Skanska i Norge

Hybridene

Hybridene

Optimal hybrid ventilasjon i fremtidens bygg

Høsten 2021 ble forskningsprosjektet «Hybridene» igangsatt.

Hovedmålsetningene for prosjektet er å utvikle kunnskap, konsepter, teknologier og strategier for hybrid ventilasjon, med ambisjonen om oppnåelse av et godt innemiljø og samtidig bidra til betydelig reduksjon i energi- og materialbruk, og dermed klimagassutslipp, knyttet til klimatisering i bygningers levetid. Det settes også fokus på å redusere kompleksitet i anleggene, redusere kostnader og bidra til høy arkitektonisk kvalitet. FoU

Hybridene er et bredt bransjesamarbeid mellom fem partnere og støttes av Forskningsrådet. Prosjektperioden løper i årene 2021-2025.

Bakgrunn

Samfunnsomstillingen mot en lavkarbonøkonomi vil medføre strengere krav til miljø og økt etterspørsel etter kunnskap om miljøriktige løsninger for bygg og anlegg. Naturlig ventilasjon og mulighet for brukerstyrt vindusåpning har gjentatte ganger blitt vist å ha positiv effekt på brukerfornøydhet og opplevd komfort, samtidig som det kan redusere energibehov til ventilasjon og kjøling på sommeren og i overgangssesongene. Men bygningskonsepter med ren naturlig ventilasjon i Norsk klima krever spesialtilpassede løsninger som er lite egnet for gjennomføring i stor skala i den Norske byggebransjen. Hybrid ventilasjon kombinerer fordelene til til både naturlig og mekanisk ventilasjon og kan, gitt riktig utførelse, oppnå forbedrede ytelser innen inneklima og energibruk. Bakgrunnen for innovasjonsideen er relatert til følgende faktorer:

Tekniske systemer i moderne bygg har blitt for kompliserte, som medfører høye investerings og driftskostnader

Moderne VVS-installasjoner står for betydelige klimagassutslipp (opp mot 40% av totale utslipp fra bygget)

Det pågår i dag begrenset forskning på innovative og miljøvennlige løsninger for ventilering i Norsk klima

Hybrid ventilasjon er spesielt godt egnet for bruk i eksisterende bygg, og viktig for oppgradering av bygningsmassen. Løsningene kan være kostnads-disruptive i ROT prosjekter da de krever lite etasjehøyde og sjaktplass til ventilasjon

Fem arbeidspakker

Prosjektet er delt inn i fem arbeidspakker, med hovedansvar fordelt mellom partnere i prosjektet.

Samarbeispartnerene er Skanska Norge AS, Multiconsult Norge AS, Windowmaster AS, Aalborg Universitet, Avantor AS.

H1 (Skanska)

Samle, utvikle og dokumentere kunnskapsbaserte krav til inneklima som gir fornuftige og robuste rammekrav til design og dimensjonering av hybrid ventilasjonskonsepter.

H2 (Windowmaster)

Utvikle og dokumentere ulike konsepter for hybrid ventilering, tilpasset inneklimakrav.

H3 (Aalborg Universitet)

Videreutvikle algoritmer og styringsstrategier for naturlig og hybrid ventilasjon via analyser, simuleringer og praktisk uttesting.

H4 (Multiconsult)

Analysere hybride klimatiseringskonsepter og sammenholde med andre klimatiseringsløsninger (konvensjonelle mekaniske, optimalisert mekanisk («Powerhouse») og naturlig ventilasjon). Utføre inneklima, energi- og LCA-beregninger for totale klimagassbelastning over byggets levetid.

H5 (Felles)

Teste ut og demonstrere løsningene og konseptene gjennom implementering i case-prosjekter og pilotbygg i Norge.

H1 (Skanska)

Samle, utvikle og dokumentere kunnskapsbaserte krav til inneklima som gir fornuftige og robuste rammekrav til design og dimensjonering av hybrid ventilasjonskonsepter.

