Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE Leefmilieu Brussel
THERMISCHE ISOLATIE– Grote gebouwen. Sebastian Moreno Vacca PLATE-FORME MAISON PASSIVE asbl
Doelstellingen van de presentatie ●
Beschrijven van de elementen die energieefficiëntie in grote gebouwgehelen beïnvloeden; ●
Presentatie van de studie over passieftorens.
2
3
LEIDRAAD van de studie 1.
Inleiding
2.
Technische haalbaarheid 2.1 Architectuur 2.2 Noodzakelijke informatie voor de energetische studie 2.3 Phpp – studie (inschatting zomercomfort)
3.
Economische studie
4.
Conclusie van de studie
4
INLEIDING Doelstelling Valideren Aantonen Informeren
De uitgangspunten VOOR PASSIEF
Realisatie van een Technico-economische studie / Concrete projecten Tussentijds rapport bevat :
• Informatie over de gevalideerde berekeningshypothesen en te valideren door het BIM. • Informatie uitgewerkt in samenwerking met de opdrachtgever
Consortium dat de studie uitvoerde:
5
TECHNISCHE HAALBAARHEID
Architectuur
6
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Inplanting, oriëntatie en gabariet
NORD
7
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Inplanting, oriëntatie en gabariet Hoogte van de torens: 165 m Aantal verdiepingen: 49 (GV+48) Gemiddelde hoogte omliggende gebouwen: 25 m Oriëntaties gevels : NNE/ESE/SSO/ONO Vloeropp per verdiep : ~1.500m²
8
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Typeplan per toren Typeplan voor toren 1 - vierkant Oppervlak verdieping 1.527 m² Naam Individuele kantoren (13 m²) Landschapskantoren (39 m²) Vergaderzalen (10 pers.) Andere ruimten + circulatie TOTAAL
Opp verdiep [m²] 386 395 240 419 1.440
Percentage 27% 27% 17% 29% 100%
Legende • Individuele kantoren (13 m² en 39 m²): « donkergroene » zone; • Landschapskantoor : « witte » zone; • Vergaderzaal : « lichtgroene » zone; • Technische ruimte / sanitair / vertikale circulatie: « blauwe/mauve » zone; • Horizontale circulatie: « oranje » zone; 9
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Typeplan per toren Typeplan voor toren 2 - H Oppervlak verdieping 1.556 m² Naam Individuele kantoren (13 m²) Landschapskantoren (39 m²) Vergaderzalen (10 pers.) Andere ruimten + circulatie TOTAAL
Opp verdiep [m²] 444 483 192 332 1.451
Percentage 31% 33% 13% 23% 100%
10
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Typeplan per toren Typeplan voor toren 3 - verlengd Oppervlak verdieping 1.581 m²
Naam Individuele kantoren (13 m²) Landschapskantoren (39 m²) Vergaderzalen (10 pers.) Andere ruimten + circulatie TOTAAL
Opp verdiep [m²]
Percentage
480 494 124 370 1.468
33% 34% 8% 25% 100%
11
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Gevels Behandeling van de gevels: gordijngevel shadow box
Brand Gipsblokken RF60 om de 100cm RF te garanderen
100cm
de type Schüco
Isolatie in alu bekisting Isolatietype en dikte variabel
Zonnewering Automatische Alu lammellen Schrijnwerk Alu + dubbel glas 12
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Beglazing Wandsamenstelling Invloed van de compactheid Wandtype
