Dagens bygninger planlegges for et klima som ikke lenger finnes

– Vi simulerer morgendagens bygninger med gårsdagens klima. En bygning som prosjekteres i dag skal fungere i 2050, 2070 og gjerne lenger. Avstanden mellom klimaet vi regner med og klimaet bygningen faktisk vil oppleve, kan bli over et halvt århundre, sier professor Thomas K. Thiis ved NMBU.

Alle som prosjekterer en ny bygning i dag, bruker en såkalt typisk meteorologisk årsserie – en «værfil» satt sammen av historiske måledata for å beregne energibehovet i bygningen. Problemet er at værfilene som brukes til energisimulering i Norge i dag er basert på perioden 1991–2020. Det betyr at filen kan inneholde data som er over 30 år gamle. Når bygninger som prosjekteres i dag har en levetid på 50–100 år, og klimaet er i endring, betyr det at vi bruker feil inngangsdata.

– Vi burde bruke fremtidige klimadata for å si noe om hvordan bygningene faktisk vil prestere energimessig, sier Thiis.

Sammen med kollega Arnkell J. Petersen fra NMBU og forskere fra Universitetet i Coimbra i Portugal, har han utviklet fremtidige værfiler for hele Europa – og for alle kommunene i Norge. Med disse er det mulig å beregne hvilket klima bygninger vil møte flere tiår fram i tid.

Forskerne håper at byggebransjen vil bruke disse fremtidsfilene når de planlegger nye bygninger.

Utslippsscenario blir en designbeslutning

Et sentralt poeng forskningen er at valget av utslippsscenario ikke lenger bare er et spørsmål for klimaforskere – det blir en beslutning i byggeprosjektet.

– Om du dimensjonerer for et lavutslipps- eller høyutslippsscenario kan påvirke hvilke løsninger du bør velge, for eksempel for solskjerming og kjøling. Det er i praksis en risikovurdering byggherren må ta stilling til, sier førsteamanuensis Arnkell J. Petersen.

Studien viser at temperaturendringene ikke er jevnt fordelt gjennom året. For eksempel øker månedsmiddeltemperaturen i Oslo mest om vinteren, men lite om sommeren. Siden mesteparten av energibehovet i norske bygninger går til oppvarming, betyr dette at selv en moderat endring i årsmiddeltemperatur kan gi en forholdsmessig stor endring i energibehovet.

– Det er lett å tenke at noen grader i snitt ikke betyr så mye, men når oppvarmingen er konsentrert til årstiden da energiforbruket er størst, slår det kraftig ut i beregningene, sier Thiis.

Testet betydningen for norske bygninger i praksis

Forskerne har brukt de fremtidige værfilene til å simulere norske bolig- og kontorbygninger i Kristiansand, Oslo, Trondheim og Tromsø. Disse byene representerer fire ulike klimasoner.

Resultatene er tydelige: oppvarmingsbehovet synker i alle byer og under alle utslippsscenarier, med størst reduksjon mot 2080. Men kjølebehovet øker. I kontorbygninger i de sørligste byene kan økningen i kjølebehov faktisk overgå besparelsen i oppvarmingsbehov, slik at det totale termiske energibehovet øker.

For boliger uten mekanisk kjøling – som er normen i Norge – viser simuleringene at antall timer med innetemperatur over 26 grader øker kraftig. I Oslo kan antallet mangedobles mot slutten av århundret under høyutslippsscenarier. I Tromsø, som i dag knapt har timer over denne grensen, begynner overoppheting å bli synlig i simuleringene for første gang.

– Overoppheting i boliger har fått for lite oppmerksomhet i norsk byggeregulering. Resultatene våre viser at dette vil bli et reelt komfortproblem, særlig i Sør-Norge, sier Petersen.

Mer isolasjon er ikke nødvendigvis svaret

Forskerne testet også hva som skjer om man reduserer isolasjonstykkelsen med 5 cm. Overraskende nok ga dette bare marginale endringer i det totale energibehovet sammenlignet med klimasignalet.

– Det betyr ikke at isolasjon er uviktig, men det tyder på at den ekstra gevinsten av enda tykkere vegger avtar – særlig når det samlede energibehovet uansett domineres av klimaendringen, sier Petersen.

For kontorbygninger kan ekstra isolasjon til og med virke mot sin hensikt om sommeren, fordi den holder varme inne hvis ikke bygningen er tilstrekkelig avskjermet mot sol. Forskerne argumenterer for at designfokuset bør dreies fra ensidig vinteroptimalisering mot helårsytelse – med vekt på solskjerming, ventilasjonsstrategi og kjølekontroll.

Fra klimamodeller til byggeprosjekter

Forskerne har utviklet en metode som kombinerer historiske værdata med klimamodellenes framtidssignaler. Resultatet er framtidige værfiler klare til bruk i vanlige simuleringsverktøy. Altså fremtidige meteorologiske år i tillegg til typiske meteorologiske år. Bare klimamodeller som gjengir europeiske forhold tilfredsstillende, er brukt i datasettet.

De fremtidige værfilene bygger videre på forskernes tidligere arbeid, der de laget typiske meteorologiske årsserier for over 5 000 steder i Europa.

Forskerne mener framtidige klimadata bør inngå i tidligfaseprosjektering av nye bygg. Valg av solskjerming, glassarealer, ventilasjonsstrategi og kjøleløsninger kan påvirkes av hvilket klimascenario bygningen dimensjoneres for.

Alle de norske filene er tilgjengelig gratis via nettsiden klimadataforbygninger.no
Alle de europeiske filene er tilgjengelig gratis via nettsiden Climatedataforbuildings.eu

Mer info finnes også i NMBU-rapporten Fremtidige meteorologiske år (FMY) for Norge: Klimadata til beregning av bygningers fremtidige energibehov

Arbeidet er finansiert av NVE (Norges vassdrags- og energidirektorat). Meteorologisk institutt og Skanska Teknikk har deltatt i prosjektets referansegruppe.