Innovativa energilösningar i plusenergihus

Stockholmshem har byggt två plusenergihus i Norra Djurgårdsstaden och inflyttning skedde 2019. De två husen med 43 hyreslägenheter blir nettoproducenter av energi med hjälp av solceller, bergvärme, effektiv isolering och ventilation samt återvinning av spillvärme från avloppsvatten. Arkitekturen med balkonger i fasaden och vinklade tak för att kunna utnyttja solen som energikälla är unik. I detta spjutspetsprojekt finns en innovativ kombination av ett 20-tal nytänkande energilösningar.

Byggnader använder ungefär 40 procent av världens energi och även stora mänger vatten, byggmaterial och andra resurser. Att utforma flerbostadshus som skapar mer energi än de använder är en spjutspetslösning.

• Lokal förnybar energi tillgodoser stora delar av husens energibehov, och tillsammans med en energieffektiv byggnadsutformning och värmeåtervinning gör de husen till plusenergihus.

• Tekniklösningar gör det möjligt för de boende att minimera användningen av el och varmvatten.

Genomförande och teknikval

2008 pekades Norra Djurgårdsstaden ut i Stockholms miljöprogram som stadens nästa hållbarhetsprofilerade område. 2010 antogs det övergripande styrdokumentet i kommunfullmäktige med målsättningar om att stadsdelen bl a ska bli en attraktiv, resurseffektiv, fossilbränslefri stadsdel och en internationell förebild i hållbart stadsbyggande där nya innovativa verktyg, metoder och arbetssätt testas för att sedan kunna skalas upp till övriga staden.

Markanvisningstävlingar är ett av de innovationsdrivande verktygen för att nå dessa mål. År 2014 vann Stockholmshem en markanvisningstävling i etapp Brofästet i Norra Djurgårdsstaden. Fokus för tävlingen var att åstadkomma plusenergihus genom smarta energilösningar och en funktionell arkitektur. Av 16 deltagande bostadsbolag fick Stockholmshem högsta sammanlagda poäng. Projektet vann tack vare ”ett helhetstänk för energieffektivitet och goda boendemiljöer med ett intressant och spännande arkitektoniskt uttryck”.

Husen är utformade med vinklade tak för att dra största nytta av solen som energikälla, balkonger som är inbyggda i fasaden och med energilösningar och miljöprestanda i framkant. Stockholmshem samlade experter från olika områden och lösningar från tidigare utvecklingsprojekt, som har utvecklats vidare och kombinerats på nytt sätt för att ge synergier i en ny helhetslösning.

Stockholmshem har med fokus på hållbart byggande och bra boendemiljöer samarbetat med bland annat arkitektfirman Dinell Johansson, energiprojektören Incoord, konstruktören Kåver & Mellin samt Tema landskapsarkitekter.

För att uppfylla kravet på plusenergihus behövde byggnadens energianvändning minimeras och tekniken optimeras. Energiberäkningar visar att huset har en energianvändning på cirka 12,3 kWh/m² och år (enligt BBR) vilket inkluderar värme, varmvatten och byggnadsel. Solcellsproduktionen har beräknats till cirka 18,2 kWh/m² och år. Huset ska alltså över ett helår ha en överproduktion av energi.

Arkitektur och byggnadsutformning

Plusenergihusens kompakta utformning med täta klimatskal och anpassat för en rad energitekniska lösningar är grundfaktorer för att nå energikraven. Tillsammans med en avloppsvattenvärmeväxlare och bergvärme blir detta en fungerande helhet.

Byggnaderna har en optimal formfaktor med vinklade tak för att maximera elproduktionen och små ytor som utsätts för väder och vind och därmed minimerar energiförlusterna.

Ytterväggarna är raka utan nischer och vinklar. Byggnadernas taknockar har vridits för att ge rakt södervända takytor, optimerade för att fånga solens strålar. Takvinkeln på 30 grader är inom det optimala omfånget för högeffektiva solceller med kiselteknik. På motstående sida täcks taket med sedumytor som fördröjer dagvattnets väg till Husarviken via en så kallad regnträdgård – en grund försänkning i landskapet med ett dränerande system och ett filtermaterial som är täckt med växter.

Solvända gavelfasader är klädda med solceller med den mindre skuggkänsliga tunnfilmstekniken. Norrvända gavelfasader har gallerpaneler för klätterväxter.

