Økologiske byggemetoder Frederica Miller mars 2012.pdf
Økologiske byggemetoder FREDERICA MILLER Gaia-Oslo as DE 4 STORE DESIGN UTFORDRINGENE 1. Peak Oil – minkende tilgjengelighet på fossile energikilder. Endring av energibruken. 2. CO2 – økning av klimagasser med klimaendring. Vil menneskeheten overleve? 3. Natur Mangel Syndromet – Vi er inne 95% av tiden. Barn sitter inntil 8 timer pr. dag foran PC eller TV. Fysisk og psykisk krise? 4. 6,5 milliarder mennesker og stigende. Hva kan jorda tåle økologisk sett? Forholdet mellom rike og fattige (100:1) manglende rettferdighet i et overbefolket verden VI MÅ LØSE ALLE 4 UTFORDRINGER SAMTIDIG GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging LINEÆRHUSET - KRETSLØPSHUSET • • • • • • • • tilpasset stedet – klima – topografi – ressursgrunnlag • utnytter lokale fornybare ressurser • Beboere = aktive deltagere • knytter seg til de lokale økologiske kretsløpene • sunt inneklima • enkle systemer • lokalt produsert • miljøvennlig fra vugge til grav • CO2 nøytral GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging Ikke tilpasset stedet Ressursødende Syntetiske materialer Beboere = FORbrukere Sårbar teknologi Ikke-fornybare ressurser Skaper forurensning – blant annet klimagassutslipp Avhengig av sentraliserte forsynings- og rensesystemer • KRETSLØPSHUSET Bruno Erats hus, Finland GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging luft bioklimatisk arkitektur lukt inneklima naturlig ventilasjon klimatilpasning KARUSELLEN Del 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 en karakteristikk av bygningsteknologiens utvikling siden 1960 Vi må spare energi. Derfor må vi isolere mer. Isolasjon betyr som regel at vi bruker mineralull. Mineralull kan ikke regulere fukt og må beskyttes fra trekk for å ha god isolasjonsverdi. Derfor må vi ha en tett damsperre av plast på innsiden av veggen. Vi må lage tette hus. Tette hus krever ventilasjon fordi det blir høy fuktighet inne og fordi forurensningene hoper seg opp og gir dårlig inneklima. Lufting eller ventilasjon fører til energitap. Derfor må vi spare energi. (ca 1970) Det kan vi gjøre ved å kontrollere luftingen. Varmen fra avtrekksluften kan gjenvinnes og brukes til å varme den friske luften. Vi trenger balanserte mekaniske ventilasjonsanlegg. Balanserte mekaniske ventilasjonsanlegg er dyre, de har lang nedbetalingstid hvis vi ser energien som kan spares i forhold til anleggets levetid. Hvis ikke balanserte mekaniske ventilasjonsanlegg vedlikeholdes, så kan de øke inneklima problemene , og hvis de vedlikeholdes, så øker utgiftene og da blir de enda dyrere... Vi må derfor stille krav til teknikken. Men det finnes ikke gode nok tekniske løsninger så da kan vi ikke stille krav til de tekniske løsningene …(ca 1995) … og forvarming av luft gir inneklima problemer vi kan ikke forvarme luften GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging KARUSELLEN Del 2 14 MEN Vi må jo spare energi for å redusere klimagassutslipp (EU direktiv 2001). 15 Derfor må vi isolere mer og hvis vi isolerer veldig mye så bruker vi nesten ikke energi! Vi lager PassivHus… men mye isolasjon kan skape fuktproblemer i konstruksjonen…. 16 ..derfor må vi ha enda tettere hus. Vi må lage enda tettere hus med tapede skjøter! 17 Tette hus krever økt ventilasjon fordi det blir høy fuktighet inne og fordi forurensningene hoper seg opp og gir dårlig inneklima…… 18 Så da må vi øke luftskifte i boligene (NS3031) + TEK 2010 … men lufting eller ventilasjon fører til energitap. 19 ..og vi må jo spare energi. 20 Varmen fra avtrekksluften MÅ gjenvinnes og brukes til å varme den friske luften. 