Hva om et betongbygg kunne varme opp seg selv mens det bygges? Med strøm, fjernvarme eller annen miljøvennlig varme? Og hva om du kunne få rissfri støp på plattendekker og stålkontroll på herding av støp – uansett vær og temperatur? Se hva en betongentreprenør i Lofoten og forskere i SINTEF holder på med.
Kortversjon: Varmesystem for betongelementer, med innstøpte rør for vannbåren varme i prefabrikkerte betongelementer. Gir varme til kontrollert herding ved støping på bygget, samt umiddelbar tilgang på innebygget byggvarme gjennom hele prosjektet. Utviklet av Betong & Entreprenør AS i Lofoten, sammen med SINTEF.
English summary: What if a concrete building or other construction could heat itself while being built? Using electricity, remote heating or other “green” heating? And what if the same system could provide crack-free concrete and full control on hardening – no matter the weather or temperature? This is now being made a reality by norwegian concrete contractor Betong & Entreprenør AS in Lofoten, along with scientists from SINTEF.
Forskere i SINTEF i Narvik har bistått gründerbedriften Betong & Entreprenør AS i Loften med å utvikle et nytt produkt basert på plattendekker betongelementer, hvor væskeførende varmerør legges inn i elementet under produksjon. Det fremkommer i en pressemelding fra SINTEF.
Produktet kalles VIP-element. Hovedformålet er å endre den kalde overflaten på plattendekket til en varmekilde mens elementene støpes sammen på byggstedet i kaldt klima.
Nei, VIP har ingenting med very important person å gjøre. Det er navnet Betong & Entreprenør AS har satt på produktet, som en forkortelse av Væskebåren varme I Prefabrikkerte betongelement.
Varme i byggeperioden
– Som en positiv bieffekt leverer rørene varme til bygget i byggeperioden, erstatter andre midlertidige oppvarmingsløsninger og kan fungere som varmekilde gjennom hele byggets levetid, skriver SINTEF.
Den store fordelen med systemet er at det kan benyttes i hele byggefasen av prosjektet. Det blir etablert ved oppstart, og man trenger ikke å tilføre hverken andre maskiner eller energikilder før bygget er klar til overlevering.
– Vi ser på å videreutvikle systemet til å kunne være en del av oppvarmingen av bygget i hele byggets levetid. Det blir en fase to av prosjektet. Tanken vår er at oppvarming blir en integrert del av leveransen rundt et råbygg. Alt klargjøres i forbindelse med produksjon av betongelementene ved fabrikken. Selve rørkretsene vil kobles til på byggeplass og kan også styres individuelt, sier Betong & Entreprenør AS på sin egen webside.
El- og fjernvarme – dropper diesel
Opprinnelig skulle energien til varmerørene komme fra høyeffektive, dieseldrevne industrielle varmesystemer. Nye nasjonale forskrifter forbyr – som vi vet – fossilbaserte brenselssystemer for bygninger i byggeperioden etter januar 2022.
– Vi har utforsket grønne varmekilder, og funnet ut at VIP-systemet potensielt kan kombineres godt med varmesystemer drevet av biodiesel, hydrogen og ammoniakk, samt elektriske varmesystemer som varmepumper og fjernvarme, sier Betong & Entreprenørs prosjektleder Tommy Holan.
HeatWork i Narvik, som fra før leverer høyeffektive dieselvarmere, har tatt dette på alvor og utviklet en ny undersentral for fjernvarmesystemer, som VIP-prosjektet står klar til å teste ut når muligheten åpner seg. Det samme gjelder deres elektriske mobile varmekraftverk, som skal være klart for lansering høsten 2022. Denne utviklingen foregår som en del av utviklingen av miljøvennlig byggvarme Heatwork gjør under navnet CliWi – en forkortelse for «Climate Winner.
Nå gjenstår det bare at tiltakshavere sørger for at strøm og fjernvarme legges inn i tomta fra dag én.
Bedre kvalitet på betong
Når det brukes etter hensikten, løfter det nye systemet kvaliteten på betongen og reduserer herdetiden. Gjennom utredning og bruk av disse løsningene blir veien til en bærekraftig fremtid for betongstøping i arktisk klima tydeligere.
PEAB Bjørn Bygg AS har i vår fått systemet demonstrert på et kaiprosjekt tilhørende Hotel Richard With i Stokmarknes.
– Vi er svært godt fornøyde med prosess og resultat etter utførelsen på kaidekket. Metoden har vist en klar fordel med hensyn til kvalitetskontroll og fremdrift i prosjektet. Potensialet for vinterarbeid med betongkonstruksjoner med denne løsningen er åpenbart stor, sier produksjonsleder Tore H. Strand i PEAB Bjørn Bygg.
– At man også kan benytte de allerede innstøpte rørene som grunnlag for oppvarming og uttørking i videre byggeprosess er en åpenbar tidsfordel, og vil gi en ryddigere byggeplass med mindre behov for eksempelvis kabler og varmeovner. En stor del av riggarbeidet vil også være utført i en tidlig fase av prosjektet, sier Strand.
