Hvorfor er kanaler på utslippstoppen, og hva kan gjøres?

Klimagassberegningene utført i forskningsprosjektet Grønn VVS viser at ventilasjonskanaler typisk er en av de tre største enkeltbidragene fra VVS, sammen med sprinklerrør og ventilasjonsaggregater. Det finnes heldigvis mange muligheter for å redusere utslippene, eksempelvis gjennom ombruk, systemvalg, design og layout, eller riktig materialvalg. 

Vi vet at det haster å kutte utslipp, men utviklingen går sakte. Bransjen bør derfor forfølge så mange spor som mulig og jobbe for å skalere de riktige løsningene. Optimalisering av ventilasjonskanaler er et konkret spor, der potensialet er stort.

Avgjørende beslutninger tas i tidligfase

Ventilasjonsanleggets viktigste funksjon er å besørge godt inneklima for brukerne av bygg, og dermed tilrettelegge for god helse og godt arbeidsmiljø. Mengde tekniske installasjoner og kanaler avhenger sterkt av hvilken bruk bygget er tiltenkt og følgelig hvor mye luft som behøves.

Luftmengdebehovet avhenger av mange faktorer som persontetthet, aktivitet, prosesser og overflatematerialer. Særlig bruk av teppegolv medfører økte luftmengdebehov i henhold til Arbeidstilsynets veiledning om Inneklima og luftkvalitet på arbeidsplassen. Ofte kan kjølebehov også være styrende dimensjoneringskriterium for kanaler, da mange bygg kjøles med luft. Kjølebehovet påvirkes da av en rekke tverrfaglige designbeslutninger som tas i tidligfase, som utforming av klimaskall, plassering av glass, type glass og solavskjerming, bruk av bygg og internlaster.

Ovenpå dagens behov legges også ofte en reservekapasitet, i form av overdimensjonering, som skal gjøre anlegget fleksibelt for endringer. Den sterke korrelasjonen mellom tidligfasevalg og behovet for VVS-installasjoner impliserer at VVS-fagfolk bør være med tidlig i prosjekter som premissgivere, og tydeliggjøre effekten av valgene som tas.

Plassering av aggregater og føringsveier har sannsynligvis stor betydning

Plassering av tekniske rom kan ha stor betydning for mengden kanalnett. Generelt vil det være fordelaktig med korte avstander til der det er størst luftmengdebehov. Inndeling i sjakter og plassering av disse har også betydning for antall lengdemeter kanaler. En gjennomtenkt plassering av teknisk rom, sjakter og hovedføringer kan samtidig redusere behovet for inngrep og utskiftinger gjennom byggets livsløp.

Plassering av ventilasjonsaggregater følger litt forenklet to hovedprinsipper: sentralt med store aggregater, eller desentralt med flere små. Generelt gir plassering høyt i bygget kortere føringsveier for inntak og avkast. Og plassering lavt i bygget vil tendere til å ha lengere føringsveier. Det er dermed åpenbart at valg av løsning påvirker materialbruk, men dette synes prosjektspesifikt og bør derfor vurderes i hvert tilfelle.

Bransjepraksiser bør revurderes

Optimal dimensjonering av kanalnett kan utgjøre et stort potensial for redusert materialbruk. Riktig dimensjonering bør både hensynta trykktap, lufthastighet og reservekapasitet. Det er viktig at reelt behov for reservekapasitet blir vurdert i hvert enkelt prosjekt og at det skilles på ulike deler av kanalnettet, opp imot forventet bruk og hvilke fremtidige endringer som er realistiske. Gjøres dette riktig kan tilstrekkelig endringsdyktighet oppnås samtidig som energibruk i drift holdes lavt og materialbruken begrenses.

En annen åpenbar mulighet for optimalisering er å trappe ned kanaler etter behov, og å gå bort fra dagens bransjepraksis som ofte er at store kanaldimensjoner føres hele vegen ut et rettstrekk. Hovedgrunnen til at kanalene ofte ikke blir bygget slik i praksis, er at det går raskere å montere lange kanalstrekk i samme dimensjon, og det er enklere logistisk. Det har også en funksjonsmessig betydning for å bevare statisk trykk. Miljøperspektivet er et argument for å vurdere om dagens praksis bør endres.

