Det nasjonale forskningssenteret for nullutslippsbygg, ZEB, har som mål å utvikle bygg der utslippene fra byggeprosessen, produksjonen av materialene og driften av bygget ikke resulterer i utslipp av klimagasser. I det avanserte laboratoriet ved SINTEF/NTNU kan forskere og bedrifter teste nye materialer og konstruksjoner i stor skala. Det har gitt Norge en unik posisjon i Europa.

Power house-prosjektet i Brattøra i Trondheim viser hvordan kunnskapen om hva som må til for å lage et nullutslippshus påvirker arkitekturen. En rekke bedrifter har gått sammen om å utvikle bygget (Foto: Illustrasjon: Snøhetta)

- Dette laboratoriet gir oss muligheten til å prøve ut løsningene som vi forsker på, i liten og stor målestokk. Vi kan måle på hele vegg- og takkonstruksjoner, noe som er unikt i Europa. Det merker vi på interessen fra andre land, sier seniorforsker Berit Time ved SINTEF. Hun leder arbeidspakken som ser på nye produkter og konstruksjonsløsninger.

ZEB er et av 11 forskningssentre for miljøvennlig energi (FME) som er etablert av Forskningsrådet. Senteret ledes av NTNU og SINTEF som har med seg 26 aktører i byggebransjen; fra leverandører og utbyggere til brukere og myndigheter. Partnerne trekkes med i prosjektene direkte og gjennom workshoper der erfaring og innspill blir delt.

- ZEB har vært flinke til å få med de rette partnerne og sikret seg at hele verdikjeden er representert. Senteret har veldig mye aktivitet knyttet til pilotbygg, noe som er en fin måte å få aktiv deltakelse fra brukerpartnere på, sier spesialrådgiver Tone Ibenholt i Forskningsrådet, som har ansvaret for å følge opp FME-ene.

For å hjelpe arkitekter, entreprenører og byggherrer med å velge beste løsning, utvikler ZEB et beslutningsstøttesystem som snart skal prøves ut.

Vanskelig definisjon

Hva som kan kalles et nullutslippsbygg er svært variabelt internasjonalt. Ikke alle tar med alt fra produksjon og drift.

- I ZEB har vi definert nullutslippshus som et bygg som i sin levetid skal produsere mer energi enn det som går med: Null utslipp til oppvarming og kjøling, null utslipp til drift og null utslipp til å produsere og transportere materialene, sier daglig leder i ZEB Anne Gunnarshaug Lien, seniorforsker ved SINTEF.

I regnestykket inngår også CO2-utslippene fra energien som brukes til å produsere byggematerialene. Her bruker ZEB energiproduksjonen i Europa som systemgrense slik at resultatene fra den norske forskningen er sammenlignbar med den europeiske.

Storskalaforsøk

I laboratoriet i Trondheim har SINTEF og NTNU bygd to nye testkamre som skal gi kunnskap om hvilke materialer og konstruksjonsløsninger som egner seg best for nullutslippsbygg. De nye anleggene er i stor grad finansiert av Forskningsrådet.

Klimasimulatoren er den tøffeste. Der utsettes hele veggkonstruksjoner med vinduer og isolasjon for sol, regn og frost på den ene siden, mens den andre siden har et behagelig inneklima. En rekke følere måler solstråling, temperaturforhold og fuktighet og viser hvordan komplekse konstruksjoner vil oppføre seg i virkeligheten. De første målingene er allerede gjort på et komplekst vindussystem som blant annet er benyttet på et nullutslippsbygg i Sveits.

Det andre nye anlegget er en videreutvikling av en såkalt ”hotbox”, et kammer som måler varmegjennomgang i et vindu eller en veggkonstruksjon. Nå er det mulig å dreie hele boksen slik at den også kan brukes til å måle hva som skjer med varmen i et tak eller et gulv. Dette har vært en etterlengtet mulighet. Når isolasjonen blir veldig tykk, oppstår det varmestrømmer inne i isolasjonen som reduserer isolasjonsevnen. Nå kan forskerne finne botemidler.

Tynne, men varme vegger

Veggene i passivhus og nullutslippshus kan bli tykk med tradisjonelle isolasjonsmaterialer. Kravet til passivhus er for eksempel 30-40 cm med tradisjonell isolasjon. Forskerne i ZEB ser på helt nye løsninger. Den ene er å bruke vakuumelementer som settes inn i veggen. Dermed blir veggen tynnere. Lecablokkleverandøren Weber ser på hvordan vakuumelementer kan brukes som isolasjon inni lecablokker. For passivhus kan den nye lecablokken reduseres til 250 med mer.

Ulempene med vakuum er dels at det ikke går an å tilpasse størrelsen på byggeplassen og dels at isolasjonsevnen forsvinner når det går hull på vakuumelementet. Forskerne utforsker derfor helt nye materialer basert på nanoteknologi og silisiumdioksid. Ideen er å lage bygningsplater i et materiale der de ørsmå hulrommene sørger for isolasjonen. Hulrommene er jevnt fordelt i hele isolasjonen og kan lett kappes på byggeplassen. Isolasjonsevnen blir heller ikke borte om du setter spiker i veggen for å henge opp bilder. De kraftige lampene bak Anne G. Lien og Berit Time i den nye klimasimulatoren skal stråle som solen (Foto: Claude R. Olsen)

- Vi ser at dette lar seg gjøre i laboratorieskala, men det gjenstår mye utvikling før det kan bli kommersielle produkter, sier Time.

Brukeren i sentrum

Ingen hus blir bedre enn de som bruker dem. De første undersøkelsene av hvordan energiforbruket var i passivhus overrasket forskerne.

- Vi hadde ventet at alle som bodde i passivhus ville ha et lavt energiforbruk. Det viste seg at energiforbruket varierte like mye i passivhus som i vanlige boliger. Noen brukte veldig mye energi, andre veldig lite, i samme type hus. Men for alle gruppene i passivhus gikk energiforbruket klart ned, sier Lien.

Totaldesign

ZEB ser også på hele bygg, fra arkitekten setter blyanten på blokken til beboerne bruker det i praksis. Ett av pilotbygg-prosjektene er et nytt ”power house”, dvs. et bygg som produserer mer energi enn det bruker. Et annet er et rehabiliteringsprosjekt der arkitekturen skal bevares og likevel kunne bli et nullutslippsbygg.

Les mer om ZEB på www.zeb.no