H2 (Windowmaster)

Utvikle og dokumentere ulike konsepter for hybrid ventilering, tilpasset inneklimakrav.

H3 (Aalborg Universitet)

Videreutvikle algoritmer og styringsstrategier for naturlig og hybrid ventilasjon via analyser, simuleringer og praktisk uttesting.

H4 (Multiconsult)

Analysere hybride klimatiseringskonsepter og sammenholde med andre klimatiseringsløsninger (konvensjonelle mekaniske, optimalisert mekanisk («Powerhouse») og naturlig ventilasjon). Utføre inneklima, energi- og LCA-beregninger for totale klimagassbelastning over byggets levetid.

H5 (Felles)

Teste ut og demonstrere løsningene og konseptene gjennom implementering i case-prosjekter og pilotbygg i Norge.

Mål

Prosjektet har som mål å utvikle kunnskap, konsepter, teknologier og strategier for hybrid klimatisering av bærekraftige bygninger og gjennom dette legge til rette for innføring av hybride ventilasjonskonsepter som et reelt og veldokumentert alternativ til tradisjonelle mekaniske ventilasjonskonsepter.

Pågående aktiviteter og foreløpige konklusjoner

Oppfølging av resultater fra pilotbygget Nydalen Vertikal. Kontordelen av bygget er Norges første naturlig ventilerte bygg på nær-nullenergi nivå iht. Futurebuilt standarden (nZEB). Forskningsprosjektet har gjennomført en mengde målinger og spørreundersøkelser i bygget, med mål om å spre pålitelig dokumentasjon om hvordan bygget fungerer i praksis. Resultatene spres kontinuerlig gjennom populærvitenskaplige artikler, foredrag og podcast, og vil til slutt bli oppsummert i en vitenskapelig artikkel.

Foreløpige konklusjoner er at løsningen på Nydalen Vertikal gir høyere fornøydhet med inneklima enn konvensjonelle mekaniske løsninger. Energibehovet er i tillegg lavt og i henhold til beregningene.

Barrierer for naturlig og hybrid ventilasjon. Det arbeides med en rapport som oppsummerer eksisterende barrierer og løsninger for hybrid ventilasjon med dagens byggtekniske krav. Rapporten vil være ferdig i Januar 2025.

Foreløpige konklusjoner er at dagens regelverk ikke er tilpasset hybrid ventilasjon, og at dette skaper unødvendig sub-optimalisering av løsninger.

CO2 utslipp fra tekniske anlegg. Det arbeides med en rapport som oppsummerer LCA påvirkningen av hybride løsninger, delvis i samarbeid med forskningsprosjektet Grønn VVS. Resultatene vil bli publisert i en rapport i første kvartal 2025.

Foreløpige konklusjoner er at hybride ventilasjonsløsninger kan redusere totale CO2 utslipp med 15 – 45 prosent over byggets levetid, sammenlignet med referansetilfelle med tradisjonell mekanisk ventilasjon. Hybrid ventilasjon med høyt innslag av naturlig ventilasjon er i tillegg funnet å være den mest miljøvennlige løsningen, sett over livsløpet og medregnet utslipp i driftsfasen.

Styringssystemer. Det arbeides ved Aalborg universitet med utvikling av et verktøy for utvikling av løsninger og styringsalgoritmer for hybrid ventilasjon. Arbeidet er oppsummert i flere vitenskapelige publikasjoner, se nedenfor.

Foreløpige konklusjoner er at man kan benytte det egenutviklede verktøyer til å designe optimale løsninger og styringssystemer for bygg.

Om prosjektet

Forskning- og utviklingsarbeidet berører store deler av verdikjeden, helt fra planlegging, bygging, fremtidig demontering og til slutt til remontering av bygningsobjekter. For å sikre innovasjonen deltar derfor aktører i verdikjeden.

Endrede måter å bygge på vil skape nye muligheter for eksisterende og nye aktører. Å utvikle og ta i bruk nye forretningsmodeller blir derfor en også viktig del av prosjektet.

Vitenskapelige publikasjoner

loading