Klimasikring av bygningar mot overdriven varme

Flere tilnærmingar kan brukast til å klimasikre bygningar mot for høge temperaturar. Slike høve er knytte til bygningsdesign (inkludert bruk av IT-teknologi for å optimalisere termisk komfort) og bygningskonvoluttar (tak, tak, ytterveggar, dører, vindauger — inkludert solkontrollbriller som reduserer solstrålingen som kjem inn i bustaden — og fundament).

Bygningsdesignløysingar inkluderer tradisjonelle funksjonar som ofte finst i regionar med varmt klima, til dømes:

• Forholdet mellom bygningsaspektet: Tilhøvet mellom innvendig plass og den ytre overflata av bygningen, som optimaliserer intern varmespreiing samtidig som solvarmeabsorpsjon minimeres.
• Arkitektoniske elementar: Funksjonar som markisar, overheng, vindaugsskjermar, søylegangar, kvite eller lyse ytterveggar og tak for å reflektere varme.
• Solens retning: Plassering av bygningen for å minimere den daglege eksponeringa for direkte sollys.

Høgteknologiske løysingar kan òg spela ei svært viktig rolle. Desse inkluderer sensorar som overvakar termiske forhold, mogleggjer presise justeringar av klimaanlegg og ventilasjon, samt sanntidsorientering av skuggepaneler basert på isolasjonsforhold. Sensorar og digitale termiske reguleringseiningar kan integrerast med tiltak for styring av etterspørselssida, noko som bidreg til å redusere verknaden av kjølebehovet på toppbelastningar i periodar med elektrisk systemspenning (sjå òg tilpasningsalternativet om endringar i individuell oppførsel i energisektoren). Eit kjent døme på ein bygning der ein komplett pakke av state-of-the-art løysingar har vorte brukt er The Edge kontorbygg i Amsterdam, ferdigstilt i 2014. Konvolutten inneheld dynamiske vindaugar, automatiske nyansar og forskyvingsventilasjon. Med 28000 sensorar som overvakar rørsle, lysnivå, råme og temperatur, kan bygningen umiddelbart tilpasse seg energibehov, til dømes automatisk å slå av oppvarming, klimaanlegg og belysning i ubrukte område. I tillegg kan dei tilsette bruka ein app for å justera temperatur og lysnivå på arbeidsplassen. I tillegg er kjøling og oppvarming optimalisert ved varmeoverføringar mellom bygningen og ein akvifer under den.

Dei tekniske eigenskapane til bygningsskalet er avgjerande for evna til å kontrollere innetemperaturar. Materiala som brukast i konvolutten og deira masse spelar ei nøkkelrolle i kor raskt temperaturskilnadar mellom innandørs og utandørs kompenserast. Til dømes krev tradisjonelle tjukkvegga bygningar i Middelhavet langt mindre klimaanlegg enn moderne strukturar. Alternativt kan bruk av materiale med høg termisk motstand bidra til å minimere varmen som kjem inn i bygningen. Dette alternativet er spesielt interessant for ettermontering av eksisterande bygning med isolasjonslag som kompenserer dei dårlege termiske eigenskapane til dei opphavlege byggematerialane.

Også bruk av mekanisk eller naturleg ventilasjon, eller lagring av kulde i materiale med høg termisk masse som fliser eller steinar, reduserer behovet for klimaanlegg. Kaldlagring kan kombinerast med ei varmepumpe (moglegvis basert på eit geotermisk system, som utnyttar differansen mellom underjordiske og overflatetemperaturar) for å auke fleksibiliteten i distribusjonen av kald luft. Justering av innandørs råme kan ha ein sterk innverknad på oppfatta temperaturar og til slutt på termisk komfort for bebuarane i ein bygning.

