Det gamle kontorbygget Posthuset sluker i dag 240 kWh/m2. Etter den omfattende rehabiliteringen som nå forberedes, regner Cowi med å presse energibruken ned mot 60 kWh/m2 levert energi.
Det blir tøft å redusere behov for levert energi betydelig under netto energibehov.
Ett av flere tiltak er sesonglagring av termisk energi i et stort volum, for å hente varme derfra om vinteren og bruke det samme volumet til kjøling om sommeren.
I konkurransen der fem utkast gikk til finalen, og forslaget Urban Mountain til slutt vant, var det et uttrykt ønske om å finne nye innovative løsninger, aller helst repeterbare og skalerbare løsninger.
To etasjer is
En diger iskube over to kjelleretasjer står sentralt i den foreslåtte løsningen. Volumet den tar vil ha samme funksjon som et geotermisk lager, altså sesonglagring av termisk energi.
Vi har sett på ulike volumer. Et volum på 500–1000 m3 vil kunne dekke to til tre måneders kjølebehov. Vi forutsetter da også å dekke halve behovet med frikjøling mot kald natteluft via termoaktive dekkekonstruksjoner. Et større volum, opp mot 3000–4000 m3 kan dekke hele sommerbehovet.
Den foreslåtte beholderen for væsken, eller isen, koples til en varmepumpe. Slik vil man kunne hente kald luft til kjøling om sommeren og varme til oppvarming om vinteren.
Varmen man tar ut om vinteren senker væsketemperaturen og vil kunne bidra til at væsken fryser, og dermed står et tilstrekkelig stort kjølelager klart til sommeren.
Les også: Gardermoen varmes med kloakk
Sesongsvingninger
Løsningen er utarbeidet i samarbeid med Transsolar Energietechnik GmbH. Erik Rigstad hos Cowi sier at løsningen er testet og bygget i mindre skala i Mellom-Europa.
En vesentlig del av videre konseptutvikling vil være å innhente erfaringsdata fra disse referanseprosjektene.
– Prinsippet med å utnytte energipotensialet i faseforandring er benyttet i tekniske anlegg for å håndtere døgnsvingninger, men meg bekjent ikke for sesongsvingninger som vi skal gjøre. Men den eneste prinsipielle forskjellen er volum, til sesongsvingning trenger vi 50 til 100 ganger større volum enn for døgnsvingninger, sier han.
Ved faseforandringer vil energi bli tatt opp eller avgitt uten temperaturforandring.
– Vi er ikke avhengige av å bruke faseforandring, men det vil gi muligheten til å ta opp eller avgi mer energi per volumenhet. Vi kan også vurdere andre væsker enn vann, men vann er åpenbart det billigste. Det gjenstår jo mye arbeid, løsningen vår er ikke ferdig prosjektert.
Les også: Slik vil Nerdalize tilby gratis oppvarming
God energidesign
Når vann fryser, utvider det seg med drøyt ni prosent. Det er sterke krefter som da settes i sving.
For ikke å sprenge beholderen der vannet og isen er lagret vil Rigstad enten bruke en sterk og godt armert betongkonstruksjon, eller han kan velge å ikke la vannet fryse helt til is, men heller la det være en form for slush.
– Vi må også arbeide med lagerets form.
En forutsetning for at en slik løsning skal fungere optimalt er at bygget har så god energidesign som mulig. Engergibehovene må være små, både sommer og vinter. Hvis ikke blir behovet for volum for stort.
I Urban Mountain er det blant annet løst ved å benytte dobbeltfasaden i en strategi for hybrid ventilasjon.
Les også: 173.500 datastyrte speil gir strøm nok til 140.000 hjem
Spisslast fra fjernvarme
Uteluft forvarmes i rommet mellom ytre og indre skille, eller rettere sagt mellom den gamle og den nye fasaden.
Andre deler av dobbeltfasaden benyttes til transport av avkastluft. Øverst, på taket av bygget, ser Rigstad for seg at det blir plassert en enhet som bruker vindkreftene til å skape trykkforskjeller som igjen sikrer oppdrift.
Utluften skal også passere en varmepumpe som høster energi og dumper den i lagringsvolumet i kjelleren.
– Når det blir veldig varmt eller kaldt, går vi over til mer normal balansert ventilasjon og bruker tradisjonelle ventilasjonsaggregater. Ved å kunne benytte naturlig ventilasjon ned til lavere utetemperaturer, spares betydelige mengder energi til temperering og transport av ventilasjonsluft. Bygget forblir også koplet til fjernvarmesystemet som vil brukes til spisslast.
Bioreaktor
Et annet element i den foreslåtte utradisjonelle energiforsyningen er en bioreaktor i kjelleren.
Dit går alt organisk avfall fra kantiner og restauranter i bygget, samt all kloakk. Vannet blir filtrert bort og ledet inn i det ordinære avløpssystemet.
– I bioreaktoren starter en kompostering, eller forråtnelsesprosess. Gassene som da blir utviklet bruker vi i et lite minigasskraftverk som gir oss både termisk og elektrisk energi. Systemet vil kunne dekke ti prosent av elbehovet og opp mot 25 prosent av varmebehovet i bygningen. I tillegg reduseres behovet for transport av avfall fra bygningen.
– Vi ønsker å utfordre oss selv, her er det ennå ingen ferdige løsninger, sier Rigstad.
Les også:
Bygger Norges første plusshus - med 1550 m2 solceller
