilsvarende høy verdi når overskuddsenergi eksporteres. Det er dette regnestykket som ligger til grunn for prosjektets klimagassutslipp, sier Wigenstad.
Biogassen er for øvrig kortreist da denne produseres på Skogn. Produksjonen er basert på biologiske avfallsprodukter, hvor gassen renses til nær 100% metan og transporteres i nedkjølt tilstand til skolen.
- Her fyres gassen inn på CHP-maskinen og ut kommer varme og elektrisk energi, avslutter Tore Wigenstad ved Skanska Teknikk.
Heimdal videregående skole[/caption]