Tak er òg viktige varmevekslarflater, og deira design (til dømes kvite tak, grøne tak) kan bidra til å redusere energibehovet til ein bygning betydeleg. Til dømes aukar tilstedeværinga av tre luftstraumen, reduserer verknaden av solstråling og bidreg òg til å motverka den urbane varmeøyeffekten. Ved gjennomføring av tiltak for å takle ekstrem varme, er det faktisk viktig å vurdere verknaden av byggemateriale og byggestilar på mikroklimaet i byområde. Urban varmeavgrensende forsking fremjar bruken av reflekterande overflater for å motverka dei negative effektane av ekstrem varme. Overflaterefleksjon er ein viktig parameter for å forstå, modellere og modifisere den urbane overflateenergibalansen, for å kjøle byar og forbetra utandørs termisk komfort (Fox eit al., 2018). Løysingar for å redusera den urbane varmeøyeffekten, samstundes som innandørstilhøva forbetrast gjennom bygningsskalet, kan kontaktast på to måtar: auka solrefleksjon og auka fordamping og transpirasjon. Solrefleksjon (albedo) av bygningens eksteriør og urbane asfaltering kan bidra til å redusera varmeøyeffekten. Dette kan oppnåast ved å bruka kalde fargebelegg og reflekterande belegg som retro-reflekterande materiale. I tillegg kan aukande fordamping og transpirasjon lettast av grøne overflater og tre, som vertikale greeneries, grøne fasadar og grøne tak.

Ytterlegare informasjon om bruk av grøn infrastruktur for å forbetra levedyktigheita til byar under klimaendringar finn du i Climate-ADAPT-tilpasningsalternativet urban grøn og blå infrastruktur.

Spesiell merksemd bør gjevast til historiske bygningar, då mange av dei beskrivne tiltaka kanskje ikkje gjeld på grunn av eksisterande lover og forskrifter som tek sikte på å bevare dei opphavlege materiala og konstruksjonsteknikkane som brukast. Ulike spesifikke tiltak må identifiserast, planleggast og gjennomførast, nøye med tanke på eigenskapane til historiske bygningar og deira kulturelle betydning. Det tilrådast på det sterkaste å rådføre seg med ekspertar innan historisk bevaring og bygningsteknikk for å utvikle ein skreddarsydd kjøleplan for bestemte bygningar. Men klimasikringsløysingar som bevarer bygningars historiske betydning samtidig som dei opprettheld sin arkitektoniske og kulturelle verdi, er allereie tilgjengelege. Nokre døme er gjevne av RIBuild-prosjektet.

Direktivet om bygningars energiyting (EPBD) gjev medlemsstatane høve til å tilpassa minimumskrav til energiyting for både bustader (art 5.2) og ikkje-bustadsbygg (art 9.6a).

Eigenskapane til ein bygning, inkludert måten den forhindrar overdriven innandørs oppvarming, er vanlegvis eit privat kontraktsforhold mellom byggherren og kjøparane av bygningen. Interessentdeltaking kan vere relevant i tilfelle av store offentlege bygningar, i tilfelle kostnadene ved den foreslåtte utforminga er betydeleg høgare enn for ein standard bygning, og dette kan generere bekymringar om verknaden på offentlege budsjetter, og/eller om evne til talsmann for å finne tilstrekkeleg finansiering for prosjektet. Blant dei nemnde alternativa er det å skape grøne område rundt bygningar for skuggelegging underlagt standard autorisasjonsprosess. Det krev òg samråd med lokalsamfunn for å måla deira preferanse for denne løysinga over alternativ bruk av rommet. Kulturarvorganisasjonars og styresmakters involvering er naudsynt for å renovere historiske bygningar, særleg når særlege framgangsmåtar for tillating må fylgjast.

Dei viktigaste hindringane for klimasikker bygningsdesign er økonomiske og kulturelle. Nokre av dei foreslåtte alternativa (høgare kvalitetsmateriale for bygningskonvoluttar, grøne tak, automatiserte vindaugsskugge) er dyrare og vanskelegare å implementere og halde ved like enn standard byggepraksis. Kulturelt kan arkitektar oppleve sin kreativitet redusert av kompleksiteten til nokre av desse løysingane. Å designe ein bygning med total valfridom når det gjeld former og materiale, samstundes som det er avhengig av klimaanlegg for å ta vare på innandørs termisk komfort, er eit fristande perspektiv som reduserer tekniske utfordringar, byggekostnader og aukar det estetiske spekteret for designalternativar. Dette er spesielt relevant for store bygningseiningar som skyskraparar, kjøpesenter, studiestader etc. Relevansen av denne hindringa er sannsynleg å falle i dei komande åra som klimasikringsløysingar no teknologisk modeining og teknologisk innovasjon vil drive ned sine kostnadar. Det er imidlertid ingen garanti for at fleksibiliteten i bygningsdesign som for tida tilbys av klimaanlegg, nokon gong vil bli likestilt med desse løysingane.