21 Vi MÅ HA balanserte mekaniske ventilasjonsanlegg (TEK 2010 tilnærmelsesvis pålegg om BMV ) 22 BMV er avhengig av elektrisk strøm, som vi egentlig skulle redusere bruken av for å minske klimagassutslipp… 23 Men vi må investere i ventilasjonsanleggene som et inneklimatiltak fordi husene er for tette …men hvis vi forvarmer luften så kan vi få inneklimaproblemer.. 24 ..men vi forvarmer jo så lite så det kan jo ikke være så farlig.. også kan vi jo skru av anleggene om sommeren… 25 .. ..men hvis ikke BMV vedlikeholdes, så kan de skape inneklimaproblemer.. Spesielt hvis de ikke går hele tiden.. og da er de ikke et inneklimatiltak men en inneklimabombe… så da må ventilasjonsanleggene vedlikeholdes ..men da øker utgiftene…. 26. …så BMV er et enøktiltak for å redusere klimagassutslippene selv om det bruker strøm som øker klimmagassutslippene … eller var det et inneklimatiltak pga et enøktiltak.… 27 …men det er kanskje ikke så farlig for vi skal jo spare energi!!! Har vi hørt det før??? GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging INNEKLIMA GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging SUNNE HUS DE 4 ØKOLOGISKE LOVENE 1. Alt er forbundet med alt annet 2. Alt må bli av et sted - Ingenting forsvinner 3. Naturen vet best 4. Det finnes ikke noe slikt som en gratis lunsj Barry Commoner i boka ” Ringen sluttes” 1972 GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging ROB MARSH – SBI DANMARK DET ADAPTIVE LAVENERGIBYGGET ”Bevisst bruk av materialer ser ut til å kunne ha større positiv innvirkning på inneklimakvalitet og energiforbruk enn ventilasjonsanlegg. Dersom store deler av inneklimakvaliteten ivaretas gjennom materialbruk, og luftskifte reduseres betraktelig vinterhalvåret, vil energiutbyttet av et balansert ventilasjonsanlegg marginaliseres. Forvarming av tilluften (for eksempel i en varmeveksler) forringer tilluftskvaliteten. Varmegjenvinning, mot for eksempel forbruksvann, kan like gjerne gjøres i et avtrekkssystem. Bevisst design og materialbruk innebærer ikke en merkostnad eller et økt energiforbruk, krever ikke ekstra vedlikehold og levetiden vil være den samme som bygningskonstruksjonen: 4 –5 ganger lenger enn for tekniske installasjoner.” Fra ”Ventilasjon av boligblokk” Dag Roalkvam –Gaia-Lista as. GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging DET ADAPTIVE LAVENERGIBYGGET BEHOVSSTYRT ÅRSTIDSTILPASSET VENTILASJON Skal være: Enkelt og forståelig, Tilpasningsdyktig, involverende, Tilgivende 1. REGULERING AV RELATIV FUKT RF ved hjelp av 2. MATERIALBRUK – BRUK AV SUNNE (LAVEMITTERENDE) FUKTREGULERENDE MATERIALER 3. DIFFUSJONSÅPNE KONSTRUKSJONER 4. TEMPERATURSTYRING 5. VINDUSLUFTING - NATURLIG VENTILASJON GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging Scenario for adaptivt lavenergihus stue sov materialer 600 400 200 0 Gaia Lista BUFFERKAPASITET 800 VENTILASJON TEMP. 1000 SJOKKLUFTING 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 klokkeslett 1200 FORVARMING • entre BUFFER-VOC • • kjk VENTILASJON STENGT • bad BUFFER-FUKT • 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 VINDUSLUFTING • Brukeren lufter soverom med vindu etter ønske Rommene er isolert mot resten av boligen Ingen ventilasjon mens rommene står ubrukt Forurensning fra materialer håndteres av infiltrasjon, gassdiffusjon, bufrende materialer og sjokklufting med kjøkkenventilator Forvarming mens boligen står tom Temperering med kjøkkenventilator og vinduer Ventilasjon – temperatur - fukt m3/m2t • m3/m2t BOLIG 100m2 bad fors kjk-vifte bad kjk entre stue sov 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 klokkeslett materialer 13 FUKT Hyppigste årsak til inneklima problemer mugg, midd osv Klager: «Tørr luft» RF inneluft optimalt mellom 40 og 60% Verst for inneklima er hyppige svingninger