Spara och bevara. Disposition. Utmaningar Energioptimering av gamla kyrkor kultur kontra miljö

Transkript

1 Energioptimering av gamla kyrkor kultur kontra miljö Tor Broström Professor i kulturvård vid Uppsala Universitet Campus Gotland Centrum för energieffektivisering i kulturhistoriskt värdefulla byggnader Spara och bevara Disposition 1. Ett helhetsgrepp Energimyndighetens forskningsprogram för energieffektivisering i kulturhistoriskt värdefulla byggnader 2. Inneklimat För människor För bevarande 3. Klimatstyrning och uppvärmning Strategier Tekniska lösningar Utmaningar Komfort för besökare och personal För lite värme För mycket värme 1

2 Långsiktig hållbarhet Bruka och bevara Kulturarv Globalt klimat Hållbar utveckling Ekonomisk hållbarhet Investering Drift Ekologisk hållbarhet Energi Miljö Social hållbarhet Brukande Bevarande Hur ger man råd? Vetenskap och beprövad erfarenhet Kan ett komplext problem reduceras till enkla råd? Varje kyrkobyggnad är unik Olika förutsättningar Kompetens Ekonomi En metodför att arbeta med energieffektivisering i kyrkor Standard 1. Nulägesbeskrivning och besiktning 2. Målbeskrivning 3. Analys och preliminära åtgärdsförslag 4. Handlingsplan 5. Genomförande. Uppföljning 2

3 RF = Relativ fuktighet Ånghalt Mättnadsånghalt RF minskar när temperaturen går upp RF ökar när temperaturen går ner Lufttemperatur Yttemperatur Relativ fuktighet Luftrörelser Föroreningar Ljus Ljud Inomhusklimat Temp RF UPPVÄRMNING VENTILATION FUKTSTYRNING UTOMHUS- KLIMAT INNEKLIMAT BYGGNAD FOLK INREDNING Nulägesbeskrivning Nyttjande Byggnad Värmesystem Inneklimat Energiförbrukning Problem 3

4 Människans krav - komfort Jämn temperatur Luft och yttemperaturer Låga luftrörelser Ren luft Luftfuktigheten har sällan betydelse Människans krav - komfort Komforten beror på: Klädsel Aktivitet Vistelsetid Personliga variationer Människans krav - komfort Det finns inga (svenska) normer vad gäller komfort i kyrkor Temperatur vid förrättning: C Tänk på hur kalla ytor påverkar komforten Undvik drag och ojämn värmetillförsel Människans krav - komfort Klimat för bevarande Biologisk nedbrytning Mekaniska skador Svärtning 4

5 Biologisk nedbrytning Biologisk nedbrytning beror på Mögel Röta Hussvamp Insekter Bakterier Fukt i luft Fukt i material Temperatur Näring Exponeringstid Relativ fuktighet Riskzon Temperatur Ökad mögelrisk i kallare zoner Under golv På vindar Bakom skåp mm Relativ fuktighet Riskzon Mekaniska skador Variationer i relativ fuktighet kan ge upphov till skador på ytskikt samt sprickor i materialet Temperatur Mekaniska skador Mekaniska skador Kortvariga variationer vid tillfällig uppvärmning är OK Säsongsvariationer är OK Stora variationer över några veckor tycks vara mest riskabelt 5

6 Svärtning Luftburna partiklar ansamlas vid en kallare vägg och fastnar där. Åtgärder mot svärtning Minimera luftrörelser Minimera partiklar i luften Placera ej värmeelement under känsliga ytor eller föremål. Materialens krav på inneklimatet För att bevara en byggnad och dess inventarier behöver vi kunna styra både temperatur och relativ fuktighet Stabil RF inom 30%<RF>70% Vid låga temperaturer kan RF vara högre Variationer inom ±% Större avvikelser vid intermittent uppvärmning är OK Relativ fuktighet Temperatur Uppvärmningstrategier Ingen uppvärmning Grundvärme (skyddsvärme) Intermittent uppvärmning Kontinuerlig uppvärmning Zonindelning

7 Ingen uppvärmning RH (%) Temperature (C) Lau Skyddsvärme (Grundvärme) Uppvärmning för att bevara byggnaden och dess inventarier. Styr RF med hjälp av värme Komforten är inte det primära målet Date Skyddsvärme Skyddsvärme Jämn värmebelastning över hela året Låga innetemperaturer Skyddsvärme Jämn värmebelastning över hela året Låga innetemperaturer Värmepump passar bra för skyddsvärme Permanent uppvärmning Temperatur Relativ fuktighet 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb

8 Permanent uppvärmning Intermittent uppvärmning Temperatur ( C) Intermittent uppvärmning Luft Träföremål Låg grundtemperatur Värmen slås på inför förrättning Temperatur ( C) Intermittent uppvärmning Luft Träföremål Relativ fuktighet (%) Träföremål Luft Tid (timmar) Tid (timmar) Tid (timmar) oja405.opj Temperatur ( C) Intermittent uppvärmning Tid (timmar) Luft Träföremål God komfort Skonsamt inneklimat Låg energiförbrukning Temperatur ( C) Intermittent uppvärmning Tid (timmar) Luft Träföremål God komfort Skonsamt inneklimat Låg energiförbrukning Kräver hög effekt Hög fast kostnad

9 Vart tar värmet vägen? Sänk förrättningstemperaturen 22 Temperatur Timmar Sänk förrättningstemperaturen 22 Temperatur Zonindelning värm upp del av kyrkorummet C ger 25%! 4 C ger 50%! Timmar Låg temp. Hög temp. Zonindelad intermittent uppvärmning Kombinera bänkvärme och strålvärme Låg kostnad Skonsamt inneklimat 9

10 Avfuktning Sorptionsavfuktare ( Munters ) Ventilation Kondensationsavfuktare Ventilation behövs huvudsakligen för att reglera fukten i kyrkan Ventilation vid fel tillfälle kan tillföra fukt Ett sätt att kontrollera RF Man ventilerar när ånghalten ute är mindre än inne. Liten energiförbrukning Smart ventilation Styrd ventilation och solenergi

11 Val av värmesystem Den typiska landsortskyrkan Intermittent uppvärmning Låg temperatur eller ingen värme alls mellan förrättningar Värmelast vid intermittentuppvärmning Effekt(kW) Värmelast Varaktighet (tim) Effekt (kw) Kostnader Intermittent uppvärmning Vi behöver en låg effektkostnad Effektkostnad Energi Duration (h) 11

12 Zonindelad strålvärme Mobil värmeanläggning Luftvärmepump för skyddsvärme Luftvärmepump för skyddsvärme Utvärdering i Ludgo kyrka Hur påverkas inneklimatet? Energiteknisk utvärdering? Estetiska aspekter Värma eller avfukta?

13 Skyddsvärme eller avfuktare? Skyddsvärme eller avfuktare? Beror på byggnadens egenskaper och nyttjande Jämfört med direktverkande el har avfuktning alltid lägre energiförbrukning Skyddsvärme med värmepump har jämförbar energiförbrukning Energioptimering av gamla kyrkor kultur och miljö Tor Broström Frågor? 13