VIP-systemet kan også komme til nytte i regioner hvor høye temperaturer er problemet, siden det også kan transportere kjølig væske.
Varme til kaistøp vinterstid
Første storskala produksjonstest ble gjort i samarbeid med PEAB Bjørn Bygg i Stokmarknes i januar, hvor støpingen av kai og grunnflate til Hotel Richard With ble en suksess.
Kretsene som ble realisert var strukket til det maksimale og forholdene var vindfull med en temperatur på rundt 0° C, og omtrent fem cm snøfall natten før støping.
Denne testingen førte til flere svært viktige funn:
- Systemet tinte opp snø og is og sørget for god forvarming av elementene før støp.
- Den væskebårne varmen, i kombinasjon med tradisjonelt godt håndverk, bidro til en effektiv herding med rissfri overflate og rask styrkeutvikling. Folk kunne gå på overflaten morgenen etter.
- Store mengder data ble samlet inn gjennom logging av væske- og herdetemperaturer, dieselforbruk, klimatiske forhold og strømning og trykk i kretsene. Dette blir analysert i detalj og vil resultere i forbedrede anbefalinger for fremtidige design.
- Systemet må forbedres for å tillate individuell strømningskontroll av alle kretser. Vil gjøre forskjellig lengde på kretser innen samme system mulig. Dermed kan man også bruke færre rør, samt få en optimal bruk av varmekilden.
– Testen av VIP-elementene bekrefter at systemet er dobbelt så effektivt som tilsvarende bruk av overflatelagt væskebåren varme, som allerede er bransjens suverent beste løsning sammenlignet med alternativene, sies det i pressemeldingen fra SINTEF.
Temperatur ved støping av betongelementer
VIP-elementet kan gi energieffektiv temperaturkontroll ved støping av betongelementer. Systemet er ikke begrenset til noen varme-/energikilde, og væsken kan derfor varmes opp av alle tilgjengelige grønne drivstoffløsninger.
– Vi har en tydelig målsetning om å være i front av det grønne skiftet, og VIP-elementene er et svært kraftig verktøy når vi og våre kunder i neste omgang skal benytte lavkarbonbetong på byggeplass. Lavkarbonbetong er som kjent også lavvarme-betong, og dermed ekstra ømfintlig for våre lave temperaturer, sier adm.dir. Trygve Nilsen i Betong & Entreprenør.
– Hvilket annet system kan levere energiøkonomisk varme til denne miljøvennlige betongen, spør han retorisk.
Bruken av VIP-elementer på kaia til Hotel Richard With resulterte i betong av høy kvalitet uten tegn på riss, og med kort herdetid de klimatiske forholdene tatt i betraktning.
– Framover vil det også være potensial for videreutvikling av systemet, blant annet med prefabrikkerte vegger og bjelker, forteller SINTEF-forsker Isak Langås.
Prosjektet kom i gang ved at Betong & Entreprenør så et behov knyttet til det grønne skiftet, tok kontakt med SINTEF via Betongklyngen CIC og fikk hjelp med å organisere finansiering, igangsettelse og gjennomføring. Langås i SINTEF vil gjerne ha kontakt med flere lyse hoder i bygge- og anleggssektoren, som er motivert av det grønne skiftet.
Betongentreprenør i nord i 30 år
Betong & Entreprenør AS har vært entreprenør i Nord-Norge siden 1983, og har lang erfaring med vinterdrift. I likhet med bransjen ellers har selskapet med base i Kabelvåg utgifter og utfordringer knyttet til vinterhalvåret. Tradisjonelle metoder for snørydding, snøsmelting og oppvarming før støp er både ressurskrevende og kostnadsdrivende.
– Dette var noe vi ønsket å gjøre noe med. Vi ønsket å utvikle en løsning som var mer tids- og kostnadseffektivt enn dagens, som sikret en god herdeprosess ved støpning og gav synergier i form av besparelser for både oss og kunden. Ikke bare i anleggsperioden, men også i videre drift, sier Trygve Nilsen.
Utviklet og testet i Nord-Norge
I 2020 søkte Betong & Entreprenør om tilskudd fra Innovasjon Norge. Det ble avtalt med PEAB Bjørn Bygg å prøve ut systemet på byggeplass. Først på prosjektet Nordbyen i Tromsø, og deretter på kaibyggingen nevnt over.
– Testprogrammet ga oss mye verdifull data. SINTEF fikk temperaturdata fra oppvarming, støpe og herdefasen, og fikk laget en simulator som gjenskaper temperaturdataene vi samlet inn ved hjelp av Smartrocksensorer. Resultatene så langt ser svært lovende ut, sier Trygve Nilsen i Betong & Entreprenør.
For selskapet har det vært en spennende utviklingsperiode. Nilsen er glad han og resten av gjengen i Kabelvåg faktisk kan skape stor innovasjon i bygge-bransjen, og samtidig bidra med store miljøtiltak.
