”Chanelle”: Europas første moderne ny-fornybar-baserte nullenergihus med solvarme, solstrøm, vind og kakkelovn, fra 1988 (t.v.) Solhuset på Randaberg med bygningsintegrerte solceller til høyre. Arkitekt og professor Harald N. Røstvik i midten. (Bilde: Foto: Arkitekt Harald N. Røstvik/UiS/tu.no)

KOMMENTAR: Solenergiens potensiale i bygg

«Rundt 40.000 mennesker har mistet arbeidet sitt, mange i Stavanger-regionen. Ingen ler lenger»

Solenergiløsningene jeg presenterte for tretti år siden er i ferd med å bli standarden, skriver professor Harald N. Røstvik.

  • Solenergi

I førti år har jeg levd godt av å arbeide med solenergi. Også mange andre opplever nå at solenergikompetanse gir dem gode jobbmuligheter. Jeg vil derfor oppfordre ungdommer til å vise nysgjerrighet og utforske solenergiens enorme muligheter.

Det var smart av meg i 1979, for nesten 40 år siden, å gå ut i media og la meg latterliggjøre fordi jeg hevdet at solenergi ville bli en av verdens største og viktigste energikilder om få tiår. Det var smart å forsøke å få Stavangers politikere, som den gang var i ferd med å bli bitt av oljefeber, til å forsøke å balansere deres tro på en oljefremtid de den gang mente ville vare i 100 til 200 år.

Jeg appellerte til dem om at de ikke måtte utvikle byens næringsliv ensidig, slik at vi gjorde oss sårbare overfor konjunktursvingninger. Jeg mente at de måtte gjøre Stavanger til Energi-hovedstad, ikke Olje-hovedstad (se faksimile fra Rogalands Avis nedenfor)

De lyttet ikke, men det var smart den gangen å forsøke å etablere en debatt - og det er smart i dag. Stavangers ensidige oljeavhengighet skaper nå store utfordringer for vanlige folk som fulgte olje-lobbyens råd.

Rundt 40 000 mennesker har mistet arbeidet sitt, mange i Stavanger-regionen. Ingen ler lenger.

Selvforsynt bygg i 1988

Det var smart å tegne det sol-, vind- og kakkelovnenergidrevne nullenergibygget ”Chanelle” i 1986 for tredve år siden, og få det bygget til ”Bygg for Fremtiden”-utstillingen i 1988 (se illustrasjon).

”Chanelle” – Europas første moderne ny-fornybar-baserte nullenergihus. Solvarme, solstrøm, vind og kakkelovn. 1988. Foto: Arkitekt Harald N. Røstvik.
”Chanelle” – Europas første moderne ny-fornybar-baserte nullenergihus. Solvarme, solstrøm, vind og kakkelovn. 1988. Foto: Arkitekt Harald N. Røstvik. Bilde: Foto: Arkitekt Harald N. Røstvik

Det skapte debatt. Det var smart den gang og det er smart i dag.

Utstillingsområdet lå på Forus, mellom Stavanger, Sandnes og Sola og like ovenfor hovedkvarteret til Statoil og BP. Det var et signal om hva som skulle komme og det var Europas første. Det begrenset seg til et energieksperiment, men det kunne ha skaffet vann fra egen brønn og behandlet avløpsvannet på egen tomt slik jeg foreslo, men Stavanger Kommune avslo dette siste.

Husbanken innvilget lån fordi huset holdt seg innenfor lånerammene med henhold til areal, totalkostnad med et lite tilleggslån (eksklusiv utstillingsekstraordinære kostnader), universell utforming og livsløpsstandard.

Husbankens hovedkontor oppfordret meg imidlertid til å ikke utbasunere at de hadde gitt lån. De var bekymret for at folk flest ville tro at det var mulig å bygge energiselvforsynte hus og at det ville bli et folkekrav at man måtte få tilleggslån for det.

”Stavanger burde markere seg som Norges energi-hovedstad, ikke som oljehovedstad”. sa Harald N. Røstvik til Rogalands Avis i 1979 (faksimile).
”Stavanger burde markere seg som Norges energi-hovedstad, ikke som oljehovedstad”. sa Harald N. Røstvik til Rogalands Avis i 1979 (faksimile).

