OFF GRID

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

GU PDG 494 HT 08

OFF GRID

Vad menas med självförsörjande hus?

Tuve Wässing

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1. INLEDNING....................................................................................................s.3

1.1 Syfte............................................................................................................s.3

1.2 Metod..........................................................................................................s.3

2. BAKGRUND...................................................................................................s.4

2.1 HÅLLBAR UTVECKLING................................................................................................s.4

2.2 BIOLOGI.....................................................................................................s.4

2.3 ENERGI..................................................................................................s.5

3. ATT TÄNKA PÅ...........................................................................................s.5

3.1 KONSULTERA................................................................................................s.5

3.2 ANPASSNING TILL KLIMATET.....................................................................................................s.5

3.3 MILJÖCERTIFIERING................................................................................s.6

3.4 INFRASTRUKTURER..................................................................................s.6

3.5 VAD GÖR STATEN?.......................................................................................................s.7

4. HUSTYPER.....................................................................................................s.7

4.1 PASSIVHUS ..................................................................................................s.7

4.2 PLUSHUSET.............................................................................................s.9

4.3 OFF GRIDHUSET......................................................................................s.9

4.4 EKOHUS/EKOBY ....................................................................................s.10

5. SLUTSATS OCH REFLEKTION.....................................................................s.10

6. KÄLLFÖRTECKNING......................................................................................s.11

Omslagsbilden hämtad från programmet

2020 del 5 SVT2 2008-12-08

1. INLEDNING

Begreppet självförsörjande har närmast blivit hajp i media och snart sagt varje dag nämns något om självförsörjande hus eller städer.

Med anledning av den påstådda faran[1]  att ökande koldioxidhalter skulle kunna öka

den s.k. växthuseffekten och därmed skapa ett varmare klimat[2] så  inriktas fr. a västvärldens ansträngningar till att få ner konsumtionen av fossila bränslen. Skulle det visa sig att klimathotet är överdrivet så är det ju ändå så att fossila bränslen är en s.k. ändlig resurs (de tar slut en dag) står nu människan inför uppgiften att fasa ut naturgas, olja och sten/brunkol mot att istället utnyttja solen[3] som en i princip outsinlig energikälla.

Denna nya miljöagenda har fått till följd att svenska myndigheter vill påverka bl.a. bostad och servicesektorns energikonsumtion som  idag svarar för cirka 35 % av Sveriges totala slutliga energianvändning".[4]

Pga. de redan mycket höga energipriserna på fr. a el och kemiskt/fossilt bränsle så noterar jag ett starkt tilltagande allmänintresse för de nya energisnåla och t o m el-producerande hustyper som är helt eller delvis självförsörjande.

1.1 SYFTE

Att bli självförsörjande har närmast blivit hajp i media och snart sagt varje dag nämns något om självförsörjande hus eller t o m städer

Min tanke med detta projekt är att ta titta närmare på begreppet självförsörjande hus d v s göra en inventering av vilka aspekter/kunskaper man bör väga in vid planeringen av sådant hus.

Vad menar man med begreppet självförsörjande hus? Vilka kriterier måste vara uppfyllda innan begreppet är uppfyllt?

Jag har även för helhetens skull valt att ta in en del generella fakta om husbyggande samt ett ekologiskt miljötänkande kring planerandet av detta speciella hus.

1.2 MÅL

Kunna tjäna som ett faktaunderlag och inspirationskälla för år 7-9 lärare som vill jobba med teman kring denna speciella kategori av hus. Mitt mål har även varit att ge en översiktlig bild över vilka delar byggprocessen består av d v s från spirande idé till färdig byggnad.

