Forord. Demonstratorium

Transkript

1 Pixiudgave af Demonstratorium, Projekt til udfoldelse af idéer og visualiseringskoncepter til demonstration af energi og miljø i Naturvidenskabernes Hus. Naturvidenskabernes Hus, maj 2012

2 Forord Denne rapport beskriver i kort form arbejdet med at demonstrere energi og miljø i en bygning for udvalgte brugergrupper fra 2008 til Indsatsen har til formål at understøtte Vækstforum, Energi Midt i megasatsning på energi- og miljøteknologi, herunder indsatsområdet vedrørende energiteknologi i bygninger. Arbejdet omfatter udvælgelse af de bygningselementer, som skal demonstreres gennem forskellige former for visualisering og den efterfølgende videreudvikling, brugertilpasning, kvalitetssikring og implementering af visualiseringerne. Undervejs er der foretaget nye valg af formidlingsmæssige, tekniske og økonomiske grunde frem mod det endelige valg af visualiseringer teknologi og koncept. Endelig er der gjort mange erfaringer med en proces, som ikke har været lineær og rationel, fordi der på flere områder skulle indvindes nyt land. Projektet har på godt og ondt været et udviklingsprojekt. Maj 2012, Søren Chr. Sørensen Naturvidenskabernes Hus, P.E. Eriksens Vej 1, 8850 Bjerringbro Naturvidenskabernes Hus 1

3 Naturvidenskabernes Hus Naturvidenskabernes Hus, Bjerringbro blev bygget for at styrke interessen hos børn og unge for naturfag. Samtidig benyttede bygherre sig af muligheden for at skabe en spændende bygning, hvor installationer og teknologi eksponeres for den besøgende. Det faldt derfor naturligt at gøre bygningen til en demonstration af energi- og miljøteknologi under Vækstforums megasatsning. Valg af bygningselementer og visualiseringskoncept Ambitionen med demonstrationsprojektet er at skabe visualiseringer, så energi- og miljøteknologi i bygningen opleves af den besøgende. Det kræver en særlig indsats, fordi den teknologi, som skaber den ønskede komfort i en bygning ofte er gemt af vejen. Teknologien er usynlig og fungerer diskret. Derfor er det nødvendigt at etablere visualiseringer, som gør det usynlige synligt. I et forprojekt bliver bygningen beskrevet med henblik på at udvælge de bygningselementer, som er mest spændende at visualisere. Samtidig arbejdedes med visualiseringskoncepter, som med IT og medier folder bygningsteknologien ud for udvalgte målgrupper. På baggrund af forprojektets undersøgelser og anbefalinger vælges bygningselementerne: jordvarme, pumper, ventilation, klimaskærm og CTS. Som visualiseringskoncept vælges en storskærmsløsning, som er anvendelig til grupper og enkeltpersoner, baseret på visualiseringsværktøjet InfoGalleri. Skærmløsningen kombineres med plancher, eksponering af den synlige teknologi og eksperimentelle platforme henvendt til gymnasieelever. Formidling til udvalgte målgrupper Formidlingen er målrettet, Unge, som gennem formidlingen for større viden om energi og miljø i bygninger og bliver mere energibevidste brugere af energi. Konkret målrettesvisualiseringen gymnasiets første klasse, hvor eleverne kan anvende de eksperimentelle platforme i undervisningen. Den almindelige borger, som ønsker mere viden om energi og miljø i bygninger. Visualiseringen er sprogligt og indholdsmæssigt målrettet borgeren uden særlige forudsætninger. Ansatte i virksomheder, som kan få viden om teknologgier de selv beskæftiger sig med i samspil med andre teknologier. Udvalgte bygningselementer og deres visualisering Varmepumpe Varmeforsyningen i Naturvidenskabernes Hus kommer fra fjernvarme 70% og jordvarme 30%. Varmepumpens produktion anvendes kun til gulvvarme. Varmepumpen er en jord-til-vand varmepumpe, og forsyningen kommer fra syv lodrette jordboringer, som gør det muligt også at anvende installationen til køling. Naturvidenskabernes Hus 2

