Energieonderzoek installaties Huisvesting EMG te Hilversum
Energieonderzoek installaties Huisvesting EMG te Hilversum Projectnaam: Huisvesting EMG te Hilversum Projectnummer : 2011-147 Opdrachtgever: Onderwerp: gemeente Hilversum energieonderzoek installaties Datum: 5-6-2014 Auteur: Wim Gresnigt Versie: 5
Inhoudsopgave 1. Inleiding... 6 2. Trias energetica... 7 3. Samenvatting... 8 4. Projectgegevens... 9 5. Uitgangspunten... 10 6. Scenario s... 12 Bijlagen... 17
6 ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 1. Inleiding De afdeling EMG van de Gemeente Hilversum heeft een bestaand pand aan de 1 ste Loswal gekocht. Het pand is op dit moment nog door de vorige eigenaar in gebruik als postsorteercentrum. Het pand wordt na uithuizing van de vorige eigenaar verbouwd. De functie van het kantoor blijft in basis gelijk. Het postsorteercentrum wordt ingericht als opslag van het wagenpark en materieel. Naast de bestaande bebouwing wordt een nieuwe garage/werkplaats en een zoutloods gebouwd. In mei 2014 wordt gestart met de aanpassingen zodat aan het einde van het jaar het pand ingericht en in gebruik kan worden genomen. Vanuit de opdrachtgever ligt er de vraagstelling welke mogelijkheden er zijn om in het gebouw te verduurzamen. Dit onderzoek richt zich op de mogelijkheden om energie te besparen. Als handvat gebruiken we de Trias Energetica om de 3 stappen van energie besparen in te vullen. De volgende documenten liggen ten grondslag aan deze rapportage: bouwkundige tekeningen van de bestaande en nieuwe situatie van Ancum Hogendoorn d.d. 3-10-2013; technische omschrijving VIAC 25-11-2013. VIAC installatie adviseurs
ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 7 2. Trias energetica Stap 1 voorkom onnodig energieverbruik. Stap 2 pas zoveel mogelijk duurzame energie toe. Stap 3 pas resterend fossiel energieverbruik zo efficiënt mogelijk toe. Voor het pand zijn deze stappen vertaald naar de volgende technische oplossingen: Stap 1: Stap 2: Stap 3: Toepassen van een luchtbehandelingskast met WTW (optie A). Toepassen van LED verlichting (optie B). Toepassen van buitenzonwering in de vorm van screens (optie E). Toepassen van zonwerende beglazing. (optie F). Toepassen van PV-panelen (optie C). Toepassen van een zonneboiler (optie G). Toepassen van een warmtepomp (optie D). viac rapportage duurzaamheid emgwg20140605.docx
8 ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 3. Samenvatting Afhankelijk van de ambitie kan er op basis van de berekende scenario s een keuze gemaakt worden. Alle opties opgeteld geeft het volgende: CO2 besparing per jaar (kg) Meerinvestering bouwkundig Meerinvestering installaties Meerinvestering totaal A WTW-installatie 1.637 4.100,-- 11.000,-- 15.100,-- B LED-verlichting 4.665 8.500,-- 16.000,-- 24.500,-- C PV-panelen 17.723 19.932,-- 49.000,-- 68.932,-- D Warmtepomp 4.705 10.000,-- 60.000,-- 70.000,-- E Screens 1.553 1.250,-- 8.600,-- 9.850,-- F Folie op het glas 1.082 5.240,-- - 5.240,-- G Zonneboiler 374-3.400,-- 3.400,-- Totaal 31.739 49.022,-- 148.000,-- 197.200,-- Er loopt inmiddels een verzoek tot subsidie. Wanneer deze wordt toegekend resulteert in een subsidiebedrag van 20% van de meerinvesting. Als we dit vanuit een netto contante waarde en terugverdientijd benaderen krijgt men het volgen overzicht. Netto contante waarde na 30 jr ( ) Terugverdientijd (jaar) A WTW-installatie -6.468,-- n.v.t. B LED-verlichting 21.552,-- 11 C PV-panelen 89.772,-- 10 D Warmtepomp -31.245,-- n.v.t. E Screens 1.672,-- 15 F Folie op het glas 7.147,-- 11 G Zonneboiler -18,-- n.v.t. Totaal 82.412,-- Er loopt inmiddels een verzoek tot subsidie. Wanneer deze wordt toegekend resulteert in een subsidiebedrag van 20% van de meerinvestering. Hierdoor worden de netto contante waarden en terugverdientijden gunstiger. Met subsidie Netto contante waarde na 30 jr ( ) Terugverdientijd (jaar) A WTW-installatie -3.546,-- n.v.t. B LED-verlichting 27.675,-- 11 C PV-panelen 106.226,-- 9 D Warmtepomp -11.988,-- n.v.t. E Screens 4.397,-- 12 F Folie op het glas 8.161,-- 9 G Zonneboiler 964,-- 18 Totaal 131.889,-- VIAC installatie adviseurs
ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 9 4. Projectgegevens Het bestaande pand gelegen aan de 1 ste Loswal 24 in Hilversum. Het gebouw bestaat uit een kantoorgedeelte met een hal waar nu een postsorteercentrum is gevestigd. Bouwjaar: 1988-1989. Het pand heeft een installatie die, voor wat betreft het kantoor, op een paar punten vervangen moet worden. Deze punten zijn benoemd in de technische omschrijving van VIAC d.d. 25-11-2013. Belangrijke onderdelen hiervan zijn: - de luchtbehandelingskast; - de CV-ketels; - de verlichting. viac rapportage duurzaamheid emgwg20140605.docx
10 ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 5. Uitgangspunten Ons onderzoek is gericht op het kantoor. De gebruiksfunctie heeft namelijk in de basissituatie een koelinstallatie, verwarming en verlichting. De overige gebouwonderdelen hebben deze installaties in de basissituatie ook maar worden geheel of beperkt afgekoppeld. Om de verschillen in energieverbruik te berekenen hanteren we de (Energie prestatieberekening gebouwen) EPG-software van Uniec 2.0. Deze berekening geeft een beeld welke energiebehoefte er is op jaarniveau en bepaalt tevens de CO2 uitstoot van het gebouw. De overige onderdelen zoals de zoutopslag, garage en bedrijfshal zijn als functie niet in te voeren in de EPG-berekening. Dit komt omdat er voor deze functies geen Energie Prestatie Coëfficiënt eis is geformuleerd. Er is van de basis een EPG-berekening gemaakt. Zie bijlage EPG-zone kantoorfunctie Weergave van de geklimatiseerde zone Toelichting installaties kantoor Ventilatie Een mechanisch toe- en een mechanisch afvoersysteem. De toevoer geschiedt door middel van een luchttoevoerkast die de lucht aanzuigt en voorverwarmt. De afzuiging geschiedt door middel van diverse dakventilatoren. VIAC installatie adviseurs
ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 11 Koeling In het gebouw zijn diverse ruimten uitgevoerd met een airco-unit. Deze bestaat uit een binnendeel in het plafond en een buitendeel op het dak. Deze systemen zijn voorzien van een koudemiddel. Verwarming In het ketelhuis staan de CV-ketels die zorgen voor de warmte. De ruimtes zijn voorzien van radiatoren met een thermostatische radiatorkraan. Verlichting De kantoren zijn uitgevoerd met TL-verlichting. viac rapportage duurzaamheid emgwg20140605.docx
12 ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 6. Scenario s De volgende scenario s zijn bekeken: a. Het toepassen van een WTW unit. b. De verlichting uitvoeren in LED. c. PV-panelen plaatsen op het dak van de zoutloods en de nieuwe opslag. d. Het toepassen van een warmtepomp in plaats van een gasgestookte CV-ketel. e. Het toepassen van screens op de zonbeschenen ramen. f. Het toepassen van zonwerende en warmtewerende folie op het glas. g. Toepassen van een zonneboiler voor warmtapwater. a. Optie WTW-installatie Het huidige pand heeft een luchtbehandelinginstallatie die mechanisch lucht toe- en afvoert. De lucht wordt aangezogen en voorbehandeld (gefilterd en verwarmd) door een luchtbehandelingskast die in de technische ruimte op de eerste verdieping staat. De afzuiging gebeurt door middel van diverse dakventilatoren. Door het toepassen van een warmteterugwinning op de luchtbehandelingskast kan de warmte die in de winter wordt afgevoerd gebruikt worden voor de voorverwarming van de toevoerlucht. Hierdoor is er minder energie nodig om de lucht te conditioneren. Technische aandachtspunten bij de keuze voor dit systeem: Afmeting van de kast is groter door de toevoeging van de wisselaar. Het WTW-systeem moet op het dak geplaatst worden en gekoppeld aan de binneninstallaties. Toe- en afvoer moeten bij elkaar gebracht worden op het dak. Deze kanalen moeten goed geïsoleerd worden om energieverlies te voorkomen. Het WTW-systeem kan met een platenwisselaar een rendement