2. BAKGRUND

2.1 HÅLLBAR UTVECKLING

Fig.1 Hållbar utveckling i sitt sammanhang Källa: Wikipedia 2008-12-03 http://en.wikipedia.org/wiki/Sustainable_development Källa

I den s.k. Brundtlandrapporten, Our common future (1987/1988 Sv.) introducerades begreppet hållbar utveckling för en större allmänhet. "The concept of sustainable development does imply limits - not absolute limits but limitations imposed by the present state of technology and social organization on environmental resources and by the ability of the biosphere to absorb the effects of human activities. But technology and social organization can be both managed and improved to make way for a new era of economic growth".[5]

Sammanfattningsvis innehåller rapporten förhoppningar om att teknik och sociala förändringar ska åstadkomma tillväxt på ett nytt sätt.

"De energirelaterade problem som identifierades i rapporten var bl. a en förstärkt växthuseffekt och klimatförändringar. Kommissionen satte hopp till bl. a solenergi och energieffektiviseringar för att minska användningen av fossila bränslen och kärnkraft, och därmed finna lösning på problemen".[6]

Hållbar utveckling antas m a o vara en förutsättning för en bevarad miljö,

en bättre världsekonomi och en stabilt globalt samhälle. (Fig. 1)

Dessa tankar ledde i sin tur fram till begreppet sustainable development eller sustainability d v s hållbar utveckling eller "bibehållbar (möjlig att bibehålla) något som kan förse sig själv med resurser så som t e x mat och bränsle/energi".[7]

2.2 BIOLOGI

Växterna kan det och vissa bakterier kan det, d v s vara självförsörjande med energi. Strålningsenergi som växt/bakteriecellen behöver för att tillverka sin egen mat/kemiska energi och som för livet är en helt avgörande process kallas fotosyntes.

Vi d v s övriga organismer här på jorden ägnar oss åt den motsatta processen nämligen cellandning/förbränning med vilket menas att vi måste äta upp en del av växternas kemiska energiproduktion t e x socker och fett för att överleva. OBS! Växtceller måste även dom kunna förbränna sitt egenproducerade socker d v s kunna cellandas.

Steget till att betrakta ett hus som modell eller metafor för antingen djur/växtcell är inte långt.

Eftersom vi troligen aldrig kan transplantera ljusinfångande "klorofyllceller" (s.k. fotosyntes) under vår hud så har vii människor uppfunnit solinfångande artefakter för el och värmeproduktion.

Se även Fig.7

2.3 VAD ÄR ENERGI?

Energibegreppet finns med i sådana vardagsföreteelser som mat, värme, elektricitet, transporter, fabriker och servicesektorer etc. Energi säger något om förhållandet mellan arbete, värme och rörelse, t e x ett vindkraftverk uträttar ett arbete med hjälp av vädret d v s rotorn sätts igång av vindens rörelser som in sin tur beror på solens värmeinstrålning. (jfr med vattenkraft)

Mycket enkelt sammanfattat är energi något som "behövs för att få något att hända"[8].

Speciellt intressant i mitt fall har varit att studera strålningsenergin från solen som ska omvandlas till el och värmeenergi.

3. ATT TÄNKA PÅ

3.1 KONSULTERA

Det krävs en mycket noggrann planering redan på själva idéstadiet och vid själva projekteringen av vårt specialkomponerade hus. Utöver att ordna med bygglov och bygganmälan så är det extra viktigt att konsultera en;

arkitekt alternativt du själv som kan rita huset efter eget önskemål och som sedan kopplas till en byggentreprenör ( om du själv inte vill vara byggherre) som samordnar och effektiviserar byggandet på ett industriellt sätt.

"byggnadsjurist" för att få vägledning vid val av entreprenadform och vid upprättandet av kontrakt   

byggnadstekniker med specialistkompetens i miljöteknik, för att få hjälp med tolkningen av s.k. specificerade objektbeskrivningar, energiförbrukningen e t c.

ekonom som hjälpa dig med dina framtida boendekostnader. Hus som avviker från det som är standard blir som regel åtminstone 10 % dyrare p.g.a. ofta längre byggtid  då det bl. a  krävs en större hantverksmässig noggrannhet

3.2 ANPASSNING TILL KLIMATET

Naturgeografin d v s landskapets utseende påverkar i högsta var det är optimalt att bygga.