4 Varmepumpen er valgt, fordi den i stadig større omfang er et energimæssigt og privatøkonomisk alternativ til fx oliefyret. For elever, som arbejder med naturfag, åbner dens teknologi for undervisning i stoffers faseændring, energikvalitet, energitransport, energilagring og energibalance. Varmepumpen udstilles i husets store teknikrum, hvor en fast skærm giver adgang til InfoGalleri. Her kan vælges, en forside, med grafisk fremstilling af varmepumpen, og realtidsmålinger på varmepumpen og dens omgivelser, en animationsfilm, som forklarer varmepumpens virkemåde, artikler, som uddyber centrale emner om varmepumpeteknologi, grafer, fremstillet på baggrund af loggede data, som beskriver varmepumpens drift. Plancher på væggen i Teknikrummet viser varmepumpens virkemåde og støtter formidlingen af denne. CTS CTS står for Central Tilstandskontrol og Styring. Her foretages automatisk en række målinger af temperatur, luftkvalitet mv. som giver baggrund for automatisk styring af varmesystem og ventilation, så den ønskede komfort opnås med de lavest mulige omkostninger. CTS er valgt, fordi moderne energiteknologi forudsætter styring, også i boliger. CTS-systemet kan iagttages direkte via den skærm og det program husets servicemedarbejder anvender til at programmere systemet, men her møder borgeren uden forudsætninger en kompleks teknikerverden. Visualiseringen af CTS er fysisk etableret i Teknoteket, hvor en skærm giver adgang til InfoGalleri. Visualiseringen tager udgangspunkt i to udvalgte bygningsteknologier, den naturlige ventilation og varmtvandsbeholderen, som fremstilles med særlig fokus på deres behov for styring. Visualisering giver adgang til, en forside, med realtidsmålinger på den naturlige ventilation, herunder hvilke vinduer der er åbne og hvorfor. en forside med grafisk fremstilling af og realtidsmålinger på varmtvandsbeholderen. en animationsfilm, som forklarer CTS virkemåde. artikler, som uddyber centrale emner om CTS Plancher på væggen i Teknoteket understøtter formidlingen af CTS. Ventilation I Naturvidenskabernes Hus anvendes to ventilationssystemer: naturlig ventilation og mekanisk ventilation. Der er en stigende interesse i befolkningen for ventilation, da dette er nødvendigt i nye velisolerede og tætte bygninger, for at sikre den nødvendige komfort og sundhed. Ventilation giver basis for Udvalgte bygningselementer og deres visualisering 3

5 energiberegninger på fx varmegenvinding og bringer naturfaglige problemstillinger frem, som er relevante for undervisningen i gymnasiet. Ventilationen visualiseres i husets teknikrum, det mekaniske ventilationsaggregat befinder sig. Her giver plancher på væggen mulighed for at forklare ventilationsaggregatets opbygning og funktion, og en planche over naturlig ventilation giver mulighed for at sammenholde de to ventilationssystemer. En skærm med InfoGalleri giver adgang til, en forside, med grafiske fremstillinger af mekanisk og naturlig ventilation og realtidsmålinger på mekanisk ventilation, en animationsfilm, som forklarer virkemåde af ventilationsaggregat og ventilationssystem, en animationsfilm, som forklarer den naturlige ventilations virkemåde, artikler, som uddyber centrale emner om ventilation, loggede data, som giver baggrund for grafer, som beskriver systemets drift Klimaskærm Klimaskærmen er betegnelsen for husets afgrænsning i forhold til omgivelserne. Klimaskærmen er indgangen til de mest almindelige overvejelser ejere af bygninger har om fremtidige investeringer i energiforbedringer. Her er emnerne mere isolering, nye vinduer og bygningers tæthed. Med udgangspunkt i klimaskærmen kan arbejdes med grundlæggende forståelse af energiproblematikker, som er relevante i en uddannelsesmæssig sammenhæng. Visualiseringen af klimaskærmen er fysisk etableret på en udvalgt væg i Kreateket, hvor en skærm med adgang til InfoGalleri er monteret. I væg og på glas er monteret temperatursensorer, som måler temperaturfald/stigning gennem væg og glas i rude. På væggen er monteret plancher, som viser opbygning af væg og vindue. Skærmen giver adgang til, en forside med grafik, som viser opbygning af væg og vindue, og med realtidsmålinger fra temperatursensorerne, en animationsfilm, som beskriver opbygning af væg og vindue, artikler, som beskriver de forskellige bygningsmaterialers egenskaber, grafer over de målte temperaturer. Ved skærmen er placeret en mock-up af en let ydervæg, mage til husets væg, hvor opbygning og materialer kan ses i et tværsnit af væggen. Et termografikamera anvendes til at se kuldebroer i væg og vindue. Pumpedemonstrationen Pumpdemonstrationen består af en dykpumpe, som i drift opbygger en vandsøjle på væggen i husets Atrium. Fra vandsøjlen forsynes lejligheder i et modelhus med vand. Udvalgte bygningselementer og deres visualisering 4

