Zero Emission Buildings in Norway - byggeri.aau.dk · Zero Emission Buildings in Norway Research...

Preview:

Citation preview

       

Zero  Emission  Buildings  in  Norway  Research  centre  and  pilot  buildings      Research  Manager  Birgit  Risholt  ZEB/SINTEF  Energineutralt  byggeri,  Aalborg  26.05.2014  

ZEB’s  main  objec�ve  is  to  develop  compe��ve  products  and  solu�ons  for  exis�ng  and  new  buildings    that  will  lead  to  market  penetra�on  of  buildings  with  zero  greenhouse  gas  emissions  related  to  their  produc�on,  opera�on,  and  demoli�on.      The  centre  will  encompass    both  residen�al,  commercial,    and  public  buildings.                            www.zeb.no  

Illustra�on:  Snøhe�a/MIR  

ZEB  Facts    Host  ins�tu�on:  NTNU    Research  partners:  SINTEF  Building  and  Infrastructure  and  SINTEF  Energy  Research  

  Industry  and  public  partners:  22  (4  new)  

  Start  date  (contract  with  RCN  signed):  November  2009    Total  budget:  ca.  290  MNOK  (+  addi�onal  to  research  infrastructure)  

  Researchers  associated  with  the  Centre:  about  25  (most  part  �me)    PhD  candidates:  21    –  2  finished  in  2013  –  3-­‐5  expected  to  complete  during  2014  –  15  is  partly/directly  funded  by  ZEB  

  Post  docs:  4  

ZEB  –  a  na�onal  team   Skanska  Caverion  Weber  Isola  Glava  Protan  Hydro/Sapa  NorDan  Velux  DuPont  Brødrene  Dahl  Mul�consult    Snøhe�a  ByBo  Entra  Eiendom  Forsvarsbygg  Statsbygg  Enova  Husbanken    Direktoratet  for  byggkvalitet  Byggenæringens  landsforening    Norsk  Teknologi  NTNU    SINTEF,  SINTEF  Energiforskning  Norges  forskningsråd    I  dialog:  NTE,  BKK,  Siemens,    Sør-­‐Trøndelag  fylkeskommune  

§  Users  (the  reference  group)  §  Contractors    §  Producers  of  materials  and  products  

for  the  building  industry  §  Consultants,  architects  §  Trade  organiza�ons  §  Property  managers  §  Public  administra�on  §  University  and  research  ins�tu�ons  §  The  Research  Council  

The  ZEB  research  ac�vi�es  ZEB  focuses  its  work  in  five  areas  that  interact  and  influence  each  other:    

–  WP1  Advanced  materials  technologies  –  WP2  Climate-­‐adapted  low-­‐energy  envelope  technologies  –  WP3  Energy  supply  systems  and  services    –  WP4  Use,  opera�on,  and  implementa�on  –  WP5  Concepts  and  strategies    

A world where buildings do not contribute with greenhouse gas emissions

WP5  Concepts  and  Strategies  for  ZEBs  Main  goal:  Develop  concrete  concepts  for  zero  emission  buildings  which  can  be  translated  into  realized  pilot  buildings  within  the  �me  frame  of  the  Centre.    Research  examples:    ZEB  defini�on    ZEB  concepts    Pilot  buildings      Contact:  Birgit  Risholt  (birgit.risholt@sintef.no)  

Zero  Emission  Buildings  -­‐  The  Challenge:  

The  main  concept  of  a  zero  emission  building  is  that  renewable  energy  sources  produced  or  transformed  at  the  building  site  have  to  compensate  for  CO2  emissions  from  opera�on  of  the  building  and  for  produc�on,  transport  and  demoli�on  of  all  the  building  materials  and  components  during  the  life  cycle  of  the  building.    

