Plusenergi med flot design

I løbet af de kommende fem år vil de første plusenergi-typehuse være på markedet til en konkurrencedygtig pris. Det spår professor Bjarne Olesen, DTU Byg.

”I dag har vi den viden og teknologi, der skal til. Nu er opgaven, at de forskellige faggrupper skal sætte sig sammen med industrien og optimere de mange forskellige hensyn, så vi kommer frem til et hus, der både er energirigtigt og har et godt indeklima – samtidig med, at det er til at holde ud at se på.”

Det er netop tanken bag et ambitiøst projekt, hvor studerende fra DTU går målrettet efter at vinde ’verdensmesterskaberne’ i plusenergihuse, der afvikles i Madrid i midten af september.

Internationalt udstillingsvindue

”Vi er meget stolte af at være udvalgt til at deltage i konkurrencen. Det er en oplagt mulighed for DTU til at vise, hvad dansk forskning, industri og knowhow formår inden for plusenergibyggeri og brug af vedvarende energi, uden at det går ud over design og indeklima,“ siger Bjarne Olesen, der leder projektet på DTU.

Konkurrencen hedder Solar Decathlon. Decathlon hentyder til, at de studerende dyster i 10 discipliner. De dækker et bredt felt – fra energi, indeklima, innovation, forretningspotentiale, bæredygtighed, arbejdsmiljø til kommunikation.

Der er tale om et mindre hus på 50-70 m2, fuldt funktionsdygtigt og indrettet. Under konkurrencen skal de studerende f.eks. lave mad til deres konkurrenter i huset et par aftener. De skal også vaske op og vaske tøj. Imens bliver alle relevante parametre målt på en klart defineret måde.

Huset er døbt ’Fold’, og navnet skal tages bogstaveligt. Designet består i al sin enkelthed af et stykke papir, der er foldet fem gange. Senere er idéen blevet videreudviklet til de færdige plantegninger.

”Bygningen kan vendes og drejes, alt efter hvor den bliver opført. I Spanien vil den åbne sig mod nord, så der ikke kommer direkte sol på de store glaspartier. Hvis huset skulle bygges i Danmark, ville man nok vende de store glasparti mod syd for at udnytte solen bedst muligt,” fortsætter Bjarne Olesen.

Plusenergihusets designprincip er som et stykke papir, der er foldet fem gange, derfor navnet "Fold". illustration: Erik Folk Holm-Hansson

Solceller og termisk solfanger

Huset, der så vidt muligt er bygget af danske komponenter og produkter, skiller sig ud fra andre plusenergihuse ved blandt andet at kombinere solceller med det, man kalder en termisk solfanger.

Hele taget er beklædt med solceller, der producerer elektricitet. Når solceller bliver varme, producerer de dog ikke så meget el. Derfor afkøles solcellerne ved at cirkulere vand bag ved dem i laminerede kobberrør. På den måde bliver de ved med at have høj effektivitet, samtidig med at den varme, som fjernes fra solcellerne, kan bruges til at varme husets brugsvand op.

”I hele lofts- og gulvfladen har vi desuden mulighed for at køle og varme, blandt andet ved hjælp af en jordvarmeveksler med en varmepumpe. Om vinteren bruger vi varmepumpen til at hente energi fra jorden, hvilket er en meget effektiv metode. Om sommeren gør vi det modsatte: Vi fjerner overskudsvarmen fra huset, og leder den ned i jorden alene med en energieffektiv cirkulationspumpe, der cirkulerer vandet mellem de rør, vi har nede i jorden, og de rør, der er installeret i loftet og gulvet. Resultatet er, at overskudsvarmen bliver lagret indtil vinteren, hvor varmepumpen igen kan hente energi ind i huset. Det er næsten en slags energilagring,” forklarer Bjarne Olesen.

Slanke vægge

Husets vægge og loft er kun 37 cm tykke og består af en 19,5 cm trækassette med standard-stenuld, samt to lag Aerowool – et splinternyt højt isolerende materiale fra Rockwool Gruppen, som har været samarbejdspartner på projektet og har leveret hele klimaskærmen, inklusive Rockpanelfacadebeklædningen, der også er et stenuldsprodukt.