Fig.2 Vegetationen kring husen kan utgöra ett betydelsefullt skydd mot vinden         Hämtat från: http://www.hallahus.se/samhallsutveckling/bilder/vegatation.gif

" I vårt klimat finns all anledning att fundera över frågor som rör värmetransmission och mikroklimat, redan vid valet av byggnadsplats. I det traditionella byggandet fanns kunskaper om hur man värderar platsers lämplighet utifrån dessa hänsyn."[9]. Fig.2

Husets fönster och tak skall orienteras i riktning mot söder för att på så sätt nå optimal solinstrålning. Tänk på vilken klimatzon som den tilltänkta byggplatsen tillhör så att dimensioneringen av isoleringen av golv, väggar och tak blir optimal.

3.3 MILJÖCERTIFIERING

Byggnadsmaterialen bör om möjligt vara tillverkade av återvunnet och/eller förnybart material samt att dessa är rimligt giftfria. Utöver ovan skall husets beståndsdelar vara ålderbeständiga så att man minimerar reparationer och löpande underhåll.

Dessa material kan ha genomgått certifiering enligt följande, "ISO 14000-serien är en samling standarder som är tänkta att användas som verktyg och vägledning när ett företag vill styra sitt arbete i en mera hållbar riktning ur miljösynpunkt. Följer man anvisningarna och uppfyller kraven i ISO 14001 erhåller företaget en miljöcertifiering".[10]

Att en råvara som t e x lera eller olika träslag har genomgått någon typ av miljöprövning och fått en certifiering som säger att producenten har tagit ekologisk hänsyn vid förädlingen av ursprungsråvaran.[11]  Jag vill även lyfta fram en tämligen ny miljöcertifiering som bygger på att en utsliten/använd produkt ska gå att återvinna d v s att produkten redan vid designstadiet får egenskapen omedelbart återvinningsbar. Så istället för att produkten som nu alltför ofta går från vaggan till graven d v s linjär process, ska varan kunna gå från vaggan (tillverkning) direkt till vaggan d v s direkt tillbaka till produktionen.

"Cradle to Cradle certifikat, som delas ut av McDonough Braungart Design Chemistry (MBDC). De fokuserar på egenskaper för hållbara material, produkter och system. Processen lägger största vikt vid ekologisk och mänsklig hälsopåverkan från produkternas beståndsdelar, liksom produktens möjlighet att helt kunna återvinnas eller avfallshanteras på ett säkert sätt". [12]

3.4 INFRASTRUKTURER

När man har kommit så långt att man vill satsa på någon grad av självförsörjande hus och kanske redan vet var man vill bygga så finns det all anledning till att skaffa sig en översikt

kring vilka infrastrukturer det finns och vilken kvalité dom har.

Med infrastruktur menas tekniska "system av anläggningar och driften av dessa, som utgör grund för försörjningen och förutsättningen för att produktionen skall fungera"[13]

Exempelvis kan man fundera på vilka typer av transporter som är tillgängliga d v s allmänna kommunikationer som buss och tåg?  Finns det cykelväg?

Hur väl utbyggt är mobilnätet med s.k. 3G-teknik?

Finns det anslutningar till vatten och avlopp. I ett 100 % självförsörjande hus så finns det även en rening av såväl gråvatten (d v s BDT-vatten, bad-, disk- och tvättvatten) som urin och någon form av kompostering fekalier.

Närheten till återvinningsstation och återvinningscentral är ytterligare en i raden av nödvändiga infrastrukturer.

                                                              Fig.7 Hämtat från samma källa som not nr 14

Finns det borrad eller grävd brunn eller möjlighet att borra efter vatten, var noga ned att undersöka vattnets kvalité på ett auktoriserat laboratorium. Det kan krävas ganska dyrbar vattenrening om man satsar på eget vatten.                    