Nå, tretti år senere, er det nettopp slike løsninger som er i ferd med å bli standarden.

Fra 2020 må EU-landene, og Norge som EØS-medlem, forholde seg til at nye EU-direktiver (som NZEB - Nearly Zero Energy Buildings og EU-direktiv ED 2010/31/EU), trer i kraft. Dette må sees mot Paris-avtalens krav om at Norge vil måtte redusere sine CO2 utslipp med 40 prosent på bare 13 år – før 2030.

Dette er umulig uten at bygg- og transportsektoren endres dramatisk – nå.

I forbindelse med "Bygg for Fremtiden"-utstillingen ble nullenergibygget Chanelle holdt åpent i mange uker, og det var 50.000 besøkende innom fra mange verdensdeler.

Allerede i 1988 ble det laget en film ”The Sunshine Revolution”, som ennå ligger på You Tube. Den viste hvordan elbilen og en soldrevet bolig (Chanelle) lånte strøm av hverandre. Faksimile Stavanger Aftenblad.
Allerede i 1988 ble det laget en film ”The Sunshine Revolution”, som ennå ligger på You Tube. Den viste hvordan elbilen og en soldrevet bolig (Chanelle) lånte strøm av hverandre. Faksimile Stavanger Aftenblad.

Et par år etterpå koblet vi sågar til den første elbilen som ble importert til Norge, for å vise at bygninger og kjøretøy kunne, og måtte, begynne å snakke sammen ved å dele strømmen. Det var en italiensk Fiat Larag som var ombygget for eldrift i Sveits. Kjøpet og importen stammet fra et initiativ jeg tok i 1988. Da inviterte jeg Morten Harket, Magne Furuholmen og Frederic Hauge til Sveits, for å se elbilutstillingen som ble arrangert etter det årlige solbilløpet over Alpene.

Med disse kjendisene med på laget, etter å ha jobbet med elbil og byggesaker i ti år, viste plutselig pressen interesse. Latteren stilnet. Dette var starten på vår ulovlige kjøring i bomringen i Oslo uten å betale, noe som resulterte i store bøter og inntauing av bilen, salg på auksjon og tilbakekjøp.

Import av Norges første elbil fra Sveits ble finansiert av a-ha, Bellona og Røstvik. Senere kjørtes det ulovlig i bomringene rundt Oslo for å presse Regjeringen Brundtland til å lage verdens beste elbilincentiver, skriver artikkelforfatter Harald N. Røstvik. Foto: William Mikkelsen/The Sunshine Revolution
Import av Norges første elbil fra Sveits ble finansiert av a-ha, Bellona og Røstvik. Senere kjørtes det ulovlig i bomringene rundt Oslo for å presse Regjeringen Brundtland til å lage verdens beste elbilincentiver, skriver artikkelforfatter Harald N. Røstvik. Foto: William Mikkelsen/The Sunshine Revolution Bilde: Harald N. Røstvik

Vi krevde fritak for engangsavgift, fritak i bomringen, gratis parkering, gratis strøm og null moms, og så videre, og tilslutt ga regjeringen etter. Finansminister Gunnar Berge (Ap) ga elbilene de fordelene vi ennå har.

I 2016 er alt endret, mange bruker elbil daglig og mange installerer solceller på bygninger. Noen ganger lades elbilen fra solceller og noen ganger låner elbilen batterilageret sitt til boligen for å holde toppeffekten (peak load) nede. Alt er endret. Statoil har ansatt folk som både arbeider med vindkraft og med solenergi. Forrige uke uttalte konsernsjef Eldar Sætre sågar til NTB at han tror ”elbilen utløser oljebransjens fall”.

Solceller på de tusen tak

Men nye arkitektoniske utfordringer oppstår også. Solceller plasseres på tak og vegger på slike måter at arkitekturen endres. Dette var et problem allerede under solenergiens inntog i syd Europa (Hellas, Italia, Spania, Kypros) på 1980-tallet.

