Powerhouse Drøbak Montessori ungdomsskole: Skolen har ca. 900 m2 oppvarmet areal på ett plan i tillegg til en etasje under deler av bygget der terrenget har et naturlig fall. Energibehovet er kun en fjerdedel av det som er vanlig for en skole av tilsvarende størrelse. Foto Robin Hayes

Smart ventilasjon med nattøkning og varmluft i fortregningsdon

Drøbak Montessori ungdomsskole:

0

Med Montesorri stiftelsen ambisjon om å bygge landets mest miljøvennlige skolebygg tok Skanska fram en nytt konsept for bærekraftig ventilasjon. Fortrengningsventilasjon kombinert med nattoppvarming åpnet for et robust og rimelig inneklima med enkel drift. For å komme lavt nok i energibehov ble ventilasjonen delt inn i tre faser.

Montesorri stiftelsen har høye ambisjoner for sin undervisning, og ønsket seg også de beste miljøkvaliteter for den nye ungdomsskolen i Drøbak. Målet var å skape landets mest miljøvennlige skolebygg og oppnå krav til Powerhouse standard. Som entreprenør gravde Skanska dypt i skuffen og tok fram en minimalistisk og utradisjonell løsning.
– Kunden ønsket et inneklimaanlegg som var så robust og rimelig som mulig og som enkelt skulle kunne driftes av lærerstaben. Vi snakker om en liten skole med inntil 80 elever, fortalte Maria Myrup ved Skanska Teknikk, som under et seminar om termisk inneklima i januar og i regi av Norsk innemiljøorganisasjon presenterte prosjektet og erfaringene.

Saken fortsetter under bildet:

Maria Myrup ved Skanska Teknikk

Sakte og smart
Definisjonen på et Powerhouse er at det gjennom driftsfasen skal generere mer fornybar energi enn det som brukes til produksjon av byggevarer, oppføring, drift og avhending av bygget i løpet av byggets levetid. For å oppnå de strenge krav stilt til et Powerhouse samt et relativ lite budsjett fra skolen valgte man å gå for løsninger som krever små investeringer og beskjedent med energi under drift.
– Vi måtte vi se på lignende systemer som har vært brukt med gode resultater tidligere, og finne en løsning som både oppfyller kravet om enkelthet og har lav driftskostnad. Det er klart at det ligger et element av risiko når man går så drastisk til verks som her, men alt er gjort i nært samarbeid med oppdragsgiver, forklarte Myrup.
Man kom fort fram til at man i utgangspunktet ønsket å gå for samme strategi som ved Powerhouse Kjørbo, men på grunn av begrensede midler og ønske om et enkelt anlegg uten for mye kompleksitet, ble både gulvvarme og automatisk utlufting fravalgt.
For å få ned kostnadene og holde et enkelt driftsprinsipp valgte man å overlate både oppvarming og kjøling til et tradisjonelt ventilasjonssystem med varmegjenvinner. Distribusjonen av luft i bygget ble basert på saktegående luftstrømmer fra tilluftsdoner på gulvnivå. Luften tilføres i primærrom og overstrømmer til sekundærrom og videre ut i atriet hvor det er plassert et felles avtrekk.
– Varmen fra mennesker og utstyr varmer luften opp hvoretter luften stiger mot himlingen og via høyt plassert overstrømningskanaler føres ut i fellesarealer, forklarte Myrup.

Saken fortsetter under bildet:

Arkitekturen er tenkt som et sosialt og pedagogisk redskap, oppbygd rundt Powerhousekonseptet som det sentrale formgivende elementet. Foto: Robin Hayes

Tre driftsfaser
For å komme lavt nok i energibehov ble ventilasjonen delt inn i tre faser.
1. Nattoppvarming: Skjer før elever og lærere ankommer. Dette skjer ved at ventilasjonsluft tilføres de enkelte rommene med overtemperatur på opp mot ca. 30 grader på de kaldeste dagene, med resirkulering av luft om natta, noe som bidrar til å magasinere varme i bygget. Denne funksjonen trer i kraft ved utetemperaturer ned mot ca. 5 grader og reguleres automatisk slik at en slutter å levere når romtemperaturen inne har oppnådd 23 grader.
2. Ventilasjon i driftstid: Om dagen tilføres undertemperert luft i de rom som er i bruk via fortrengningsventilasjon. Luftmengdene til de enkelte rommene reguleres etter temperatur og CO2-nivå i det aktuelle rom. Dermed er det utelukkende personer og utstyr som bidrag til oppvarming under skoletiden. Luften leveres via fortrengningdoner på gulvet og stiger opp i rommet ved at den varmes opp via kropper og utstyr. Dermed skapes også en ren og sval sone der personer oppholder seg og en varm, forurenset sone i toppen av rommet der det ikke oppholder seg personer.
3. Kjøling: Ved høye temperaturer inne og ute kjøres anlegget med frikjøring via uteluft. Dette starter ved innetemperaturer over 23 grader og tillates bare når utetemperaturen er høyere enn 12 grader.

Før man valgte å gå for løsningen ble det kjørt laboratorietester av Sintef, simuleringer i IDA-ICE og feltforsøk på skolen. Disse viste at man kunne klare å opprettholde temperaturen ved en slik driftsstrategi. I tillegg til det helautomatiske anlegget er det åpningsbare vinduer i alle rom.

Vinterstid
Det knyttet seg naturligvis noe spenning til om man ville klare å opprettholde varmen i bygget på vinterstid, og hva som ville skje i rom som står tomme.

– Det ble kjørt tester og målinger med ca. 15 elevere i et klasserom. Skolens personale og ledelse var veldig engasjerte og med på notene. Alle har vært med på de høye ambisjonene, og det faktum at løsningen ikke har vært forsøkt før gjør naturligvis at det har krevet litt justering av luftmengde og temperatur i starten. Vi oppdaget at det var en feil på noen sensorer i noen rom som ble korrigert for, og vi har kanskje undervurdert kjøling som skjer når kanaler passerer kalde rom.  Siden luften går veldig sakte er det viktig å isolere kanalene mer enn vanlig, forklarte Myrup.

Anlegget har snart vært i drift et år og man har fortsatt noen mindre utfordringer med å få opp varmen på svært kalde vinterdager, og man vil drive denne vinteren gjennom og se erfaringene samlet før man foretar justeringen.
– Selv om ikke alt har gått knirkefritt er vi fornøyd med resultatene, og skal videreføre prinsippene og løsninger til andre prosjekter. Om ikke lenge åpnes Powerhouse Brattørkaia i Trondheim der de samme prinsippene blir videreført, fortalte Maria Myrup ved Skanska Teknikk, avdeling for klima, energi og bygningsfysikk.