Klimagassutslipp fra bygg Andel av globale i 2005 (IEA) 65 % 35 % Bygg Andre sektorer 1
Klimagassutslippene fra bygningssektoren Fordeling på drift og materialer Materialer 10-20 % Drift (oppvarming, belysning etc) 80-90 % Materialer 40-60 % Drift 40-60 % Konvensjonelle bygninger Passiv-/lavenergihus (Etter C. Thormark 2007) 2
Klimatrappen for materialvalg TRINN 4 TRINN 3 Utnytt TRINN 1 Velg klimaeffektive materialer - i produksjon - i transport TRINN 2 - arealeffektivitet - redusert svinn - materialsparing - vedlikeholdseff. - økt levetid Utnytt materialenes Reduser materialforbruket ENØKegenskaper - varmekapasitet - robuste energiløsninger materialenes - fuktreguleringsevne klimaegenskaper - refleksjon av solvarme - binding av CO2 - korttidslagring av CO 2 - langtidslagring av CO 2 Gaia Lista 3
Klimatrappen for materialvalg TRINN 4 TRINN 3 Utnytt TRINN 1 Velg klimaeffektive materialer - i produksjon - i transport TRINN 2 - arealeffektivitet - redusert svinn - materialsparing - vedlikeholdseff. - økt levetid Utnytt materialenes Reduser materialforbruket ENØKegenskaper - varmekapasitet - robuste energiløsninger materialenes - fuktreguleringsevne klimaegenskaper - refleksjon av solvarme - binding av CO2 - korttidslagring av CO 2 - langtidslagring av CO 2 Gaia Lista 4
Materialvalg Potensial for reduserte klimagassutslipp Kilde: LPO/Statsbygg Klimagassregnskap Gaia Lista 5
Klimatrappen for materialvalg TRINN 4 TRINN 3 Utnytt TRINN 1 Velg klimaeffektive materialer - i produksjon - i transport TRINN 2 - arealeffektivitet - redusert svinn - materialsparing - vedlikeholdseff. - økt levetid Utnytt materialenes Reduser materialforbruket ENØKegenskaper - varmekapasitet - robuste energiløsninger materialenes - fuktreguleringsevne klimaegenskaper - refleksjon av solvarme - binding av CO2 - korttidslagring av CO 2 - langtidslagring av CO 2 Gaia Lista 6
Materialbruk Forurensning fra materialer Heksesot TMPD MIB, C 12 H 24 O 3 Filmdannende stoff finnes i de fleste moderne vannbaserte malingstyper. Heksesot oppstår om vinteren: Tørr luft, lave luftskift Løsning: økt luftskift? 0,3/0,5 ach -> 0,6ach!! Gaia Lista 7
Materialbruk Fukt TEK 10 26m 3 /t pr sengeplass Etter eget utsagn forankret i norm for CO 2 -nivå under 1000ppm. Nedsatt stoffskifte under søvn tilstrekkelig med: 12m 3 /t pr sengeplass CO 2 brukt som indikator LUKT? FUKT! Fukt er den dominerende inneklimafaktor i soverom. Gaia Lista 8
FUKT Hyppigste årsak til inneklimaproblemer Mugg, midd etc Klager: «Tørr luft» RF inneluft optimalt mellom 40 og 60% Verst for inneklima er hyppige svingninger mellom fuktig og tørr Gaia Lista 9
Materialbruk Fuktregulering med materialer HYGROSKOPISK IKKE-HYGROSKOPISK Soverom 12 m 2 volum 32,4 m 3 overflate 60,0 m 2 Fuktbelastning 2 voksne HYGROSKOPISK IKKE-HYGROSKOPISK TIMEVERDIER FOR TEMP OG FUKT I ROM MED OG UTEN HYGROSKOPISKE MATERIALER, OVER ETT ÅR, HELSINKI, FINLAND RELATIV FUKTIGHET I INNELUFTEN OVER ETT ÅR I ROM MED OG UTEN HYGROSKOPISKE MATERIALER,,HELSINKI, FINLAND Simonson 2004 Gaia Lista 10
Materialbruk Fuktregulering med materialer Variasjon i innendørs temperatur og fuktighet, i rom med og uten fuktkapasitet, time for time gjennom et år i forskjellig klima Simonson CJ. 2004 Gaia Lista
Materialbruk Fuktregulering med materialer Soverom 12 m 2 volum 32,4 m 3 overflate 60,0 m 2 Fuktbelastning 2 voksne TEK 10: 52m 3 /t => 1,6 ach Endring i relativ fuktighet Simonson 2004 Gaia Lista Simonson CJ 2004 Endring i kalkulert prosent misfornøyde med inneluft kvaliteten 12
Materialbruk Fjerning av forurensninger ved gassdiffusjon Jo lavere luftskift desto større transport av forurensninger gjennom ytterkonstruksjonen i diffusjonsåpne vegger Nå bygningen ikke er i bruk, kan luftmengden reduseres med 20% fra 0,7m 3 /m 2 t til 0,55m 3 /m 2 t Simonson et al (2004) Heat and Mass Transfer between Indoor Air and a Permeable and Hygroscopic Building Envelope: Part 1 & 2 Gaia Lista 13
Materialbruk Forurensningsregulering med materialer og innredning Porøse materialer kan ta opp og mellomlagre forurensninger i inneklimaet...experiments and CFD analysis showed that sorptive building materials are fairly effective at reducing indoor VOC concentrations in rooms,.. (Seo 2010) Gaia Lista 14
