Bygninger trenger energi til lys, oppvarming, kjøling, samt mange elektriske apparater og duppeditter. I Norge kommer mesteparten av denne energien fra elektrisitet. I tillegg brenner vi litt bioenergi og avfall for å varme opp bygningene våre, og vi bruker energi når vi lager bygningsmaterialer og når byggene settes opp og rives. Rundt 40 % av energiforbruket i Norge er knyttet til konstruksjon og drift av bygninger. Når all denne energien skal produseres og brukes, påvirker det økosystemene og skaper utslipp av klimagasser og andre forurensende stoffer. I tillegg er det dyrt å bruke så mye energi.

Vi bør der for forsøke å lage bygninger som krever minst mulig energi for å bygge og bruke. Energien vi bruker bør være mest mulig naturvennlig og utslippsfri, og vi må sløse minst mulig med den.

Spare energi

I bygninger kan man gjøre mange ulike tiltak for å redusere energibehovet. Det aller viktigste er å isolere godt. Når man isolerer bygninger, bruker man spesielle materialer, som mineralull og isopor, i veggene, taket, og gulvet for å holde varmen inne om vinteren og ute om sommeren. Dermed trenger man ikke bruke så mye energi til oppvarming og kjøling.

En god del av energien vi bruker i bygningene våre gir oss ikke noen glede. Mange holder for eksempel huset like varmt hele døgnet, selv om det ikke er nødvendig å ha det varmt i stua når alle er på skole og jobb, eller når alle sover om natten. I dag finnes det teknologi som kan styre når det skal være varmt eller kaldt i en bygning, ved automatisk å slå av og på oppvarmingen eller kjølingen. Dermed kan vi bruke energien kun når vi faktisk trenger den, og på den måten spare energi.

‍

‍

Raster: Varmeveksler

Isolering er bra, men vi kan ikke isolere en bygning så den blir helt tett. Vi må ha frisk luft utenfra, samt nytt drikkevann og vann til toalett og dusj. I Norge er vanligvis luften og vannet vi tar inn utenfra kaldere enn vi ønsker, og vi må derfor bruke energi på å varme det opp. Heldigvis finnes det en teknologi som kalles varmeveksler. En varmeveksler utnytter varmeenergien i luften som trekkes ut av huset, til å varme opp den friske luften som blåses inn. På samme måte kan varmt avløpsvann fra for eksempel dusjing brukes til å varme opp det kalde vannet som kommer inn til bygningens varmtvannstank.

‍

Energikilder

Selv om du har isolert huset ditt godt og er flink til å styre energibruken, trenger alle bygninger å få tilført en del energi. Det meste av energien som brukes i norske bygninger, er elektrisk energi produsert i norske vannkraftverk. Rundt 10 % av energien kommer fra vindkraftverk, mens bare en liten del av den elektriske energien kommer i dag fra andre energikilder. I tillegg til elektrisk energi, får mange norske bygninger varmeenergi fra forbrenning av søppel (avfall) og trær fra norske skoger (bioenergi). Avfallet brennes i store forbrenningsanlegg, mens størstedelen av trærne brennes i vedovner hjemme hos folk. I tillegg kan store bygninger ha egne ovner som brenner trær eller avfall fra treindustrien.

Ulike måter å skaffe energi til bygninger påvirker både økosystemer og gir ulike typer utslipp av stoffer. Vann- og vindkraftverk gir lave utslipp av klimagasser, men de endrer landskapet og kan påvirke økosystemene der de er plassert. Forbrenning av avfall og trær gir utslipp av karbondioksid. På lang sikt, over 100 år eller mer, vil nye trær som vokser, ta opp igjen en god del av karbondioksidet. Å bruke store mengder trær til energiproduksjon vil på den andre siden påvirke økosystemene i skogen negativt. Skogen utgjør leveområdet for halvparten av artene i Norge, hvorav mange av dem lever i eldre skog og i døde trær.

Solenergi

De fleste bygg i dag får energien sin utenfra, men det blir stadig mer vanlig for bygninger å produsere en del av energien selv. Energien fra solstrålene som treffer et bygg kan brukes både til å skape varmeenergi og elektrisk energi. Ved å plassere bygningen og vinduene , kan man sørge for at mye eller lite sollys kommer inn og varmer opp bygget. Man kan også bruke solfangere til å omdanne solstrålene til varmeenergi, som deretter kan brukes til å varme opp varmtvann eller øke temperaturen i bygget. For å lage elektrisk energi fra solstrålene, bruker vi solceller plassert på flate paneler. Disse solcellepanelene kan monteres på tak, vegger eller settes på stativer på bakken.