Henrietta Palmer professor i arkitektur på Konsthögskolan i Stockholm, skissar på en framtida stad som delas upp i mer eller mindre självförsörjande enheter om ca 5000 hushåll med nya infrastrukturer bestående av höghus med odling av alger och fiskar och biogasanläggningar.

Hon tänker sig även att husens fasader och tak blir växtplatser för grönsaksodling och lättare djurhållning (Fig.7).[14]

3.5 VAD GÖR STATEN?

För att det ska hända något inom hållbarhetsområdet så krävs grovt sett, antingen att det går att tjäna pengar på ny teknik och/eller politiska beslut inom "hållbarhetsområdet". Det verkar som att det i ibland krävs politisk reformvilja och ny lagstiftning innan det kan bli ekonomiskt lönsamt med ny miljöteknik. Här nedan följer exempel över hur svenska staten vill driva en mer resurssnål utveckling.

• energideklaration för alla hus enligt ett EU direktiv fr. o m 2006-10-02
• energihushållande byggregler
• olika ekonomiska stöd till husägare som t e x mer effektiva fönster och uppvärmningssystem som t.ex. pelletspanna och solfångare
• utveckling av nya energieffektiva infrastrukturer  i syfte att stödja hållbar utveckling

4. HUSTYPER

4.1 PASSIVHUS

Husets väggar, tak, golv och fönster kallas för klimatskal

d v s något som avskärmar uteklimatets inverkan på inneklimatet. I Fig.3 är husets "värmesvaga" punkter redovisade och då konstaterar man att fönster läcker mest värme normalt sett. Om man eftersträvar ett självförsörjande hus måste alla "skaldelar" göras effektivare och idag klarar man av

Fig.3  Värmeförluster genom klimatskalet  i procent Hämtat: http://www.sundsvall.se/husochhem/stodochradgivning/energiochklimatradgivning/ditthusuppvarmingochenergiforbrukning.4.6999ba0910e8304520480003657.html

att bygga s k passivhus som behöver minimalt med extra energitillskott, oftast bara ett litet elvärmepaket som sitter monterad tillsammans med luftvärmeväxlaren.

Huset värms upp enbart m h a värmen som alstras av lågenergilampor, apparater och människor. Det är viktigt att klimatskalet (se Fig.6) skall vara helt tätt för att ventilationen med värmeväxlare ska fungera optimalt och att den ca 50 cm tjocka ytterväggen inte får ha några s k köldbryggor vare sig inne i eller utanför vägg.

Jag och mina kursdeltagare besökte Stadsskogens daghem som byggts i passivhusteknik (Fig.4) och vi märkte genast frånvaron av värmeelement och de dubbelt så tjocka ytterväggarna. Fig. 5

Energimässigt har dessa hus en mycket liten förbrukning men en klar nackdel med passivhus är just ovan nämnda elvärmepaket, där den högkvalitativa elenergin s.k. primärenergi, hellre borde kunna driva elmotorer, elektronik etc., än att värma upp bostäder.  

Fig.4 Stadsskogens daghem i Alingsås. Notera på den närbilden på hur arkitekten har undvikt s.k. köldbryggor intill yttervägg köldbryggor intill ytterväggarna

Fig.5 De djupa fönstergluggarna kan utnyttjas

av barnen som ett "vinka-ajöfönster"

Fig.6 Ett hus i Brålanda som utnyttjat växthusets                                 klimatskalets (växthusets) växthuseffekt fullt ut       

hämtat från: http://www.ecorelief.se/vart_naturhus.aspx

4.2 PLUSHUSET  

Nackdelen med eluppvärmning i passivhus kan alltså göra det till en mindre bra konstruktion jämfört med ett standardhus som värms upp med biobränsle eller bergvärmepump.[15]

Lösningen på detta problem är dock rätt enkel att komma tillrätta med;

• biobränsle till exempelvis en pelletskamin eller effektiv braskamin. Dessa ska då vara

kopplade till ackumulatortankar

• solfångare på en del eller hela takytan som är kopplade till ackumulatortankar för varmvatten och uppvärmning av bostaden
• solcellspaneler på en del eller hela takytan som kan producera ett visst el-överskott

till elnätet/the grid

• vindkraftverk som kan producera ett visst el-överskott till elnätet/ "the grid" men som fortfarande är ett dyrt alternativ.