Type Isolatie – geleidbaarheid [W/m.K] Dak - BASIS XPS – 0,032 Dak – NZEB – Toren n°1 XPS – 0,032 Dak – NZEB – Toren n°2 en XPS – 0,032 3 Vertikale wanden - BASIS MW – 0,035 Vertikale wanden – NZEB – MW – 0,035 Toren n°1 Vertikale wanden – NZEB – MW – 0,035 Toren n°2 Vertikale wanden – NZEB – MW – 0,035 Toren n°3 Diverse wanden - BASIS XPS – 0,032 Diverse wanden - NZEB XPS – 0,032 Vloer – BASIS PUR - 0,035 Vloer – NZEB PUR - 0,035
Dikte [mm] 100 100 160
U wand [W/m².K] 0,30 0,30 0,19
80 100
0,39 0, 32
140
0, 23
160
0, 21
40 40 80 80
0,68 0,68 0,35 0,35
13
TECHNISCHE HAALBAARHEID Architectuur – Beglazing Wandsamenstelling Wandtype
Schrijnwerk – alu - BASIS Schrijnwerk – alu - NZEB Dubbele beglazing – BASIS Dubbele beglazing – NZEB zonnefactor– g = 0,5
Koudebrug [W/m.K]
Dikte [mm]
U wand [W/m².K]
-
90 90 -
1,60 1,40 1,10 1,00
14
TECHNISCHE HAALBAARHEID
Energetische studie
15
TECHNISCHE HAALBAARHEID Noodzakelijke informatie voor de energetische studie Algemene karakteristieken Karakteristieken Buitenvolume [m³] Binnenvolume [m³] Aantal niveaus [-] Energetische referentieopp [m²] Vloeroppervlakte (bruto) [m²] Vloeroppervlakte (netto) [m²] Dakoppervlakte [m²] Vloeroppervlakte [m²] Opake buitenmuren [m²] Diverse muuropp [m²] Beglaasde opp [m²] Totaal verliesopp [m²] Compactheid [m]
Toren n°1
Toren n°2 253.146 257.954 197.918 199.430 49 (GV + 48) 70.560 71.099 1.527 1.556 1.440 1.451 1.527 1.556 1.527 1.556 16.820 20.704 500 9.042 11.457 29.416 35.773 8,6 7,2
Toren n°3 262.098 201.767 71.932 1.581 1.468 1.581 1.581 22.765 12.115 38.542 6,8 16
TECHNISCHE HAALBAARHEID Noodzakelijke informatie voor de energetische studie Waarden van de interne warmtewinsten Voor de berekening van de netto-energiebehoeften voor verwarming PHPP BASISscenario [W/m²]
NZEB scenario [W/m²]
3,50
3,50
Voor de berekening van de netto-energiebehoeften voor koeling – PHPP (certificatie) BASISscenario [W/m²]
NZEB scenario [W/m²]
4,00
4,00
Voor de berekening van de netto-energiebehoeften voor koeling – dimensionering systemen BASISscenario [W/m²]
NZEB scenario [W/m²]
8,55
7,78
17
TECHNISCHE HAALBAARHEID Noodzakelijke informatie voor de energetische studie Ventilatie In beschouwing te nemen : - Bezettingspatroon; - Typologie van de ruimten (bureau 13 m² en 39m² / landschapskantoor 39m² en 300m² / vergaderzaal / service); - 2 types van dagen (week en W-E) ; - Debiet van 30m³/h.persoon ; Rendement van de wisselaar : Basisscenario : 70% NZEB scenario : 75 % Type toren Toren n°1 Toren n°2 Toren n°3
BASISscenario Ventilatievoud [h-1] 0,43 0,40 0,37
NZEB scenario Ventilatievoud [h-1] 0,26 0,26 0,27
18
TECHNISCHE HAALBAARHEID Noodzakelijke informatie voor de energetische studie Luchtdichtheid Ventilatievoud n50 : - Basisscenario : 1,5 vol/h (op basis van de EPB >> v50 = 12 m³/h.m²) - NZEB scenario : 0,60 vol/h Windblootstellingscoëfficiënt « e » en « f » - Deze coëfficiënten zijn niet pertinent in het kader van deze studie. Ze houden geen rekening met de hoogte van het gebouw.
