Miljø

Forskningsprosjektet Lowex

Nye løsninger gjør at bygg kan oppvarmes og kjøles med ekstremt lite tilført energi. Dette kan oppnås med systemer som gir høy komfort sommer som vinter, og som samtidig er lydløse og arkitektonisk tiltalende.

Såkalte Lowex-løsninger er systemer som bruker integrerte vannbårne rør i tunge bygningskonstruksjoner. Disse brukes til å varme bygget om vinteren og kjøle bygget om sommeren.
Designet riktig og styrt korrekt gir slike systemer mulighet for stabilt og godt inneklima, samtidig som behovet for tilført energi blir meget lavt. Men løsningene krever nært samarbeid mellom arkitekter og ingeniører for å få til tekniske gode løsninger som er arkitektonisk tiltalende.

Forskningsprosjektet Lowex ble gjennomført fra 2017 til 2019 og er finansielt støttet av Norges forskningsråd. Prosjektet har som overordnet mål å utvikle nye totalkonsepter for termisk energiforsyning i nullenergibygg og plusshus, med ytelse som er 2 til 2,5 ganger bedre enn dagens state-of-the-art.

Resultatet av denne type supereffektiv termisk energiforsyning er at levert energi til varme- og kjøling i et nesten-nullenergi, nullenergi- (ZEB) eller plusshus blir ekstremt lav. Typisk i størrelsesorden 3 til 10 kWh/m2år.

En annen virkning av denne type løsninger er at vi får et tilnærmet konstant behov for levert energi over året. Dette gir bygninger med kraftig redusert effektbelastning på el-nettet, og det muliggjør også høyere egenbruk av lokalprodusert fornybar energi som gjør lokal el-produksjon mer økonomisk fordelaktig med dagens el-tariffer. Løsningen med tilnærmet «gratis» kjøling gjennom årslagring av energi i grunnen, gir mulighet for et meget stabilt termisk inneklima over hele året, som i tillegg til god termisk komfort gir god opplevd luftkvalitet og høyere produktivitet.

Snohetta_Gullhaug_SummerBreeze3-www.mir.no (003)-low2

For å oppnå slike høye ytelser krever dette oppvarming med lave temperaturer og høy temperatur fra energibrønner/geotermisk system. Og omvendt krever dette kjøling med høye temperaturer slik at frikjøling fra energibrønner/geotermisk system kan brukes hele kjølesesongen. Dette kan oppnås ved:

• optimal utforming og dimensjonering av energibrønner,
• optimal design av varmepumpe- og varmevekslersystemet,
• optimal utforming og design av varme- og
kjøleavgivelsesystemet i bygget,
• og optimalisering og balansering av varme- og kjølebehovet til
bygget.

Disse fire områdene har også dannet arbeidspakkene i forskningsprosjektet, sammen med en arbeidspakke på pilotbyggene. De fem arbeidspakkene er illustrert i figuren under.

Arbeidspakkene i forskningsprosjektet Lowex

Det er jobbet med fem ulike pilotprosjekter der det er implementert ulike Lowex-løsninger.

Pilotbyggene er beskrevet nærmere her:

• House Zero på Harvard campus i Cambridge (USA)
• Lia barnehage i Oslo
• Powerhouse Telemark i Porsgrunn
• Gullhaug Torg 2A i Oslo
• Lindeberg sykehjem i Oslo

Powerhouse Montessori er beskrevet nærmere nedenfor, under Publikasjoner.

Publikasjoner
Prosjektet har jobbet med vitenskapelig publisering gjennom artikler og deltagelse på flere konferanser. En oversikt over de ulike publikasjonene og presentasjonene er vist her:

A transient two zone model for thermal stratification in displacement ventilated room

Design optimization of borehole system for a plus-energy kindergarten in Oslo

Drøbak Montessori Ungdomsskole

Explicit multipole formulas for calculating thermal resistance of single U-tube ground heat exchangers

LowEx – High efficient thermal energy supply in zero energy buildings

Lia Kindergarten – A plus energy building

Nattøkning og varm luft i fortrengningsdon – Drøbak Montessori Ungdomsskole

Naturligvis Passiv klimatisering av fremtidens energieffektive bygg – erfaringsrapport

Nydalen Vy, A nearly zero energy building in Norwegian climate with natural ventilation

NyVy Varmepumpekonferansen 2018 rev. 2

Powerhouse Telemark A plus energy building with a low exergy heating and cooling system

Presentasjon av LowEx for SYE