På den andre sida, spesielt for mindre einingar som einebustader eller små mellomstore bustadsområde, kan klimasikring vise seg å vere ei veldig stimulerande designutfordring. Det finst ei rekkje initiativar i EU som implementerer grøne løysingar for bustadbygg og byplanlegging, inkludert grøngjering av bylandskap, bevisstgjeringskampanjar og økonomiske insentiver. Døme på økonomiske insentiver finst mellom anna i Rotterdam (Klimatilpasningstilskot), Hamburg (Hamburgs strategi for grønt tak) og Italia (grøn bonus).  

Vidare utgjer klimasikring i eksisterande bygningar, spesielt kulturarv, spesifikke utfordringar, på grunn av forskrifter og bevaringsparadigme. Utfordringa er å finne ein balanse mellom å tilpasse seg klimaendringar og sikre ektheita og integriteten til desse historiske stadene.

Kostnadane varierer i samsvar med løysinga som brukast og plasseringa der dei implementerast på grunn av industriens forskjellige modeining og lokale bygningseigenskapar. Ifølgje Hamburgs Green Roof Strategy case study er grøne tak ei investering med klar framtidig avkasting. Kostnadane for dei fleste omfattande grøne tak er i storleiksorden 40-45 EUR/m2, medan intensive grøne tak kan koste ca 58 EUR/m2.

Kvite tak er betydeleg rimelegare. Vegg- og takisolasjonsprisane varierer mykje i samsvar med isolasjonsmaterialet, men varierer vanlegvis mellom EUR 40 og 100 per kvadratmeter. Prisane på solskjermingsglas er samanliknbare eller marginalt høgare enn standard isoleringsglas som vanlegvis installerast i europeiske heims vindaugar. Å pakke ein full meny med toppmoderne klimasikringsløysingar inn i ein bygning kan vera kostbart, og det er lettare å gjera det frå botnen av ved å designe ein ny bygning til det føremålet. Den ekstremt energieffektive og termisk komfortable 39 673 m2 store kontorplassen (pluss 11,558 m2 innandørs parkeringsplass) i The Edge-bygningen kravde ei investering på 74 millionar EUR (totale byggekostnader).

Desse kostnadene må vegast opp mot dei gunstige effektane på hushald, bedrifter og offentlege administrasjonsbudsjetter når det gjeld energibesparingar, som for toppmoderne løysingar kan vere svært betydelege og til og med resultere i nær null netto energibruk. Auken av grøne område i ein urban kontekst gjev òg ei rekkje medfordelar når det gjeld forbetra helse, urban biologisk mangfald, sosiale interaksjonar og estetiske forbetringar.

På reguleringsnivå kan dei tekniske løysingane som er nemnde ovanfor, innlemmast i byggeforskrifter. Når dette ikkje allereie handhevast, tilrådast eit regulatorisk trekk i denne retninga for EU-land med eit varmt klima.

Det reviderte direktivet om energiyting i bygningar (EU/2024/1275) forbetrar krava til energiyting for nye bygningar. Det krev at alle nye bustader og ikkje-bustadbygg skal vere nullutsleppsbygningar frå 1. januar 2028 for bygningar eid av offentlege organar og 1. januar 2030 for alle andre nye bygningar, med høve for spesifikke unntak. I samsvar med det reviderte direktivet har eit nullutsleppsbygg ingen CO2-utslipp på staden frå fossilt brensel og svært høg energiyting .  Sjølv om det ikkje er direkte retta mot tilpasning til høge temperaturar, vil desse krava krevje ei utbreitt bruking av tiltaka som er beskrive her.

Implementeringstida varierer i samsvar med type inngrep, alt frå nokre få timar for å installere gardinar og nyansar til flere månader eller til og med år for å designe og byggje ein klimasikker bygning frå botnen av.

Levetida varierer med type inngrep, alt frå få år til bygningens gjenverande levetid.