Toren n°1,2 en 3 Basisscenario NZEB scenario
Ex/infiltratiedebiet [m³/h]
Ventilatievoud ex/infiltratie [vol/h]
84.742 33.897
0,42 0,17
19
TECHNISCHE HAALBAARHEID Noodzakelijke informatie voor de energetische studie Verlichting Geïnstalleerd vermogen [W/m²] – bureaus en vergaderzalen Geïnstalleerd vermogen [W/m²] – service Verlichtingsniveau [lux] Aanwezigheid sonde Dimming
BASISscenario 10
NZEB scenario 7
3
3
500 non non
500 oui oui
20
TECHNISCHE HAALBAARHEID
PHPP
21
TECHNISCHE HAALBAARHEID Phpp-studie Nettobehoefte voor verwarming - BASIS TOUR 1 TOUR 2 TOUR 3
BASE NIVEAU K PERTES Transmission
K 38
K 39
K 39
72,7 28,9
78,9 35,6
Opaque
11,4
13,6
Fenêtres
17,5
22,0
Aérauliques
43,8
43,2
Contrôlées
34,9
34,9
8,9
8,4
80,2 [kWh/m².an] 37,7 14,7 23,0 42,6 34,9 7,7
APPORTS Internes Solaires
37,6 23,8 13,8
40,5 23,4 17,0
41,2 [kWh/m².an] 23,8 17,4
BESOINS DE CHAUFFAGE
35,1
38,4
39,1
Non contrôlées
[kWh/m².an]
22
TECHNISCHE HAALBAARHEID Phpp-studie Nettobehoefte voor verwarming – NZEB TOUR 1 TOUR 2 TOUR 3
NZEB NIVEAU K PERTES Transmission
K 34
K 32
K 31
47,2 26,9
50,9 30,7
Opaque
10,3
9,8
Fenêtres
16,6
20,9
Aérauliques
20,2
20,3
Contrôlées
14,6
14,6
5,6
5,7
50,4 [kWh/m².an] 30,6 9,4 21,2 19,8 14,2 5,6
APPORTS Internes Solaires
33,2 21,0 12,2
35,6 20,6 15,0
35,9 [kWh/m².an] 19,7 16,3
BESOINS DE CHAUFFAGE
13,9
15,3
14,5
Non contrôlées
[kWh/m².an]
23
TECHNISCHE HAALBAARHEID Phpp-studie Nettobehoefte voor verwarming janv
févr
mars
avr
mai
juin
juil
août
sept
oct
nov
déc
10,5 3,2
9,1 3,3
8,6 4,0
6,6 4,3
4,4 4,9
2,6 4,8
1,7 4,9
1,8 4,8
3,3 4,2
5,8 3,9
8,2 3,2
10,0 3,0
100%
100%
99%
97%
80%
54%
34%
38%
72%
96%
100%
100%
[kWh/(m².mois)]
7,4
5,9
4,7
2,4
0,5
0,0
0,0
0,0
0,2
2,1
5,0
7,0
[kWh/(m².mois)]
6,7 3,2 100% 3,5
5,8 3,3 100% 2,6
5,5 4,0 98% 1,6
4,3 4,3 89% 0,4
2,9 4,9 59% 0,0
1,8 4,8 38% 0,0
1,2 4,9 25% 0,0
1,3 4,8 27% 0,0
2,2 4,2 52% 0,0
3,8 3,9 88% 0,4
5,2 3,2 99% 2,1
6,4 3,0 100% 3,4
BASE Total PERTES Total APPORTS
[kWh/(m².mois)] [kWh/(m².mois)]
Degré d'utilisation des apports
BESOIN NET DE CHAUFFAGE
NZEB Total PERTES Total APPORTS
[kWh/(m².mois)]
Degré d'utilisation des apports
BESOIN NET DE CHAUFFAGE
[kWh/(m².mois)]
24
TECHNISCHE HAALBAARHEID Phpp-studie Netto koelbehoefte – BASIS, aangepaste interne winsten TOUR 1 TOUR 2 TOUR 3
BASE corrigé NIVEAU K
K 38
K 39
K 39
PERTES Transmission Aérauliques
81,2 24,3 57,0
84,7 29,8 55,0
85,1 31,8 53,3
[kWh/m².an]
APPORTS Internes Solaires
93,6 74,9 18,8
98,7 74,9 23,9
98,8 74,9 23,9
[kWh/m².an]
BESOINS DE FROID
12,4
14,0
13,7
[kWh/m².an]
25
TECHNISCHE HAALBAARHEID Phpp-studie Netto koelbehoefte – NZEB, aangepaste interne winsten TOUR 1 TOUR 2 TOUR 3
NZEB corrigé NIVEAU K
K 38
K 39
K 39
PERTES Transmission Aérauliques
63,4 27,2 36,1
65,0 29,9 35,1
64,8 [kWh/m².an] 28,8 36,0
APPORTS Internes Solaires
72,9 68,2 4,7
74,1 68,2 6,0
74,1 [kWh/m².an] 68,2 6,0
9,5
9,1
BESOINS DE FROID
9,3
[kWh/m².an]
26
TECHNISCHE HAALBAARHEID Phpp-studie Totaal primair energieverbruik
27
TECHNISCHE HAALBAARHEID
Dynamische simulaties en technische oplossingen
28
TECHNISCHE HAALBAARHEID 1.