”Isoleringen er et ubrudt lag, der beskytter bygningen. Det er en stor forbedring i forhold til standardbyggeri, hvor der kan opstå kuldebroer, fordi klimaskærmen bliver brudt,” siger Connie Enghus, international market intelligence manager, Rockwool International. Hun fortsætter:

”I ’Fold’ går æstetik og funktionalitet op i en højere enhed. Det er sådan, vi gerne vil tænke isoleringsløsninger. Her bliver det demonstreret, at man sagtens kan opnå en positiv energibalance i et arkitektonisk smukt og spændende hus, der samtidig er rart at være i, er lyst og venligt og har et godt indeklima.”

Vindue til industrien

I projektet har der været en fast kerne af 30 studerende involveret. De har blandt andet skullet mødes med de industrielle samarbejdspartnere og finde frem til løsninger i fællesskab.

”Vi har lang tradition for at arbejde sammen med DTU, især inden for forskning. Her har vi også været i tæt kontakt med de dygtige studerende, og vi har fået et vindue ind til, hvad de rent faktisk kan,” siger Hakon Børsting, chefingeniør i Grundfos Business Development Centre.

En positiv sidegevinst er, at de studerende har lært virksomheden at kende. Hakon Børsting håber, at den øgede synlighed vil få flere unge ingeniører til at overveje at flytte til Midtjylland, hvor Grundfos har sit hovedsæde. Pumpevirksomheden har hjulpet til med opvarmnings- og kølesystemet og har i forbindelse med projektet udviklet et kombineret system med pumper og intelligent styring i en enkelt enhed. I dag leverer Grundfos komponenterne, men virksomheden har ikke selv dette produkt.

”Projektet har været et væsentligt input til vores fremadrettede aktiviteter, da det har øget vores chancer for at få en palet af produkter til fremtidens plusenergihuse. Det har været et væsentligt bidrag til at opbygge de nødvendige kompetencer. Her har vi kunnet sidde sammen med folk, som f.eks. ved meget om byggeprocesser. Det har gjort, at vi hurtigt har kunnet afprøve en masse ting og fået øjnene op for nye muligheder.”

Flere studieretninger involveret

I alt fire DTU-institutter er involveret: DTU Byg, DTU Management Engineering, DTU Informatik og DTU Miljø. Foruden den faste kerne på 30 studerende har yderligere 70 studerende medvirket. Det er studerende fra DTU’s studieretninger Byggeteknologi, Bygningsdesign, Miljøteknologi, Softwareteknologi og Produktion og Konstruktion.

”Det har været en udfordring at få projektet integreret i undervisningen i det store spektrum af fag, der har været brug for. Men det er lykkedes rigtig godt,” siger Lotte Bjerregaard Jensen, der er lektor på DTU Byg og daglig projektleder.

Integreret design

”Det er alle tiders eksempel på det, vi kalder integreret design. Dette skal ses i modsætning til den traditionelle fremgangsmåde, hvor det er en arkitekt, der designer huset, hvorefter en ingeniør beregner en række forhold, og til sidst foretager en tekniker den praktiske installation,” forklarer Bjarne Olesen og uddyber:

”De studerende har virkelig fundet ud af, at hvis de ændrer lidt på designet, så skal dem, der står for kølingen, nu pludselig til at regne på en anden måde. Det kan f.eks. vise sig, at ændringerne af designet ikke var så smarte, fordi der så opstår problemer med at opnå den rigtige temperatur. Det hele hænger sammen, så det er vigtigt, at alle faggrupper er med fra starten.” Bjarne Olesen tror på, at projektet har gode vinderchancer.

”De studerende er dygtige og entusiastiske, og vores samarbejdspartnere leverer gode produkter. Så vi går efter at vinde, men vi vil også gerne vise, at det er et hus, der ikke kun fungerer 14 dage i Madrid. Koncepterne skal kunne bruges flere steder i verden, i flere forskellige konstruktioner og samtidig gøre en forskel for miljøet og verden.”

Lotte Bjerregaard Jensen tilføjer: ”Under alle omstændigheder har vi vundet i den forstand, at vi har udviklet nogle produkter, som ikke var her for bare et år siden.”