6 Dykpumpen kan drives af to cykler med dynamoer, hvorved muskelkraft omsættes til el og herefter til vandsøjle. Dykpumpen kan også drives af en solcelle og en lille vindmølle udenfor huset. På en skærm kan aflæses den energi, som produceres, og der kan skiftes mellem forsyningskilde til dykpumpen. Demonstrationen giver besøgende en god fornemmelse af energibehov til husets forsyning, samt hvad forskellige energikilder kan bidrage med. Lysbordet På lysbordet simuleres de enkelte bygningselementers betydning for husets samlede energibehov. På bordet kan ændres på bygningselementernes energimæssige kvalitet og konsekvensen for hele bygningens energistatus kan aflæses. Hvad betyder det for eksempel for bygningens energiforbrug, hvis isoleringen i væggene tredobles. Er det mere eller mindre energibesparende, end hvis der skiftes til trelagsglas i vinduerne? Lysbordet opererer med følgende parametre, varmepumpe eller fjernvarme, isolering vægge, vinduer, hvilket glas, vinduer eller vægareal, orientering af vinduer mod verdenshjørnerne, antal personer i bygningen, solceller infiltration, ventilation mekanisk eller naturlig, mængde af mekanisk ventilation, belysningsanlæg, Eksperimentelle platforme til gymnasieelever Eksperimentel platform er betegnelsen for en opstilling til naturfaglige forsøg med bygningsteknologi rettet mod gymnasieelever. Som led i demonstrationsprojektet er opbygget følgende platforme: Forsøgsvarmepumper To forsøgsvarmepumper, med vejledninger, som knytter an til husets varmepumpe. Pumper Forsøgsopstilling i trappeskakt med dykpumpe og forsøgsopstilling medforskellige cirkulationspumper. Vejledninger til forsøg med effektivitet og energiforbrug. Klimaskærm Opbygning af k-kasser til forsøg med bygningsmaterialers isoleringsevne. Ventilation Opbygning af mekanisk ventilationssystem med villakomponenter til forsøg med varmeveksleres og ventilatorers effektivitet. Lysbordet 5

7 Proces og valg af samarbejdspartnere Demonstrationsprojektet strakte sig over lang tid, og det viste sig vanskeligt at overskue de udfordringer der var i projektet. Set i bakspejlet ville en gennemgående byggeteknisk sparringspartner have været det rigtige for projektet. Manglen af en sådan, betød at processen ikke blev så lineær og rationel, som den kunne have været. Skiftende tekniske sparringspartnere sikrede projektets fremgang og en lang række virksomheder stillede ressourcer til rådighed i form af rådgivning og produkter. Hovedsamarbejdspartneren var Interactive Spaces, Alexsandra Instituttet. De sikrede idégenerering og visualisering på et professionelt niveau. Proces og valg af samarbejdspartnere 6