Dynamische simulaties 1.1 Parameters 1.2 Evaluatie van het comfort 1.3 Resultaten
2.
Technische oplossingen 2.1 Technische principes 2.2 Sleutelcijfers 2.3 Niet weerhouden oplossingen
29
TECHNISCHE HAALBAARHEID Dynamische simulaties
PARAMETERS
N
6 bestudeerde dynamische simulaties •
•
Drie lokaaltypes • 1) Ind. kantoor 13m² • 2) Landschap 100m² • 3) Vergaderzaal 25m² Twee scenario’s • BASIS • NZEB
1
2
3
De drie lokaaltypes zijn typerend voor de drie torens, geen andere gevallen voor de andere torens.
30
TECHNISCHE HAALBAARHEID EVALUATIE VAN HET COMFORT
Dynamische simulaties
Volgens ISSO-publicatie 74 – ATG methode – klasse B voor kantoren
31
TECHNISCHE HAALBAARHEID Dynamische simulaties RESULTATEN – NZEB scenario
32
TECHNISCHE HAALBAARHEID 1.
Dynamische simulaties 1.1 Parameters 1.2 Evaluatie van het comfort 1.3 Resultaten
2.
Technische oplossingen 2.1 Technische principes 2.2 Sleutelcijfers 2.3 Niet weerhouden oplossingen
33
TECHNISCHE HAALBAARHEID Technische oplossingen
TECHNISCHE PRINCIPES
BASIS
NZEB
systeem rendement
condensatie 0,93
WP 4,10
systeem rendement
compressie 4,8
WP+adiab+compressie 12,5
75% nee
75% ja
500 lux 0 lux nee nee
350 lux 150 lux ja ja
nee
ja
Verwarming
Koeling
Ventilatie thermisch rendement CO2 sonde vergaderzalen Verlichting Intensiteit op bureau Aanwezigheidsdetectie Lichtintensiteitsturing Hernieuwbare energie PV
34
TECHNISCHE HAALBAARHEID SLEUTELCIJFERS
Technische oplossingen
36
ECONOMISCHE STUDIE
Economische inschatting
37
ECONOMISCHE STUDIE Economische inschatting Schattingsmethodologie voor de bouwkost van de torens. Om een inschatting te kunnen maken van de grootte van de bouwkosten voor een kantoortoren van 49 verdiepingen (GV + 48 verdiepingen), conform met de huidige EPBvereisten, met een CO2-afdruk dus van een klassiek gebouw, maken we eerst en vooral een aantal werkhypothesen.
Om vervolgens de kostprijs van eenzelfde gebouw in passiefversie te bepalen, schatten we de waarde van alle elementen in plus of in min die nodig zijn om het gebouw passief te maken.
38
ECONOMISCHE STUDIE Economische inschatting De meerkost bedraagt 4,25 % bij een vergelijking van het project Basis en het NZEB alternatief en 5,0 % tussen het project Basis en het Eco-project We bekeken eveneens de meerkost om de NZEB toren te laten overeenstemmen met de EPB-regelgeving en met het blauwboek. De posten die hierdoor worden beïnvloed : - Binnenafwerking: meer valse vloeren en plafonds; - Schrijnwerk : vensters kunnen niet meer open. Deze variant heeft een meerkost van 7%, dit komt neer op een stijging van 3% tegenover de NZEB-variant met respect voor het Blue book.