Balansering av utslipp fra materialer og energibruk

For ventilasjonskanaler er det viktig å samtidig ivareta energieffektiviteten i anleggene. Større kanaler gir mindre trykkfall og dermed lavere SFP og energibruk til vifter. Energibruken øker også med lengden på kanalnettet, retningsendringer, bend og forgreninger. Energibruk i driftsperioden inngår også i klimagassberegninger for bygninger, og står for store utslipp gjennom byggets levetid. Her bør man altså optimalisere for både materialbruk og energibruk for å finne løsningen med lavest klimagassutslipp samlet sett.

Dette er et paradigmeskifte innen kanaldesign, men det optimale design mht. livsløpsutslipp finnes i krysningspunktet mellom material- og energirelaterte utslipp. Dette kan føre til en revurdering av dagens praksis for kanaldesign. Kanskje bør mer bruk av 45-graders bend og føringer som går diagonalt gjennom aksenettet vurderes. Dette vil kunne gi både kortere kanalstrekk og lavere trykktap, og er etter forfatternes vurdering et undervurdert tiltak, selv om det kan oppleves noe estetisk uvant og uryddig.

Vurdering av alternative kanalkvaliteter

Valg av alternative kanalkvaliteter kan være effektive tiltak for redusert klimapåvirkning, og det kan være gode grunner til å utfordre etablert praksis, som er dominert av «spirokanaler» i galvanisert stål, med udokumentert andel resirkulert metall.

I figur 1 og 2 har vi sammenlignet sirkulære og rektangulære kanalkvaliteter som er aktuelle for bruk i Norge og kun de det finnes gyldig EPD for. Diagrammet viser klimagassutslipp knyttet til utvinning og produksjon av materialene (livsløpsfase A1-A3). For kanaler i galvanisert stål finnes det EPD-er for flere produkter med ulik klimagassbelastning, som er illustrert med søyler for lavest (min) og høyest (maks) utslippsnivå. Produsentnavn er bevisst utelatt, siden vårt fokus er på materialkvalitet.

Tekstilkanaler er ikke tatt med i sammenligningen siden de i liten grad benyttes som tilførselskanaler i bygg. Siden selve kanalen lekker luft, har den heller ingen trykklasse. Produktet er laget for å fungere som en tilluftsenhet i et rom, og er derfor mer sammenlignbare med tilluftsventiler og plenumskamre, og faller som oftest under 364 Luftfordelingsutstyr. Tekstilkanaler er dog laget av lette organiske materialer og kan i et miljøperspektiv være interessante til sitt bruk.

Plastkanaler kan være et alternativ, men er utelatt grunnet at det ikke er funnet EPD-er for større dimensjoner. Store plastkanaler er lite brukt i bygg og er vesentlig dyrere enn spiro. Det finnes løsninger med små dimensjoner som brukes i noen boligprosjekter, men disse er ikke medtatt her.

Sandwichkanaler er heller ikke inkludert i mangel på gyldig EPD. «Isolasjonskanaler» er i denne sammenhengen et annet produkt, med aluminiumsfolie på sidene i stedet for stål, som beskrevet i eget avsnitt lengre ned. EPD-en for sirkulær isolasjonskanal hadde for lite informasjon til å skaleres og er kun medtatt for Ø125.

«Eneste alternativ til stål er bedre stål»

Dette var den litt spissformulerte konklusjonen til masterstudent Eyyubi Paltaci, som skrev sin oppgave «Komparativ studie av miljøvennlige løsninger og materialer for ventilasjonskanaler» for Grønn VVS og Oslo Met i 2023. Han intervjuet 18 bransjeaktører og fant blant annet at brannsikkerhet er et stort hinder for bruk av alternative materialer. I ettertid har det kommet flere alternative stål-kvaliteter på markedet, med lavere klimagassutslipp dokumentert i EPD.

Ombruk er et kjent effektivt tiltak for utslippsreduksjon, som også gjenspeiler seg i EPD med utslipp tilnærmet null. Økt andel resirkulert materiale er et annet tiltak som nå også er dokumentert i EPD for kanaler lagd av 100 prosent resirkulert materiale, som medfører hele 52-75 prosent reduksjon, sammenlignet med jomfruelig stål. Enkelte produsenter jobber også med produkter lagd av stål fra fabrikker som ikke bruker fossilt brensel i produksjonen.