I Tyskland har en del tämligen välbeställda villaägare låtit installera såväl solceller som vindsnurror för att på så sätt kunna producera sin egen el. I SVT: s serie 2020 gjorde Johan Ehrenberg reklam för en vindsnurra för privatbruk.[16]

Plushus är alltså ett hus byggt med passivhusteknik men som har någon eller flera av ovan nämnda energigivarsystem.* I framtiden kan troligen denna solel driva en vätgasproduktion

byggd på katalyserad elektrolys av vatten som splittrar vattenmolekylerna till syre och vätemolekyler. En avancerad variant heter artificiell fotosyntes som det forskas om bl.a. på Umeå universitet.[17] Fig 7.

4.3 OFF GRIDHUSET

En idag ovanlig hustyp är det s.k. elnätslösa huset/ off grid-huset som alltså inte får elektricitet utifrån utan producerar all el själv.

Med grid menas alltså elnätet som nästan alla bostäder i Sverige är anslutna till.

I programserien 2020 från SVT så beskrivs ett självförsörjande hus

Fig.7 Hämtat från samma källa som not nr 16 anger Väte = H2O och syre = O2

"I premiärprogrammet besöker programledaren Anders Nord den tyska familjen Stolp som bor i en sorts plushus och i princip självförsörjande på energi. Med solfångare och solpaneler producerar de både den el och den värme de behöver."[18]

I samma program framträder tidningen ETC:s grundare Johan Ehrenberg som beskriver känslan av att i någon "pyttemån" kunna bidra med sin egen insats vad gäller miljön. Han driver en egen sajt som marknadsför egen elutrustning och miljövänliga elleveranser.[19]

* I själva verket en energiomvandlare

Just denna el benämns solel av Thomas Kåberger som är generaldirektör på Energimyndigheten och som har in positiv syn på el från förnyelsebara energikällor.                                                  

I samma program intervjuas Mats Leijon, professor i elektricitetslära på Uppsala universitet och som har en mer nyanserad syn på hur mycket egenproducerad solel som kommer att produceras 2020. Han menar att denna el:

• kan komma att störa det vanliga elnätet (teknik verkar vara på väg för kunna lösa detta problem) bättre då att satsa på att bli off grid istället
• det vanliga nätet har fungerat utmärkt i hundra år så varför producera egen el?                                                                     

Kanske är det som Mats Leijon säger, att med en förbättrad och mer avancerad solcellsteknik

kan husen (vissa) i framtiden bli självförsörjande med el.

Familjen Stolps hus i södra Tyskland producerar redan 3500 kWh/år* med dagens teknik under förutsättning att huset är byggt med passivhusteknik.  

4.4 EKOBY/EKOHUS

Prefixet eko- står för ekologi och betyder egentligen läran om huset från grekiskans ord; oikos "hus" och logos "lära" men normalt menar vi läran "om relationerna mellan olika levande organismer och mellan dessa och den fysiska omvärld de lever i".[20]

Ekohus behöver inte betyda att huset är självförsörjande utan mera allmänt känslan av att bo i samklang med naturen, kunna renovera sitt boende/hus på sätt och med en teknik som innebär en förhållandevis liten miljöpåverkan.[21]

Miljöambitionen har på senare tid emellertid höjts och många ekohus/ekobyar har även egna energi, vatten och avloppssystem. Just att avloppsvattnet/gråvattnet plus fekalier renas och

komposteras är en viktig del i ekohussystemet därför att komposten ofta används för det egna lilla "jordbruket" och åstadkommer på vis ett litet kretslopp.1

I det redan nämnda programmet[22] får tittarna besöka Baskemölla ekoby i Simrishamns kommun och uppleva en provkarta på en mycket stor variation av miljövänlig arkitektur och byggnadsteknik.