Energy  standard,  single  family  houses  in  Norway  

-­‐100  -­‐50  0  

50  100  150  200  250  

Today's  average  standard  

Buildings  code,  2007  

Passive  house  

standard  Net  zero  energy  

Plus  energy  

Annu

ally  ene

rgy  de

man

d/prod

uc�o

n:  kWh/

m2  

Energy  demand   Energy  produc�on  Source: SINTEF Byggforsk

Lifecycle  for  a  building  

Materials,  M  Raw  materials,  produc�on  ,  transport  

Construc�on,  C  Transport,  construc�on,  installa�on  

Opera�on,  O  Energy  use,  maintenance,  renova�on,  replacement  

End  of  Life,  E  Demoli�on,  waste  

NS-­‐EN  15978  –  lifecycle  analysis  

A1–3 A4–5 B1-­‐5 C1–4

Suppl.  info  beyond  the  building  life  cycle.  D

PRODUCT  STAGE

CONSTRUC-­‐TION

USE  STAGE END-­‐OF-­‐LIFE Benefit/load  beyond  syst.  boundary

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 D

Raw  m

aterial  sup

ply  

Tran

sport

Man

ufacturin

g  

Tran

sport

Construc�o

n  installa�o

n  process

Use

Mainten

ance  

Repa

ir

Replacem

ent

Refurbish

men

t  

Deconstruc�o

n  de

moli�on

Tran

sport

Waste  processing

Disposal  

Reuse-­‐Re

covery-­‐Recycling  

poten�

al  

Materials   Construc-­‐�on  

Opera�on   End  of  life  

Source:  Dokka  et  al,  PassivhusNorden  2013  

ZEB  defini�on  –  inclusion  of  embodied  emissions  

1.  ZEB  Ambi�on  level    2.  Procedures  for  calcula�on  

–  Func�onal  unit,  system  boundaries,  embodied  emissions,  transport,  construc�on,  waste  

3.  CO2-­‐factors    4.  Service  life�me  5.  Time  perspec�ve  6.  Minimum  requirements  for  ZEB  –  O  and  ZEB-­‐O÷Eq  7.  Emissions  payback  calcula�ons  8.  Verifica�on     Kristjansdo�r,  Fjeldheim,  Selvig,  Risholt,  Time,  

Georges,  Dokka,  Bourelle,  Bohne  and  Cervenka,  A  Norwegian  ZEB  Defini�on:  Inclusion  of  embodied  emissions,  ZEB  June  2014  

Concept  work  Shoe  box  models    Four  storey  office  building    1.  BIM-­‐modelled  2.  Detailed  LCA  and  GHG  calcula�ons    3.  Detailed  simula�on  of  building,  

installa�ons  and  energy  supply.  4.  Building  integrated  PV  balancing  

CO2    emissions  

Typical  Norwegian  office  building  with  renewable  energy  produc�on  on  site  

  "Passive  house"  building  envelope  –  Concrete  in  founda�on  and  load  bearing  structure  –  Wood  frame  wall    

  LED  ligh�ng  and  energy  efficient  appliances    Solar  cells  for  electricity  produc�on    Ground  to  water  heat  pump  and  solar  collector  for  heat  produc�on  

  Hydronic  hea�ng  system    Ven�la�on  system  with  rotary  wheel  heat  exchanger  

Concept  work  –  Office  building  

Concept  work  –  Office  building  

ZEB-­‐Pilot  Buildings  1.  Powerhouse  Kjørbo  –  Sandvika.  Renova�on  

of  2  office  blocks  to  ZEB-­‐OM  (minus  EQ).    2.  Mul�komfort-­‐Larvik:  Single  family  house,  

ZEB-­‐OM.  3.  ZEB  Living  Lab,  Trondheim.  Single  family  

house  on  NTNU  campus.  ZEB-­‐OM  4.  Skarpnes  Arendal:  37  dwellings,  ZEB-­‐O.  5.  Haakonsvern  –  Bergen.  Small  office  building,  

ZEB-­‐O  (minus  EQ)  6.  Ådland  -­‐  Bergen:  +500  dwellings,  ZEB-­‐O.    7.  Powerhouse  Bra�øra  –  Trondheim.  Large  

office  building,  ZEB-­‐OM  (minus  EQ).    