Ser vi bort fra at det kreves litt energi og materialer for å produsere dem, gir solfangere og solcellepaneler ingen utslipp av klimagasser, og påvirker ikke økosystemer om de plasseres på tak og vegger. Dersom de bygges i naturområder eller på landbruksjord, kan de imidlertid fortrenger arter og dyrket mark.

Bilde: Solcelletakstein. Bildetekst:

Raster: Solfanger eller solceller?

Hva er best å ha på taket, en solfanger eller lange rekker av solcellepaneler? En vanlig solfanger kan gjøre om mellom 50 og 80 % av energien i sollyset til varme, mens en solcelle omgjør rundt 20 % av sollysets energi til elektrisk energi. Dersom du trenger varme til bygningen, er solfangere det beste valget. Ønsker du bare elektrisk strøm, bør du velge solceller. En god løsning kan være å bruke begge deler, ettersom de fleste bygg trenger både elektrisitet og varme.

‍

Varmeenergi fra omgivelsene

Ta deg en tur ut en kjølig dag i november, trekk pusten dypt, dypp foten i havet, og kjenn litt på jorden under deg. Varmeenergi er kanskje ikke det første du tenker på mens du står med fingeren i jorda og tåen i det kalde havvannet. Men selv om lufta, jorda, og havvannet kjennes kalde ut, inneholder de store mengder varmeenergi som vi kan utnytte.

‍
For å hente ut denne varmeenergien, bruker vi en varmepumpe. En varmepumpe kan flytte varmeenergi fra et sted med lavere temperatur til et sted med høyere temperatur. For eksempel, hvis det er 10 grader Celsius inne i et hus og 5 grader ute, kan en varmepumpe hente varmeenergi fra luften på 5 grader og bruke denne til å øke temperaturen i bygningen fra 10 til 20 grader. Varmepumper kan hente energi fra luften ute, berggrunnen, vann, havet, og til og med fra kloakken. For å fungere trenger varmepumper litt elektrisk energi, men til gjengjeld kan de flytte 3-5 ganger mer varmeenergi utenfra og inn.

En stor fordel med varmepumper er at de utnytter varmeenergi av lav kvalitet, som vi ellers ikke ville brukt. Dette gjør at vi kan spare energi av høy kvalitet, som elektrisk energi. I tillegg gir varmepumper ingen utslipp, tar liten plass, og fortrenger derfor ikke naturområder eller landbruksjord.

‍

Lagre og transportere energi

Norske bygg får det aller meste av energenen de bruker transportert til seg gjennom elektrisitetsnettet.  Noe av energien kommer også på  lastebiler som ved eller annen bioenergi. Transport av energi krever alltid at man bruker litt energi eller at litt energi går tapt underveis, i tillegg til materialer og energi brukt på å lage strømlinjer og lastebiler.

Et alternativ er å produsere energi lokalt, som med solcellepaneler. Solceller gir energi om dagen, men om natten er det lite å hente. Løsningen kan være å lagre energien i batterier for bruk om kvelden og natten. Å lagre energi fra sommer til vinter i batterier er derimot for kostbart og ville   krever mye materialer.

I motsetning til elektrisitet kan varmeenergi lagres fra sommer til vinter i bakken. Ved å bore ned rør i fjellet, kan man sirkulere væsker for å lagre og senere hente opp varme. Om sommeren kan overskuddsvarme fra bygninger lagres i fjellet til vinterbruk. Dette gjør det mulig å bruke energi av lav kvalitet som ellers ville gått tapt. Dersom man har solfangere kan også varmeenergien herfra lagres til vinteren.

‍

Oppgaver

1. Hvor mye av Norges energiforbruk går til bygninger og hva brukes denne energien til?
2. Hva vil det si å isolere en bygning og hvorfor er dette viktig?
3. Forklar hvordan en varmeveksler fungerer.
4. Hvor kommer energien vi bruker i norske bygninger i dag fra?
5. Hvordan påvirker produksjonen av energi til bygninger økosystemer og klimaet?
6. Tenk deg at dere hjemme planlegger å bruke solenergi for å varme opp varmtvann og drive lys, steikeovn, mobiler og datamaskiner. Vil du anbefale foreldrene dine (eller borettslag/sameie) å gå for solcellepaneler eller solfangere, eller begge deler? Begrunn svaret.
7. Hvordan kan du bruke havvann som er 6 varmegrader til å varme opp huset ditt innvendig til over 20 varmegrader?
8. Hvorfor kan det være lurt å lagre varmeenergi i berggrunnen?