5. SLUTSATS OCH REFLEKTION

Vad är då ett självförsörjande hus? Jag menar att det främst handlar om ett hus som förmår fånga och  lagra tillräckligt mycket strålningsenergi (solenergi) för att klara bostadens hela energi försörjning av värme och el. Det betyder att det ovan beskrivna plushuset är det som kommer närmast ett självförsörjande hus. Staten måste dock skjuta till medel liksom man har gjort i Tyskland, innan det blir någon fart på plushusbyggandet.

Denna kunskapsresa som är utan slut, har handlat om något som från början i mänsklighetens barndom var något så enkelt som en grotta eller hydda och som med tiden gradvis utvecklats till något alltmer komplext. Farliga djur och kanske fientliga grannstammar kunde säkert utgöra ett livsfarligt hot. I Afrika var knappast kylan ett problem men allteftersom människan tog nya och nordligare landområden i anspråk så krävdes något mer som kunde hålla kylan stången, nämligen elden och effektivt isolerande kläder.

Idag har elden blivit ett modernt miljövänligt uppvärmningssystem och kläderna blivit klimatskal i den rikare delen av världen. Därutöver har huset utrustats med diverse olika tekniska system bestående av ett stort antal mer eller mindre avancerade artefakter i syfte att förbättra både för

den enskilde och för miljön i det globala världssamhället.

* Ett vanligt hus byggt efter 1985 förbrukar ungefär 15 000kWh/år.

KÄLLFÖRTECKNING

Internetkällor:

Wiktoria Glad  Aktiviteter för passivhus

En innovations omformning i byggprocesser för energisnåla bostadshus Upplaga 1:1

ISBN 91-85523-23-2 ISSN 0282-9800

http://www.ep.liu.se/smash/record.jsf?searchId=1&pid=diva2:22582

Göran Petersson  Kemisk Miljövetenskap Kemi- och Bioteknik Chalmers.   KOLDIOXID och KLIMAT- kritiska frågor om temperatur - förändring - ekologi, feb. 2008 http://publications.lib.chalmers.se/cpl/record/index.xsql?pubid=65848

http://www.holon.se/folke/kurs/Distans/perspektiv/bibehallbar.shtml

http://www.e.kth.se/~e98_rre/solenergi/

http://www.ecorelief.se/vart_naturhus.aspx

http://egenel.etc.se/

http://epubl.luth.se/1404-5494/2001/17/index.html

http://www.hallahus.se/samhallsutveckling/anpassningtillplatsen3.htm

http://www.hallbarlivsstil.com/ekobyar_ekohus.html

www.nenet.se/siteDocuments/Barentshuset.pdf  Det självförsörjande huset Barentshuset

http://www.sundsvall.se/husochhem/stodochradgivning/energiochklimatradgivning/ditthusuppvarmingochenergiforbrukning.4.6999ba0910e8304520480003657.html

http://www.tabula.se/pdf/skrivtavlor.pdf och http://www.greenexhibits.org/build/glossary.shtml

http://en.wikipedia.org/wiki/Sustainable_development  Wikipedia 2008-12-03

http://www-vaxten.slu.se/ekologi/ekologi.htm

Böcker, avhandlingar, tidningar, media etc.

WWF 2007 Energi på hållbar väg Bashäfte

Energimyndigheten  ENERGILÄGET 2008 | 1

Energimyndigheten Artificiell fotosyntes Energi från sol och vatten.  2008

NE Multimedia 2000  plus ISBN 91-7133-745-8

L...