Den aktivt uppvärmda bostadsytan är minimerad, men har kompletterats med en ouppvärmd boendezon i form av inglasade balkonger utmed långfasaderna. Detta ger en komprimerad, väl fungerande bostad under vinterhalvåret som under sommarhalvåret utökas påtagligt med ytor som värms upp på naturlig väg. Genom att använda solskydd i form av gardiner längs balkongerna kan värmen släppas in vintertid och lagras i balkongernas betongstomme, men reflekteras bort under sommaren.

Plusenergihusets energiproduktion och energianvändning

Installationskonsulten Incoord som projekterat åt Stockholmshem har i första hand arbetat med att minimera energiförlusterna, i andra hand optimerat internvärmelasterna och i sista hand löst det återstående energibehovet med tekniskt energieffektiva lösningar. Detaljprojektering har krävts för att kunna minimera energianvändningen.

Värmen från kylning av utrymmet med solcellernas likriktare används till förvärmning av värmepumpen och i bästa fall lagras energi i berget.

Huset producerar sin egen energi

Cirka 30 procent av solcellernas elproduktion kan användas direkt i fastighetens elbehov till belysning, värmepumpar och fläktar. Övrig elproduktion säljs på nätet och balanseras mot inköpt el den kalla årstiden. Över året producerar solcellerna mer energi än fastigheten behöver.

Hyresgästerna elabonnemang är tecknade av Stockholmshem från början med Bra Miljöval.

Värmelagring

Internvärmelasterna har optimerats genom att den värme som boende och teknisk utrustning genererar tas tillvara. Här är värmelagringskapaciteten i husens betongstomme en bra förutsättning.

Yteffektiva lägenheter i förhållande till antalet boende har varit ett mål i strävan att maximera effekten av internvärmelasterna. Det har resulterat i ytmässigt välutnyttjade fyra-, tre- och tvårumslägenheter. Optimerade luftflöden och därmed mindre luftvolym att värma upp gör det lättare att utnyttja interna värmekällor.

Återvinna värme

Värmeväxlare för värmeåtervinning från ventilationsluft och avloppsvatten spelar en viktig roll för att ta vara på spillvärme. Dessutom skapar de inglasade betongbalkongerna ett slags ”mikroklimatzon” där betongen på natten lagrar solstrålarnas värmeenergi.

Inte bara teknik – hyresgästerna behöver också veta hur man ska göra

För att ett plusenergihus ska fungera som det är tänkt måste hyresgäster förstå hur man får vädra och vad det innebär att vara bortrest under den kalla årstiden. Stockholmshem har därför en aktiv dialog med sina hyresgäster om vad som krävs för att bo i ett plusenergihus.

Morten Johansson, arkitekt på DinellJohansson och Torbjörn Kumlin, projektledare för Stockholmshem berättar om plusenergihusen i Brofästet.

Potential och framtida uppskalningsmöjligheter

Att bygga energieffektiva flerbostadshus som också producerar stora delar av eller mer än sitt eget energibehov är en utmaning. Erfarenheter från detta projekt kan spridas och underlätta för andra aktörer vid liknande kommande projekt. Plusenergihusen är viktiga milstolpar där energismarta lösningar kombineras med en spännande arkitektonisk form.

Markanvisningstävlingar har visat sig vara ett viktigt verktyg för att utmana byggaktörer att prestera ännu bättre genom samverkan av olika discipliner i tidiga skeden. Minst ett hundratal personer inom entreprenör-, konsult- och beställarleden engagerade sig på ett kreativt sätt med att ta fram bra tävlingsförslag.

Byggnadernas innovativa karaktär hade redan före inflyttning lett till ett stort genomslag i riksmedier och fackpress för stadsutveckling, byggande, fastighetsförvaltning och energifrågor.

Ambitionen för plusenergihusen är högt satta och uppföljningen av energiprestandan är en viktig del för att säkerställa att de lever upp till förväntningarna, och dra lärdomar inför framtida utveckling och kravställning i Norra Djurgårdsstaden och Stockholms stad.

Se solcellsproduktionen för Stockholmshems plusenergihus i diagrammet nedan.

Diagram 3.17 Produktion av solenergi i Brofästet och Jackproppen (bostäder), kWh/m²

Relaterade länkar och vidare läsning:

Artikel Publicerad: 2023-05-10 Uppdaterad: 2024-06-27