Et salig rot: Solpaneler på takene i syd Europa har lenge ødelagt den vakre skyline. Det er ikke slik vi vil ha det. Arkitekter og byplanmyndigheter må engasjere seg for å hindre dette, skriver artikkelforfatteren. Foto: Harald Røstvik
Et salig rot: Solpaneler på takene i syd Europa har lenge ødelagt den vakre skyline. Det er ikke slik vi vil ha det. Arkitekter og byplanmyndigheter må engasjere seg for å hindre dette, skriver artikkelforfatteren. Foto: Harald Røstvik

Den gang var det for det meste solvarmeanlegg for dusj- og vaskevann som ble montert. Hvis en boligblokk hadde tretti leiligheter, kunne man telle tretti individuelle solfangere på taket. Det ble et rot.

Teknisk Ukeblads reportasje fra sol- og vindparken på gården til Tore Neverås (oktober 2016), er nok en illustrasjon på at det ikke alltid er estetiske hensyn som teller mest når  entusiastene setter i gang. Det ene solpanelet skygger for det andre.

For en arkitekt som skal ta hensyn til mer enn at teknologien virker, har det derimot vært viktig å ligge i forkant og drive "research by design" for å unngå at solpaneler pepres på takene i alle himmelretninger og fullstendig ødelegger våre byers skyline og arkitektur.

Bygningsintegrerte solmoduler - eksempelet Randaberg

I mitt siste prosjekt, et selvforsynt solhus i Randaberg kommune, har jeg forsøkt å peke på disse dilemmaene og prøvd ut noen løsninger som kanskje blir standardløsninger om få år.

Alt som beskrives heretter er uttestet i en bolig for familien Kolnes på Randaberg:

Vegger av solmoduler

Prisene på solceller har falt dramatisk til 1/100 del av hva de var for litt over 30 år siden. Solmoduler er i dag billigere enn enkelte kostbare fasadematerialer som de erstatter. Derfor har solenergi ingen ekstrakostnad i noen tilfeller.

Å bruke solmoduler i vegger er smart i Norge fordi solen står lavt høst, vinter og vår. Det er da behovet for lys og varme er størst. Det er fullt mulig å selvforsyne et hus/leilighetskompleks opptil tre etasjer med nok solstrøm via tak og vegger. Dette forutsetter et slags batterilager. Eller at det store el-nettet er ”lager” hvor man sender strøm ut når man har for mye, og kjøper tilbake når man ikke selv produserer. Netto over året kan slik toveis nett-tilkopling gi netto null energi om man ser årsforbruket under ett.

Randaberg-byggets totale energibehov er beregnet til cirka 5 000 kWh per år. Solcellene er beregnet til å levere 6 000 kWh per år, noe som gjør huset til et plusshus.

Randaberg: Dette plusshuset bruker solmoduler på alle vegger mot sydøst og sydvest. Det energieffektive bygget produserer mer solstrøm enn det årlige totale energibehovet på 5 000 kWh.
Randaberg: Dette plusshuset bruker solmoduler på alle vegger mot sydøst og sydvest. Det energieffektive bygget produserer mer solstrøm enn det årlige totale energibehovet på 5 000 kWh. Foto: Arkitekt Harald N. Røstvik

Vi har imidlertid arbeidet med mer enn bare energiforsyningen i dette prosjektet:

Kompakt hus

Arkitekter er som regel i den heldige og ansvarsfulle posisjon at de kan snakke opp eller snakke ned et byggs arealbruk. Mange arkitekter tegner i dag eneboliger og leiligheter oppimot 1 000 m2. Ressursbruken er enorm, også miljøfotavtrykk på grunn av materialbehov og drift. Dette er ikke en standard som er bærekraftig på lang sikt.

I Randaberg-prosjektet startet vi med byggherre-ønsker på over 150m2, men ettersom vi sammen tenkte gjennom de faktiske behovene og analyserte dem, landet vi på 60m2.

Det ser ut til å være nok for en familie på to voksne og ett barn. Det gir fordeler som redusert materialbehov og redusert energibehov spesielt til oppvarming, ventilasjon og belysning.

Ventilasjon og varmegjenvinning

For at solenergi skal kunne dekke energibehovet netto over året, må bygget være energieffektivt. Da er man avhengig av varmegjenvinning og kontroll på byggets tetthet og lufttilførsel. Sjokklufting gjennom vinduer fungerer ikke når det er for kaldt ute, man taper for mye varme. Men dette fungerer størstedelen av året når utetemperaturen er bra.