39
ECONOMISCHE STUDIE Economische inschatting globale Balans We stellen geen verschillen vast tussen de verschillende gevallen. Met een verschil in bouwkost van 5% tussen het standaard blauwboek en passief, kon men zich inderdaad verwachten aan dit resultaat. Zonder verplichting tot de passiefnorm, ligt de keuze dus bij de gebruiker: is het bereid en klaar om licht meer te betalen voor een passiefgebouw ?
40
ECONOMISCHE STUDIE Globale economische inschatting Sensitiviteitsanalyse - bouwkost
41
CONCLUSIE VAN DE STUDIE ENERGETISCHE ASPECTEN Respect voor energetische criteria (de netto-energiebehoeften voor verwarming, koeling en de primaire verbruiken) en ook voor comfortcriteria Belang van sommige parameters op het eindresultaat: - Interne warmtewinst; - De coëfficiënten van blootstelling aan de wind « e » en « f » ; - n50 ; - Ontwerpdebieten; - Verlichitngsniveau; - Zonnewering; Warmteproductiesysteem / Koude: geothermie en ketel / geothermie + adiabatisch + klassiek systeem ter ondersteuning voor piekmomenten 42
CONCLUSIE VAN DE STUDIE ECONOMISCHE ASPECTEN De passiefstandaard is rendabel Meerkost van de NZEB toren = 4% Meerkost van de NZEB Eco toren = 5% Meerkost van de NZEB toren, zonder blue book = 7% Hoe kan een ontwikkelaar hiertegenaan kijken, als hij geen andere beperkingen heeft? - Constructiekosten: indien deze 10% duurder uitvalt dan geschat, of bij een meerkost tegenover het basisscenario van 15%, dan daalt de marge voor de projectontwikkelaar beneden de 8% en zal het project geen groen licht krijgen. - Verhuurprijzen: als die lager is dan 220€/m², dan zal een rationeel handelende ontwikkelaar niet het risico nemen om het project te ontwikkelen.
43
CONCLUSIE VAN DE STUDIE MARKTSTUDIE De sector is zich bewust van het belang om de energetische voetafdruk te beperken: passief krijgt meer en meer navolging
Nochtans nog veel scepticisme, gebrek aan kennis en vooroordelen over de passiefstandaard De sector moet nog gevormd worden: dit aspect is reeds een aantal jaren aan het lopen
Voordelen van passiefgebouwen: laag energieverbruik. Momenteel zijn heel weinig gebouwgebruikers op de hoogte van het verbruik of de te realiseren winsten. Verhoogd comfort op de werkvloer
Passief : een energetische en comfortcriterium, maar geen globale visie (>< BREEAM). Passief te zien als eerste stap in een meer globale energetische ontwikkeling
44
CONCLUSIE VAN DE STUDIE MARKTSTUDIE Complexiteit van renovatie naar passiefstandaard (gelinkte factoren: architectuur, compactheid, structuurtype, etc…) : doel is niet om passief verplicht te maken voor alle types werkzaamheden, maar wel om het energetische optimum te bepalen
45
Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. : ●
Binnenkort: http://www.maisonpassive.be: samenvatting in opmaak
46
Om te onthouden van de presentatie ●
Vooral grote, compacte projecten (C =of > 4) kunnen gemakkelijker een performante energieprestatie halen (isolatiedikte en thermische performantie van de beglazing)
●
De meerkost verbonden aan de passiefstandaard blijft aanvaardbaar, zodat dit ook interessante vastgoedprojecten zijn.
●
Deze studie betekent een impuls en een meerwaarde voor de vastgoedsector: het torenproject wordt bestudeerd en opgenomen als kandidaatproject van de Voorbeeldgebouwen.
●
De sector moet nog opgeleid worden en de antwoorden op de door hen gestelde vragen (technische en andere) worden meegegeven. 47
Contact Marny DI PIETRANTONIO Technisch beheerder PMP asbl - Rue Nanon, 98 – 5002 Namur Tel : 081 / 39. 06. 50 E-mail :
[email protected] [email protected]
48
Bedankt voor uw aandacht.
49