Materialbruk Temperatur-regulering med materialer PCM FUKTOPPTAK + VARME FRIGIS FUKTAVGIVELSE VARME TAS OPP Gaia Lista 15
TEMPERATUR Temperatur 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 21 o C, 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 16
Materialbruk Temperatur-regulering med materialer Natte-senkning, Nattekjøling: LAV STRÅLINGSTEMPERATUR.. HØY LUFTTEMPERATUR DÅRLIGERE LUFTKVALITET ØKT VARMETAP Natte-heving, Forvarming: HØY STRÅLINGSTEMPERATUR LAV LUFTTEMPERATUR BEDRE LUFTKVALITET REDUSERT VARMETAP Gaia Lista 17
Materialbruk Faseforskyvning Tunge isolasjonsmaterialer forskyver konsekvensen av høy dag-temperatur til kveld og natt Gaia Lista 18
Hva tilpasses hva? Behovsstyrt bruker Brukerstyrt behov Få materialene til å samvirke med brukerens behov Gaia Lista 19
BRUKERGRENSESNITT OG STYRING Brukerstyrt Behovsstyrt Brukerstyring: Brukeren kan selv styre inneklima etter sine behov. Behovsstyring: Et antatt behov påtvinges brukeren In buildings, people are the best measuring instruments: they are just harder to calibrate. Gary Raw Gaia Lista Komfort ADAPTIVE COMFORT THEORY Desto mer kontroll brukeren har desto mer tilfreds er brukeren!..many modern buildings.. take control away from the human occupants and try to place control in automatic systems which then govern the overall indoor environment conditions, and deny occupants means of intervention. Leaman 2005 20
BRUKERGRENSESNITT OG STYRING DESIGN OG RESPONSTID «Det er en nær sammenheng mellom oppfattet kontroll og faktisk utøvd kontroll. Brukere med høy oppfattet kontroll hadde en tendens til å bruke vinduene oftere. Dette innebærer at den positive erkjennelsen av vinduene som et instrument til å kontrollere inneklima resulterte i hyppigere og aktiv bruk av vinduene.» Yun 2008 Effektiv trekkfri og brukerstyrt vinduslufting Gaia Lista 21
Bruker Behov - Styring Stokastiske systemer: - Regelmessige og tilfeldig varierende rytmer BOLIG 100m 2 2 voksne 2 barn 35% tid - 24% areal 20% tid - 50% areal 45% tid - tom Gaia Lista 22
m 3 /time m 3 /time Bruker Behov - Styring Bolig 100m 2 Ventilasjonsbehov (TEK10): Totalt 2512 m 3 /d 1,05 m 3 /m 2 t Materialer 1436 m 3 /d 0,7 m 3 /m 2 t Sov 884 m 3 /d 26 m 3 /pers t Stue 192 m 3 /d 1,2 m 3 /m 2 t + Kjøkkenvifte 900 m 3 /t 3412 m 3 /d 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1200 1000 800 600 400 200 Kjølig 35% samlet avtrekk 8% 57% 20 o C avtrekk kjøkken lekkasje 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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Gaia Lista 23 Klokkeslett bad kjk entre stue sov materialer bad fors kjk-vifte bad kjk entre stue sov materialer
m 3 /m 2 t VINDUSLUFTING BUFFER-FUKT VENTILASJON STENGT BUFFER-VOC FORVARMING SJOKKLUFTING VENTILASJON TEMP. BUFFERKAPASITET m 3 /m 2 t Scenario for adaptivt lavenergihus BOLIG 100m 2 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 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1200 1000 800 600 400 200 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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324 Gaia Lista 24 klokkeslett bad kjk entre stue sov materialer bad fors kjk-vifte bad kjk entre stue sov materialer
Overordnede prinsipper for adaptivt lavenergihus Enkelt og forståelig Tilpasningsdyktig Involverende Tilgivende Gaia Lista 25
Prosjekter med materialfokus Vanse barneskole, 1998 Passivhus Lista, 2003 Lillesund skole, rehabilitering 2008 Borhaug barnehage, 1998 Gaia Lista 26
Prosjekter med materialfokus, TEK 10-nivå Hannes Lekestue, Stavanger 2010 Totalt målt energibehov 85 kwh/m 2 år Gaia Lista 27
Prosjekter med materialfokus, passivhus-nivå 2-mannsbolig Grimstad, under oppføring 2011 Lekkasjetall ved 50Pa: 0,22 Gaia Lista 28
Prosjekter med materialfokus, passivhus-nivå 2-mannsbolig Ognøy, under oppføring 2011 Gaia Lista 29
Oppsummering materialbruk og energi/klima DIREKTE Materialenes andel av energiforbruket/klimabelastningene er stor og raskt økende Ved riktige materialvalg kan disse reduseres med ca. 30-60% INNDIREKTE Materialene kan avlaste ventilasjons- og varmeanlegg Potensielt bidrag til reduksjon av det driftsmessige energiforbruket er ca.?? % INGEN AV DISSE FORHOLDENE ER BERØRT I BYGGTEKNISK FORSKRIFT Gaia Lista 30