Solhuset på Randaberg

  • Solcelle-kledningen består av 36 moduler (IBC monosol 275 ZX Black, med en nominell effekt på 9,9 kW).
  • Modulene er fordelt mot henholdsvis sørøst og sørvest for å fordele produksjonen utover dagen når huset er i bruk og har sine produksjonstopper (morgen/formiddag og ettermiddag/kveld).
  • Hele systemet benytter kun en omformer: SMA SB 5000TL-21. Dette er mulig fordi produksjonen nettopp jevner seg ut over dagen og ikke kommer med en voldsom topp på 9,9 kW (eller mer når det er kaldt) midt på dagen.
  • Anlegget er levert og montert av Solenergi FUSen.

Kilde: Harald N. Røstvik (UiS)

På kalde dager må imidlertid et balansert ventilasjonssystem med varmegjenvinning til. Det må være i drift i kanskje 10-15 av årets kaldeste uker på Sør-Vestlandet. Vi valgte et kompakt og desentralisert system, som kun består av en åpning i veggen (Ø160 mm dia), hvor en vifte med reversibel retning først sender brukt luft ut gjennom et keramisk materiale som lagrer varmen. Noen minutter etterpå reverseres luftstrømmen og frisk uteluft trekkes inn gjennom det samme keramiske materialet: Varmegjenvinningen er utført.

Alternativet til denne løsningen ville vært et teknisk rom på 3 kvadratmeter med et sentralisert ventilasjonsaggregat, vifter og det hele, samt 60 løpemeter ventilasjonskanaler.

Veggtykkelser

Selv med passivhus-nivå resulterer i dag isolasjon-bruken i at mange boliger får vegger og tak med totale tykkelser på 30-50 cm. Dette er plasskrevende og fører til en formidabel material-ressursbruk. Det er ikke særlig innovativt.

Man burde spørre seg selv hva en bygning veier før man prosjekterer slike løsninger. Hvis en bygning blir altfor tung, er det et tegn på at den ikke er effektiv i miljøforstand. Den krever for mange bearbeidede materialer for å kunne forsvares som miljøvennlig - ikke ulikt det man ser i transportsektoren, selv blant elbiler.

Tesla, sin enorme vekt på nærmere 1,5 tonn stål og andre materialer, fører til en stor energibruk til bilens produksjon og et veldig tregt startmoment. Det blir energikrevende å flytte bilen, noe man ser hvis man sammenligner med en lettere elbil på under ett tonn.

Hus skal jo ikke flyttes, men noe av den samme tankegangen kan anvendes mht material- og ressursbruken. Materialene må jo bearbeides og transporteres til byggeplassen og de skal monteres på bygget. Hvert ledd er energikrevende.

I Randaberg forsøker vi derfor noen steder med veggtykkelser som er smale, spesielt der hvor det er viktig å utnytte byggets innvendige areal best mulig. Fullt isolerte vegger på 16 centimeter erstatter der vegger på 46 centimenter. De ser ut til å fungere godt.

Kan brukes til mye

Solenergi er på fremmarsj, og i motsetning til vindkraft kan solenergimoduler erstatte vegger og tak i bygninger og også brukes skulpturelt i terrenget. Fordi prisene på moduler fortsetter å falle vil solenergi kunne tas i bruk selv i Norge og i stor målestokk.

I mange situasjoner vil modulene som fasader være rimeligere enn mange typer veggkledning. Solpanelsystemets totale merkostnad blir altså fullt ut konkurransedyktig med annen energi. For å møte denne utfordringen må norske arkitekter og hele byggbransjen engasjere seg og øve seg på å tegne disse morgendagens bygg.

Hvis ikke de som skal se helheten i et bygg, arkitektene og byplanleggerne, engasjerer seg sammen med de tekniske fagene, vil vi ende opp med dårlige totalløsninger som senker solenergiens renomme i stedet for å heve det.

Få med deg «Nordic EV Summit 2017» den 7. februar 2017.

Kommentarer (10)

Kommentarer (10)