Nullutslipp og arkitektur. Professor Anne Grete Hestnes Fakultet for arkitektur og billedkunst, NTNU Faglig leder, ZEB

Transkript

1 Nullutslipp og arkitektur Professor Anne Grete Hestnes Fakultet for arkitektur og billedkunst, NTNU Faglig leder, ZEB

2 Innhold Nullutslipp -hvorfor -hva - hvordan Arkitektoniske konsekvenser Konklusjoner

3 Nullutslippsbygg Hvorfor: Bygninger forårsaker ca 40 % av alle klimagassutslipp (i et globalt og europeisk perspektiv). FNs klimapanel viser til at klimatiltak i byggsektoren er de mest lønnsomme (sammenlignet med de andre viktige sektorene).

4 Utfordringen: Halvering av utslippet av CO 2 i 2050 GtCO 2 pr år GtCO 2 per year KYOTO BÆREKRAFTIG Kilde: Jørgen Randers, Lavutslippsutvalget

5 Nullutslippsbygg på vei inn i nasjonale krav/målsetninger Revisjon av EUs Bygningsenergidirektiv (forslag): Krav om å utvikle et veikart fra dagens situasjon mot nullutslippsbygninger Kilde figur: Karsten Voss, Wuppertal University.

6 Vår definisjon av nullutslipp Null klimagassutslipp knyttet til produksjon, drift og avhending. Fakultet for arkitektur og billedkunst ved NTNU er vertskap for et nasjonalt forskningssenter som vil plassere Norge i front innen forskning, innovasjon og implementering mht bygninger med svært lavt energibehov og uten netto klimabelastninger. Senteret er ett av åtte forskningssenter som i februar 2009 fikk status som forskningssenter for miljøvennlig energi (FME). Etableringen av sentrene er en direkte følge av klimaforliket på Stortinget i februar Hovedmålet for ZEB er å utvikle produkter og løsninger for eksisterende og nye bygninger, boliger så vel som næringsbygg, som vil lede til markedsgjennombrudd for bygninger med null klimagassutslipp knyttet til produksjon, drift og avhending.

7 Utfordringen Kompensere klimagassutslipp fra produksjon av materialer og bygg ved å produsere mer energi enn bygget behøver til drift. NFE-T: Ny fornybar energi til termisk behov Kilde: Tor Helge Dokka, SINTEF

8 Redusert energibruk + energiproduksjon Men svaret bør i de fleste tilfeller være lokal produksjon på eller i nærheten av bygget. ENERGILEVERANSE SMÅHUS kwh/m 2 år Elektrisk Termisk Solcelle (PVC) Solfanger (termisk) CHP Dagens TEK 07 Lavenergi Passivhus 0-energi E-prod.hus Kilde: Tore Wigenstad, SINTEF Preikestolhytta Arkitekt: Helen og Hard Kilde: Ecobox

9 Strategi: Trias Energetica Miljøvennlig energitilførsel Gjenvinn energi Reduser behovene Kilde: Lechner, Lysen, og fler Den mest miljøvennlige kilowatt-timen er den som ikke blir brukt! Kilde: Ecobox v/stein Stoknes

10 Første skritt redusert behov Dvs. minst lavenergi og passivhus Kilde: Eli Støa, NTNU Kilde: Michael Klinski, SINTEF

11 Passivhus - Løvåshagen Prosjektet har vist at ved å legge ressursene og omtanken på rett sted, og ved å ta de rette grepene, er det mulig å bygge fremtidsrettede boliger til om lag samme pris som dagens boliger. Sitat arkitekten (Jan Haaland)

12 Neste skritt energiproduksjon (fornybar energi) Miljøbelastning ved bruk av ulike energikilder: UTSLIPP [CO 2 ] FRA ULIKE ENERGIKILDER Gram CO2 pr. levert kwh energi Sol Bio Elektrisitet, vannkraft Fjernvarme (landssnitt) Varmepumpe, el fra gass uten CO2 fangst LNG Gass direkte bruk Fyringsolje, propan etc. Elektrisitet, via gasskraft uten CO2 fangst Kilde: Tore Wigenstad, SINTEF

13 Nye muligheter Solar Curtains Sheila Kennedy s forslag om å integrere solceller i gardiner. Sheila Kennedy: Partner i firmaet KVA i Boston/professor i arkitektur ved Massachusetts Institute of Technology. Kilde: MIT Spectrum

14 Andre muligheter? Urban Turbines Vindmøller plassert på taket av en boligblokk i Chicago. Arkitekt: Helmut Jahn Slike installasjoner krever relativt høye bygninger og en gjennomsnitts vindhastighet over 4 m/s. Altså noe begrensede bruksmuligheter. Kilde: Karsten Voss, Wuppertal University

15 Klimagassutslipp fra produksjon av materialer og bygg må også minimeres I alle tilfeller livsløpsbetraktninger ved materialvalg - dvs. fra vugge til grav : energiinnhold i materialene (produksjon av byggevarer, transport av byggevarer, byggevirksomhet) Laftehus, Sverresborg Folkemuseum Kilde: A.S.Nordby, NTNU materialenes effekt på energibruk i driftsfasen gjenbruk Klosterenga, Oslo Kilde: GASA Arkitekter

16 Levetid og klimabelastning Klimabelastning per m 2 for alternative veggkonstruksjoner med U-verdi = 0,20 W/m 2 K Stor forskjell mellom ulike materialtyper! Kilde: A.S.Nordby, NTNU