mellom fuktig og tørr Endring i kalkulert prosent misfornøyde med inneluft kvaliteten Endring i relativ fuktighet Gaia Lista Simonson CJ 2004 TEMPERATUR Temperatur er avgjørende for hvordan vi opplever inneklima kvaliteten PhD. Jan Vilhelm Bakke, spesiallege i arbeidstilsynet. Tilførsel av varme ”Hvis luften kan tilføres kjølig uten at vi fryser eller plages av trekk gir det i seg selv bedre luftkvalitet. I oppvarmingssesongen kan et par graders reduksjon av lufttemperaturen, for eksempel fra 23 til 21oC, forbedre luftkvaliteten tilsvarende en dobling av ventilasjonen. I en undersøkelse i England bodde åtte av ni 4-16 år gamle barn som utviklet astma i hus som var oppvarmet med varmluft. Det kan tyde på at oppvarming med varmluft ikke bare ødelegger opplevd luftkvalitet, men også kan gi økt risiko for astma og være skadelig for de som har astma.” Gaia Lista 15 JAN VILHELM BAKKE, ARBEIDSTILSYNET Husk at vi bygger for at det skal bo mennesker i husene, ikke for at de skal bruke minst mulig energi. Spørsmålet må bli "hvordan bruker vi energi og andre ressurser mest mulig effektivt for helse og velbefinnende?" Bolig og bygd miljø kan være avgjørende for helse. MATERIALBRUK Fjerning av forurensninger ved gassdiffusjon • Jo lavere luftskift desto større transport av forurensninger gjennom ytterkonstruksjonen i diffusjonsåpne vegger • Når bygningen ikke er i bruk, kan luftmengden reduseres med 20% fra 0,7m3/m2t til 0,55m3/m2t Temperatur-regulering med materialer Gaia Lista 17 SUNNE MATERIALER GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging KLIMATRAPPEN FOR MATERIALVALG TRINN 4 TRINN 3 TRINN 2 TRINN 1 Velg klimaeffektive materialer - i produksjon - i transport Gaia Lista Reduser materialforbruket - arealeffektivitet - redusert svinn Utnytt materialenes ENØKegenskaper - varmekapasitet Utnytt materialenes klimaegenskaper - refleksjon av solvarme - binding av CO2 - korttidslagring - fuktreguleringsav CO2 - materialsparing evne - langtidslagring - vedlikeholdseff. - robuste av CO2 - økt levetid energiløsninger 19 PASSIVHUS = klimanøytralt? GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging DYNAMISK ISOLASJON Enebolig i Ulvik - bygget 1989 Livsløpsstandard. Permakulturprosjekt, med tilpasning til tomt, klima og lokal byggeskikk. Dynamisk isolert - naturlig ventilert bolig med sunne materialer. Torvtak med 6 forskjellige biotoper. Drivhus og vinterhage. Lokal naturbasert avløpsrensing. GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging NATURLIG VENTILASJON Vanse skole, Gaia-Lista GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging NATURLIG VENTILASJON GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging ild klimagassnøytral arkitektur fornybare energikilder stedstilpasning energieffektivisering bygningsintegrerte løsninger ROB MARSH – SBI DANMARK FOR MYE ISOLASJON ? Ikke optimalt verken bygningsfysisk eller økonomisk • Supertette konstruksjoner med tykke isolasjonssjikt = teknisk krevende å bygge. Skader i tettesjiktene i plast fører ikke bare til at energieffektiviteten punkteres, men også at fuktproblemer kan gi opphav til muggsoppdannelser, et sårbart byggesystem. • Levetiden til plast og tape er kanskje 20 til 25 år, • Isolasjonstykkelser over 30cm i vegg og 50cm i tak fører til marginale energibesparelser - bare til ytterligere 2% ref. professor Christer Harryson, Ørebro universitet + SBI DK EN SVENSK FAMILIES ENERGIBRUK lll ca. 20% ca. 50% hhh hhh GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging ca. 30% KLIMAANALYSE GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging ERGA GÅRD - JÆREN GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging FORNYBARE ENERGIKILDER KLIMAGASSUTSLIPP/ MATERIALBRUK Klimagassutslippene fra bygningssektoren Fordeling på drift og materialer Materialer 10-20 % Materialer 40-60 % Drift 40-60 % Drift (oppvarming, belysning etc) 80-90 % Konvensjonelle bygninger Passiv-/lavenergihus (Etter C. Thormark 2007) GAIA-arkitekter– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging CO2 NØYTRAL KONSTRUKSJON CO2 RØA: 240 m3 MASSIVTRE = - 49 tonn CO2 Betong – P kjeller og trappe/heisrom = + 54 tonn CO2 Totalt konstruksjon + 5 tonn CO2 Tilsvarende Betongbygg ca 120 tonn CO2 Det betyr at det er mulig å lage naturlig ventilerte lavenergibygg, med robuste bygningsintegrerte løsninger. Slike løsninger er allerede svært vanskelig å få til i TEK 10, og dersom tendensen fortsetter vil det være så å si umulig. GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging PASSIV + PASSIV = AKTIVHUS RØA MILJØBOLIGER Konsept: lage et passivt – ”passiv hus”: Tiltak – godt inneklima • Bruk av fukt- og varmeregulerende materialer - massivtre konstruksjon • Sunne materialer • Naturlig ventilasjon, tilluft direkte fra ute, vinduslufting • Høytsittende regulerbare luftevinduer mot syd • Baderomskjernen som varme- og fuktlager GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging NATURLIG VENTILASJON Bevisst plassering, utforming og bruk av vinduer til vinduslufting GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging RØA MILJØBOLIGER Energitall: 30cm isolasjon. Energibehov totalt – simulert 72 822 Oppvarming 30 605 26 897 Varmt vann 22 267 Belysning 12 888 Pumper 3 439 Sum 69199 kWh/m2/år brutto 75,3 kWh/m2/år netto 68,0 Solenergi 16,6 m2 kWh/m2 425 Totalt fra sol 7 055 8 295 Biobrensel 45 809 Sum fornybare energikilder: 54 100 dvs. dekker oppvarming og varmt vann Rest 62137 15 758 22 267 12 597 3 161 64 222 70,9 63,6 15 m2 553 64 = passivhus ? Spesifikk energibruk Spesifikk energibruk fordelt på formål GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging kn isk Te ng ni lys Be as nt il Ve Korrigert for fornybar energi rm Etter enøk va Normtall jo n in g 0 r 50 m pe 100 Pu 150 an n 200 40 35 30 25 20 15 10 5 0 rm tv kWh/m2 år 250 O pp kWh/m2 pr 300 Va Kwh/m2 brutto 40cm isolasjon. 68 569 PASSIVT + PASSIVT = AKTIVHUS fordrøyning økt biologisk mangfold naturbasert avløpsrensing vann lokal overvannshåndtering NATURBASERT AVLØPSRENSING KIRKENGEN ØKOLOGISKE HAGEBYGD GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging LOKAL OVERVANNSHÅNDTERING GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging grønn by jord gjenbruk kretsløpshus fra jord til bord grønne tak, fasader og bakgårderjenbruk GJENBRUK GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging DESIGN FOR GJENBRUK APALLØKKEVEIEN, OSLO GAIA –Oslo as – Bærekraftig Arkitektur og Planlegging GRØNNE BYER OG TETTSTEDER Fordi vi skiller hagebruk fra arkitektur, Fordi vi skiller byer fra landbruk, Fordi vi skiller systemer som hører sammen Har vi store problemer. Det er på tide å gjenforene samfunnet med miljøet. Bill Mollison GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging GRØNNE SMÅSKALA – INTENSIV HAGEBRUK ØDEKJÆRET GAIA-TJØME GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging Energieffektivisering Eneste fokus ? PASSIVHUS KRITIKK: 1. AREALBRUK – kwh/m2 2. ENERGI – avhengighet av elektrisitet 3. HELSE – inneklima med mekanisk forvarming av luft 4. INSTALLASJONSTEKNOLOGI- lite robust 5. KLIMAGASSUTSLIPP/ MATERIALBRUK 6. Dårlig egnet som strategi for de fleste eksisterende bygg GAIA-Oslo as– Bærekraftig Arkitektur og Planlegging ROB MARSH – SBI DANMARK AKTIVHUS PASSIVHUS - AKTIVHUS PASSIVHUS BÆREKRAFTTIG OG KLIMANØYTRAL ARKITEKTUR AKTIVHUS ENERGI ENERGI ENERGI EFFEKTIVT INNEKLIMA MILJØ INNEKLIMA MILJØ
© Copyright 2024