– Det som gjør ZEB-laboratoriet unikt, er at vi kan ta risiko på en helt annen måte enn i andre prosjekter, vi kan gjøre fullskala utprøvinger av teknologi som tidligere bare er testet i teorien eller i liten skala, sier sjefforsker Berit Time i SINTEF.
Felles mål gjennom hele byggeprosessen
Utvikling av nullutslippsbygget har krevd nytenkning også i byggeprosessen.
– Vi valgte samspill som gjennomføringsmodell for å klare å innfri de høye ambisjonene i prosjektet. Byggherre, NTNU og SINTEF hadde kontrakt med Veidekke, som igjen hadde med seg ei dyktig gruppering av arkitekter, prosjekterende og leverandører. Sammen satte vi oss felles mål, og vi har vi sydd sammen nye løsninger og drevet utvikling og innovasjon som del av prosjekteringen, sier Time.
Problemer som oppsto ble løst i fellesskap, og alle involverte var med på å evaluere prosessen underveis. Time beskriver organiseringen som formålstjenlig og svært vellykka. Dette er første gang metodikken, som er utviklet og beskrevet i forskningssenteret ZEB, ble integrert og kontraktsfestet i et samspill. Les mer om det i ZEB-boka .
Lagrer solkraft i lokalt strømnett
Solkraft og vindkraft er energikilder som ikke kan slås av og på ved behov. Derfor må man kunne lagre strømmen, for å ha nok til effekttoppene på årets kaldeste dager.
ZEB-laboratoriet har solkraftproduksjon på tak og alle fasader, men ikke et eget batteri for strømlagring. Bygningen er i stedet koblet til NTNUS el-ring på Gløshaugen, og bruker den som «batteri». Bygningsmassen på Gløshaugen driftes av NTNU campusservice. Det gjør det enkelt å lagre og bruke strømmen på en fleksibel måte.
Biovoks som varmelager
ZEB-laboratoriet har også et eget varmelager med faseforandringsmaterialet biovoks. Kapasiteten til dette varmebatteriet er 200 kWh, og det skal kunne lagre varme for to til tre dagers bruk i den kaldeste tida på året. ZEB-laboratoriet er først i verden til å bruke biovoks i et aktivt varmelager.
Naturlig, mekanisk og hybrid ventilasjon
Fremtidens bygninger skal ha ventilasjon som er energieffektiv, med lav miljøbelastning fra materialbruk og som kan tilpasses ulik bruk og ulike behov. ZEB-laboratoriet kan ventileres med naturlig ventilasjon, mekanisk, balansert ventilasjon eller med en kombinasjon – hybrid ventilasjon. Det gir unike muligheter til å forske på ulike ventilasjonsprinsipper.
Forskerne skal også teste ut ulike måter å tilføre luft i arealene, så hver etasje har sin egen løsning: I 1. etasje tilføres luft via ventiler i overgulv, i 2. etasje via permeable plater i himling, i 3. etasje via spalter i plater i himling og i 4. etasje via tradisjonell fortrengningsventilasjon.
Integrerte solcelletak for Trondheimsklima
ZEB-laboratoriet viser hvordan vi kan redusere klimagassutslipp for byggeri, men også hvordan vi klimatilpasser fremtidens bygninger.
ZEB-laboratoriet er orientert mot sør med et ca. 20 meter langt skråtak på 32° uten takutstikk. For å redusere materialbruken utgjør solceller også kledning og tekning på bygget. Taket er en tett og har en meget glatt overflate som under kraftige regnskyll vil føre store mengder vann i høy fart ned mot takfoten.
For å optimalisere solcellearealet og for å påse at det arkitektoniske uttrykket blir bevart, har bygget fått en løsning med en innvendig takrenne som er dimensjonert for en 100 års regnhendelse.
Skreddersydd overvannshåndtering
Klimaendringer gir mer regn og mer styrtregn, og øker presset på overvannssystemene i tettbygde områder. Ledningsnettet rundt ZEB-laboratoriet har begrenset kapasitet, samtidig som grunnforholdene har dårlig infiltrasjonskapasitet. Da må overvannet fordrøyes på tomta så lenge som mulig.
ZEB-laboratoriet har ulike fordrøyningsløsninger som samler vannet i et stort magasin med kontrollert påslipp til ledningsnettet. Et permeabelt dekke, to regnbed og øvrig grøntareal gir en lokal fordrøyning av vannet. Takvann samles opp og ledes i egen rørledning til fordrøyningsmagasinet. Magasinet er konstruert slik at noe av vannet beholdes og kan benyttes til for eksempel vanning av grøntarealer eller sykkelvask.
For å sammenligne løsningene, og etter hvert skreddersy kombinasjoner til lokale forhold og krav, skal forskerne installere måleinstrumenter som sjekker avrenningen fra hver av løsningene.
Kompakte tretak med smart dampsperre
Taket er en ny kompakt konstruksjon med bæring i tre og smart dampsperre.
– Mange i næringen har vært skeptiske til ulufta tretak på grunn av fuktrisikoen, men vi vurderer risikoen ved denne konstruksjonen som lav, så lenge den er riktig prosjektert og bygd, sier professor Tore Kvande ved NTNU.
Målinger vil gi svar på hvor fuktsikker konstruksjonen er over tid. Den gir uansett lavere byggehøyde, redusert materialbruk, effektiv byggeprosess og økonomisk gevinst. Interessen for denne konstruksjonstypen er svært stor, og den prøves også ut i andre bygg. Dampsperra fra Isola har allerede fått SINTEF Teknisk Godkjenning for enkelte bruksområder.
Lydgulv på massivtredekker uten påstøp
Med bærekonstruksjon i tre er det også et behov for bedre prosjekteringsunderlag og mer tilgjengelig kunnskap om lydgjennomgang i trekonstruksjoner. Det betyr mye for konkurransekraften til trekonstruksjoner i forhold til andre, tunge konstruksjonsløsninger.
I ZEB-laboratoriet er det utviklet et lydgulv av massivtre uten påstøp av betong. Gulvet er bygd opp med trykkfast mineralull, to lag sponplater og gulvbelgg over dekket av massivtre.