Energioptimalisering av et ZEN i et norsk kystklima

Abstract

Bygningsindustrien står for omtrent 40% av energiforbruket i Europa og det å forbedre energieffektiviteten i byggebransjen vil være essensielt i utviklingen mot en bærekraftig framtid. I de siste tiårene har energisimuleringsprogrammer vært et primært verktøy for å simulere energiforbruket i individuelle bygg. I de neste tiårene vil det være viktig for samfunnet å gå over til nullenergi-nabolag (ZEN). For å se hvordan en gruppe bygninger påvirker hverandre, vil ikke simuleringer for individuelle bygg være nok. Energisimuleringsprogrammer for nabolag vil derfor være neste steget for å oppnå en framtid med bygninger uten klimaavtrykk. ‘CitySim Pro’ er et bygningssimuleringsprogram som er i stand til å simulere de termiske egenskapene for en gruppe bygninger. Programmet skaper en tilnærmet realistisk simulering av stråling mellom eksterne overflater i tillegg til å beregne potensielt netto energiforbruk. Den geometriske modelleringer er gjort i ‘Google SketchUp’ og de klimatiske dataene er generert i ‘Meteonorm’. I denne oppgaven skal et nabolag på Saltveit med et typisk norsk kystklima simuleres. For å finne beste byggemetode for et ZEN, vil ulike energikilder og klimaforhold vurderes. Målet med oppgaven er å finne ut hvilke faktorer som er viktige for å oppnå nullenergi-målet og gi en optimal løsning for ZEN på Saltveit. For å estimere energiforbruket i fremtiden, vil tre forskjellige klimadata simuleres: nåtidens klima og to mulige klimascenario for 2050 (A2 og B1). Resultatene viser energiregnskap for Saltveit ZEN med tre forskjellige klimascenario. De ulike klimasituasjonene har liten påvirkning på resultatet og nabolaget har et årlig energioverskudd i alle situasjoner. I tillegg blir nødvendig batterikapasitet presentert.

The building industry is responsible for about 40% of overall energy use in Europe and improving building efficiency is one of the key strategies toward a sustainable future. In the last decades detailed individual building energy models has been established as tool of analysis for building designers and policy makers. In the next couple of decades, the establishment of zero energy neighbourhoods (ZEN) will be crucial to improve energy efficiency in the society. To understand how a group of building will perform together, aggregation of separate house simulations is not sufficient. Therefore, simulation software that can generate urban energy models is the next step to a achieve a future containing climate-friendly buildings.

`CitySim Pro’ is a building energy simulation software which is capable to calculate the thermal performance of groups of buildings. It accounts for a realistic approach in modelling longwave radiation exchange between external surfaces, as well as the potential for building integrated energy production. The geometric modelling is done in ‘Google SketchUp’ and site-specific climate data is generated in ‘Meteonorm´.

In this paper a neighbourhood situated in a costal climate in Haugesund, Norway is simulated. To investigate the ZEN concept, different renewable energy sources and climates are considered. The goal of the study is to determine different factors to gain the zero-energy goal and show different methods for energy systems. It is also important to know the future energy demand of the neighbourhood. To achieve this, three different climates are used as boundary conditions for the simulations; the present climate and two possible climates for 2050 (A2 and B1).

The results show the planned energy demand for different planning scenarios as well as climate change scenarios. The climate situations has very similar impact on the results and all of the results has positive energy output. The necessary battery capacity is also mentioned.