halen tot 90%. De luchtbehandelingskast moet voorzien worden van energiezuinige ventilatoren. Door het toepassen van een bypassklep kan het systeem in de zomer gebruikt worden als zomernachtkoeling. Om de warmtebehoefte van het kantoor te kunnen blijven dekken dient er in de luchtbehandelingkast een verwarmingsbatterij opgenomen te worden. De opwarming van de lucht in de winter zal een besparing geven op de energie. Dit is maar een deel van het gasverbruik. Een groot deel is om transmissie- en infiltratieverliezen te compenseren door de bouwkundige schil. Het elektriciteitsgebruik stijgt doordat een WTW meer systeemweerstand heeft. Voorbeeld luchtbehandelingskast (bron: Wolf) VIAC installatie adviseurs
ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 13 Resultaat optie: Vanuit de berekeningen kan het volgende geconstateerd worden: De CO2-reductie op de basis is 8%. De energiereductie op de basis is 1% voor elektra en 24% voor gas. De meerinvestering wordt niet terugverdiend. b. Optie LED-verlichting Het huidige pand is uitgevoerd met TL-verlichting. Op de verlichting kan energie bespaard worden door te investeren op twee manieren. een lichtbron toepassen die minder energie gebruikt. de schakeling van de verlichting intelligent maken door zichzelf uit te schakelen en terug te regelen waar dit noodzakelijk is. In deze optie hebben we beide onderdelen geoptimaliseerd. De armaturen zijn uitgevoerd met een LED-lichtbron De armaturen worden uitgevoerd met een aanwezigheidschakeling. De verlichting aan de gevelzijde wordt uitgevoerd met een daglichtregeling. Technische aandachtspunten bij de keuze voor dit systeem: Het toepassen van aanwezigheidschakelaar is niet in alle ruimten wenselijk. LED-verlichting geeft een andere belevingswaarde in een ruimte dan TL-verlichting. De lichtkleur is hier belangrijk in. Het geeft vaak koeler licht. De levensduur van de LED is fors langer dan die van TL. 50.000 branduren t.o.v. 20.000 uren bij TL. Resultaat optie: Vanuit de berekeningen kan het volgende geconstateerd worden: De CO2-reductie op de basis is 22%. De energiereductie op de basis is 19% voor elektra en 3% voor gas. De meerinvestering wordt terugverdiend. Deze ligt rond de 11 jaar. c. Optie PV-installatie PV-panelen vangen zonlicht op en zetten dit om in elektriciteit. Door middel van een omvormer kan de installatie gekoppeld worden aan het lichtnet waardoor de stroom te gebruiken is. Het dak van de kantoren is minder geschikt. Hier staat straks de luchtbehandelingskast waardoor op het dak weinig plaats is. Het dak van de bestaande hal is ook minder geschikt om panelen op te plaatsen. De constructie is hiervan te licht. Het plaatsen kan hier alleen door constructieve aanpassingen te doen. viac rapportage duurzaamheid emgwg20140605.docx
14 ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES De daken van de nieuw te bouwen onderdelen zijn daarentegen wel geschikt te maken voor het plaatsen van deze panelen. In de optie zijn we uitgegaan dat deze dakvlakken voorzien worden van PV-panelen. Totaal van 220 m² panelen. dakvlakken voor PV-panelen Situatie met de dakvlakken waar PV-panelen op geplaatst kunnen worden Technische aandachtspunten bij de keuze voor dit systeem: Dakconstructie moet geschikt zijn (of worden gemaakt) voor het plaatsen van de panelen. Bij vlakke daken worden de panelen op een frame geplaatst dat wordt geballast en op het dak aangebracht. De kwh-meter van het energiebedrijf moet geschikt zijn voor het terugleveren van elektriciteit. De installatie moet altijd op een aparte eindgroep worden geplaatst. De plaatsing van de panelen afstemmen op de ideale oriëntatie. Schaduwwerking op het paneel van ander objecten vermijden. Resultaat optie: Vanuit de berekeningen kan het volgende geconstateerd worden: De CO2-reductie op de basis is 84%. De energiereductie op de basis is 75% voor elektra. De meerinvestering wordt terugverdiend. Deze ligt rond de 10 jaar. VIAC installatie adviseurs
ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 15 Voorbeeld opstelling PV-panelen op een frame. d. Optie warmtepompinstallatie In het huidige pand is de verwarming voorzien van centraal geplaatste CV-ketels. De koeling is een elektrisch splitsysteem met condensors op het dak. Indien we de verwarming en koeling willen verduurzamen kan dit door een systeem te kiezen met een hoger opwekkingsrendement. Hierdoor kan men met minder energie dezelfde warmte / koude opwekken. In deze optie is een elektrische warmtepomp met als bron het open water. Het principe van dit systeem is dat door middel van een warmtepomp warmte en koude uit het gebouw wordt onttrokken. Deze warmte en koude wordt uit de bron onttrokken. Omdat de huidige installatie niet geschikt is om aan te sluiten op een warmtepomp is in het voorstel rekening gehouden met een nieuwe installatie die door middel van plafondunits de warmte en koude afgeven aan de ruimten. De opwekking gebeurt door een warmtepomp die gekoppeld wordt aan de bron. De bestaande installatie kan blijven zitten en kan als back up werken wanneer er storing is aan het systeem of indien de brontemperatuur te laag wordt bij langdurige vorst. Technische aandachtspunten bij de keuze voor dit systeem: De invloed van de bron op de omgeving zal door middel van een onderzoek verder uitgezocht worden. Voor het maken van een open bronsysteem is een vergunning nodig die bij de Provincie moet worden aangevraagd. Resultaat optie: Vanuit de berekeningen kan het volgende geconstateerd worden: De CO2-reductie op de basis is 22%. De energiereductie op de basis is 100% voor gas. Het elektraverbruik stijgt met 1%. De meerinvestering wordt niet terugverdiend. viac rapportage duurzaamheid emgwg20140605.docx
16 ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES e. Optie screens De optie screens is interessant omdat de koelbehoefte in de zomer lager wordt. Hierdoor hoeven de koelmachines minder energie op te nemen om het gebouw te koelen. De optie omvat het plaatsen van screens die handmatig kunnen worden gesloten. Dit geeft in de zomer een daling van de koelbehoefte. De screens geven ook een gunstig effect als lichtwering van direct zonlicht op een beeldscherm. Resultaat optie: Vanuit de berekeningen kan het volgende geconstateerd worden: De CO2-reductie op de basis is 7%. De energiereductie op de basis is 7% voor elektra. De meerinvestering wordt terugverdiend. Deze ligt rond de 15 jaar. f. Optie folie op het glas Om de koelbehoefte in de zomer lager te maken bespaart men elektriciteit doordat de koelmachines minder hoeven te draaien. De optie omvat het beplakken van het glas met een folie waardoor de zontoetredingsfactor (ZTAwaarde) daalt. Hierdoor komt er minder zonlicht en dus minder warmte naar binnen. In de winter heeft dit wel effect op het verwarmingssysteem omdat er minder voordeel is van directe lichtinstraling dus minder opwarming door de zon. Dit is ook zichtbaar in de toename van het gasverbruik. De CO2-reductie op de basis is 5%. De energiereductie op de basis is 8% voor elektra. Het gasverbruik stijgt echter met 16%. De meerinvestering wordt terugverdiend. Deze ligt rond de 11 jaar. g. Optie zonneboiler In het huidige pand zijn elektrische boilers voorzien. Deze wekken warmtapwater op door middel van elektriciteit. De zonneboiler verwarmt het water door zonlicht. In de wintersituatie zal de zon niet voldoende warmte leveren. Dan wordt het warmtapwater naverwarmd met het cv-systeem. De CO2-reductie op de basis is 2%. De energiereductie op de basis is 2% voor elektra. Het gasverbruik stijgt echter met 1%. De meerinvestering wordt terugverdiend. Deze ligt rond de 15 jaar. VIAC installatie adviseurs
ENERGIEONDERZOEK INSTALLATIES 17 Bijlagen Resultatenbladen exploitatieberekeningen basis d.d. 5-6-2014; Resultatenbladen Exploitatieberekeningen met subsidie d.d.05-06-2014; EPG-berekeningen van de diverse scenario s en de basis. viac rapportage duurzaamheid emgwg20140605.docx