17 Nullutslipp: Arkitektoniske konsekvenser Zero Energy Buildings are designed to perform well, be comfortable, require only standard maintenance, and look no different than ordinary buildings. Sitat: NREL/U.S.DOE TULL! Nullutslippsbygg kan ha mange arkitektoniske uttrykk og gir mange arkitektoniske muligheter! Arkitekt: Coop Himmelblau Kilde: Klaudia Farkas, NTNU

18 Arkitektoniske konsekvenser Det som ser grønt ut er ikke alltid det grønneste. Canadian Green Home : 65% reduksjon i energibruk til drift 33% reduksjon i energibruk til produksjon (inkl. energiinnholdet i materialene) 73% reduksjon i vannforbruk (kjøpt) 99% reduksjon i bruk av kjemikalier som påvirker osonlaget 98% reduksjon i avfall

19 Arkitektoniske konsekvenser Fokus på energibruk kan ha en negativ effekt. Jfr. historien (forrige århundre!): - ingeniørjuletre - for de spesielt interesserte - for de som ikke er ordentlige arkitekter (Sagt av en prominent norsk arkitekt til nybakte arkitektstudenter) Forsinket utviklingen av de gode løsningene.

20 Arkitektoniske konsekvenser Dagens situasjon er en annen! Passivhus = kassehus Men enklere former gjør det lettere å nå målene. Kilde: Ecobox Kilde: Inger Andresen, NTNU

21 Arkitektoniske konsekvenser Dagens situasjon er en annen! Men høyere bygninger kan få problemer med tilstrekkelig takflate til energiproduksjon (solfangere og solceller). Bruk av fasader kan være løsningen spesielt på våre breddegrader.

22 Arkitektoniske konsekvenser Alternativ til fasader kan være overdekninger over atrier, uteplasser,... Gemeindezentrum Ludes, Østerrike Arkitekt: Herman Kaufmann Kilde: Klaudia Farkas, NTNU

23 Større installasjoner Bebyggelsen som kraftverk? Central train station, Berlin Airports are typically large, isolated, shadefree structures that are visited by millions of people every year presenting the perfect platform for PV both in terms of available solar resource and for awareness raising of the technology with the public. Ricardo Rüther, REfocus July 2005 Florianopolis Airport, Brazil

24 Nullutslippsbygg ikke så mange eksempler AT NO CA USA UK J DE UK NL CH DE India

25 Nullutslipp kontor- og fabrikkbygning Solarfabrik, Freiburg (2001) Naturlig ventilasjon CHP med rapsolje Solceller Kilde: Karsten Voss, Wuppertal University architecture: Rolf & Hotz, Freiburg energy design: Stahl & Weiss, Freiburg

26 Nullutslipp kontorbygning National Renewable Energy Lab Research Support Facilities (RSF) Kilde: RNL Design/ Shanti Pless, NREL architecture: Rolf & Hotz, Freiburg energy design: Stahl & Weiss, Freiburg

27 Nullutslipp boliger Solar Settlement Freiburg, Germany Arkitekt: Rolf Disch Kilde: Karsten Voss architecture: Rolf & Hotz, Freiburg energy design: Stahl & Weiss, Freiburg

28 Hva må gjøres: Vi må redusere energibehovet til et minimum (passivhus osv.). Vi må bruke ren, fornybar energi til å dekke det resterende behovet for varme og/eller kjøling. Vi må bruke fornybar energi til å dekke behovet for elektrisitet. Vi må vurdere materialbruken. Kilde: Tor Helge Dokka

29 Hva må gjøres: Og, vi må se på sammenhengen mellom bygninger og transport. Hva med bilen som både energikonsument og energiprodusent? Kilde: Statsbygg

30 Nullutslipp og arkitektur hva må til? Vi kan ikke tillate oss å si we are in it for the beauty! Høye krav til både: - miljøvennlighet - brukbarhet (funksjon, komfort, ) - arkitektonisk uttrykk -.. Derfor: - Ta et helhetlig grep ( top down i stedet for bottom up ) - Samarbeid ( integrerte prosjekteringsprosesser ) - Begynn med behov og veldefinerte mål (ikke med potensielle løsninger eller interessante teknologier)

31 Hvorfor en integrert prosjekteringsprosess? Prosjektering av nullutslippsbygg krever ofte mer, eller en annen, kompetanse og en noe annen prosess enn tradisjonell prosjektering. Bydelshus, Kolding, Danmark Kilde: Esbensen Erfaringer fra internasjonale prosjekter hvor integrert prosjektering er brukt har vist at man oppnår gode synergieffekter. Ref.: Hestnes, Andresen m.fl., IEA SHC Task 23/NTNU Smartbygg

32 Framtidig fokus Prosjekterings- og planleggingsstrategier (i stedet for utvikling av bestemte løsninger) Helhet, kretsløp, sammenhenger - mellom bebyggelse, transport, og industri - mellom bygning, system, og bruker Totalt energibehov (både elektrisitet og varme/kulde) Miljø (CO 2 utslipp) Arkitektur (dvs. arkitektonisk fremragende løsninger)

33 Arkitektur kan være et godt virkemiddel for å få til en ønsket utvikling og et viktig redskap for å møte klimautfordringen. Sitat Stein Stoknes, Ecobox Lykke til!