Two  exis�ng  office  buildings,  each  2500  m2,    renovated  to  plus  energy  performance  level  ZEB  ambi�on  level:  ZEB-­‐OM  minus  EQ    Status:  Finished  and  in  use  since  24th  April  2014  (Asplan  Viak)  Involved  ZEB  partners:  Entra  (owner  of  buildings,  Skanska  (contractor),  Hydro/SAPA,  Snøhe�a  ZEB  contact  person:  Hans  Mar�n  Mathisen  hans.m.mathisen@ntnu.no    ZEB  researchers  involved:  Berit  Time,  Torhildur  Kristjansdo�r,  Tor  Helge  Dokka,  Inger  Andresen,  Thomas  Berker  

Powerhouse  Kjørbo,  Sandvika  

Powerhouse  Kjørbo    Burnt  wooden  cladding  has  replaced  the  original  glassed  façade  

  The  largest  PV  plant  in  Norway  

Powerhouse  Kjørbo    Internal  stairs  and  exhaust  air  channel    Air  inlet  and  air  hea�ng/cooling  from  central  core    Acous�c  elements  made  of  recycled  plas�c  bo�les    Reuse  of  glass  from  original  windows  

Powerhouse  Kjørbo    Increased  window  area    Open  office  areas    Exposed  concrete  surfaces  for  heat  storage  

Detached  house,  200  m2,    demonstra�on  at    Climate  centre    of  Brødrene  Dahl  in  Larvik  ZEB  ambi�on  level:  ZEB  –  O  or  ZEB  –  OM  (no  emissions  for  hea�ng/cooling  and  opera�on,    and  from  materials)  Status:  Under  construc�on.  Involved  ZEB  partners:  Brødrene  Dahl  ,  Snøhe�a  and  Isola.    ZEB  contact  person:  Anne  Gunnarshaug  Lien  anne.g.lien@sintef.no    ZEB  researchers  involved:  Torhildur  Kristjansdo�r,  Tor  Helge  Dokka,    Berit  Time,  Sivert  Uvsløkk  

Mul�comfort,  Larvik  

ZEB  Living  Lab    100  m²  living  area    ZEB-­‐Opera�on    Building  Integrated  Photo-­‐voltaics:  80  m2  

  Solar  panel  in  the  facade    Ground  to  water  heat  pump  

  Heat  recovery  system  

Skarpnes,  Arendal  

40  dwelling:    20  apartments,  20  detached  houses  Total  built  area:    4500  m2.  ZEB  ambi�on  level:    ZEB  –  Opera�on  (no  emissions  for  hea�ng/cooling  and  opera�on)    Status:  Marke�ng  of  dwellings  started  in  August  2013.    Construc�on  started  in  December  2013.    Funding  from  Enova:  Passive  house  performance,  renewable  energy,  PV    Involved  ZEB  partners:  Skanska,  Mul�Consult  and  Weber.    ZEB  contact  person:  Birgit  Risholt  birgit.risholt@sintef.no    ZEB  researchers  involved:  Anna  Svensson,  Birgit  Risholt,  Lars  Gullbrekken,  Thomas  Berker,  Karen  Byskov  Lindberg  

Office  building,  2000m2  ZEB  ambi�on  level:  ZEB  O-­‐EQ  Status:  Approved  by  the  Parliament  Invita�on  to  tender  published  in  summer  2013.    Involved  ZEB  partners:  Forsvarsbygg,  Mul�consult  ZEB  contact  person:  Inger  Andresen  inger.andresen@sintef.no    ZEB  researchers  involved:  Jens  Tønnesen,  Thomas  Berker,    Berit  Time,  Tor  Helge  Dokka,  Inger  Andresen  

Administrasjonsbygget  Haakonsvern,  Bergen  

ZEB  research  centre  and  pilot  buildings    It  is  possible  to  construct  Zero  Emission  Buildings  even  in  a  cold  Norwegian  climate    Interdisciplinary  research  is  a  key  parameter  for  success    ...and  please  follow  our  research  on    www.zeb.no    

     

Thank  you  for  your  a�en�on    

www.zeb.no  

Recommended