Bruk av rektangulære kanaler bør begrenses

Spirokanaler er fordelaktige fremfor rektangulære kanaler av flere årsaker, inkludert mest effektiv materialbruk og pris. Spirokanaler har den store fordelen at standarddeler leveres ferdige fra leverandør. Deler til spirokanaler er godt utformet strømningsteknisk, noe som gir mindre trykkfall og risiko for støy. Rektangulære kanaler lages derimot på verksted, ofte på særbestilling og antas derfor å ha større svinn i produksjon. Formatet og variasjon i kvalitet, øker videre risikoen for økt trykkfall og støy. Multiconsult anbefaler derfor stort sett å bruke sirkulære kanaler der det er mulig

Kanaler i teknisk rom er ekstra utslippsintensive

Studier utført i samarbeid mellom FoU-prosjektene Grønn VVS og Hybridene indikerer at de store rektangulære kanalene i inntak, avkast og i teknisk rom kan stå for så mye som 40-50 prosent av utslippene fra kanaler i en kontoretasje, og bør følgelig vies ekstra fokus. Funnet overrasket forskerne, men henger sammen med at godstykkelsen er større for store kanaler, enn for mindre kanaler ute i spredenettet. Dette understreker viktigheten av å jobbe systematisk med klimagassberegninger og identifisere de største driverne og følgelig potensialene for utslippskutt.

Sandwich- og isolasjonskanaler er et lite utforsket alternativ

Kanaler i sjakter og tekniske rom er en del av anleggene der bruk av kanaler i isolasjonsmateriale er mer utbredt, ofte med produkter omtalt som sandwich-elementer. Disse kan bestå av enten skum eller mineralull, med tynt lag stål på hver side. Sandwich-kanaler med mineralull har brannklassifisering og er derfor ofte foretrukket. Typisk anvendes disse i store inntak- og avkastkamre. Vi fant kun en utgått EPD for sandwichkanaler, som følgelig ikke er inkludert i diagrammet. Enkle beregninger indikerer at sandwich har et noe høyere utslipp enn galvaniserte stålkanaler, men siden produktet er ferdig isolert har den imidlertid en ekstra funksjon.

Sirkulære kanaler lagd i isolasjonsmateriale har lav materialvekt og vesentlig lavere klimagassutslipp enn de tradisjonelle spirokanalene. Kanalene er i dag lite brukt, men fremstår fra et miljøperspektiv som et interessant alternativ. Det er viktig å merke seg at isolasjonskanaler har en del egenskaper som skiller seg fra spiro, og som vil medføre noen endringer i prosjektering. De ulike faktorene som er mest sentrale er diskutert i påfølgende avsnitt.

Alternativene demper lyd bedre enn metall

Forskjellige kanaltyper har ulike egenskaper når det kommer til lyd. Generelt har rette stålkanaler så lite demping at det er vanlig å se bort fra lyddempingen i lydberegninger. Spirokanaler demper mindre støy enn rektangulære kanaler, som har noe bedre dempingsegenskaper, men gir mer lydsmitte til omgivelsene. Isolasjonskanaler har bedre lyddempingsegenskaper enn stålkanaler og kan leveres med duk på innsiden. Lyddemping i slike kanaler (med duk) kan være så god at antall lydfeller i kanalsystemet kan reduseres. Plastkanaler har også bedre lyddemping enn kanaler laget av metall.

Ferdigisolerte produkter, eller isolasjonsmontasje?

De fleste typer ventilasjonskanaler utenom isolasjonskanaler må isoleres etter montasje. Type isolasjon avhenger av om man isolerer av hensyn til varmetap, kondens eller brannsikring. Isolasjonskanaler er naturlig nok termisk isolerte i utgangspunktet, og har en fordel med mindre vekt og materialbruk enn andre typer ventilasjonskanaler.

Spiro og isolasjonskanaler angivelig like tette

Tetthet i kanalnett klassifiseres i henhold til europeiske standarder. I standardene er det angitt tetthetsklasser fra A til D, der D angir størst tetthet i kanalnettet. Spirokanaler kan holde tetthetsklasse D ved god montasje, og bør holde minimum tetthetsklasse C. Rektangulære kanaler er vanskeligere å holde tette og bør ved tilsvarende god montasje oppnå tetthetsklasse C, med B som minimum. Produsenter av isolasjonskanaler oppgir tetthetsklasse D, mens sirkulære plastkanaler kan oppnå klasse C, og rektangulære plastkanaler tetthetsklasse B eller A. Som for andre ventilasjonskanaler utgjør produksjonsmetode mye for hvilken klasse som oppnås, i tillegg til kvaliteten på montasjen.

Brannsikkerhet begrenser valgfriheten

Dagens bransjestandard og regelverk for brannsikringer legger en del begrensninger på valgmuligheter. Spirokanaler og rektangulære kanaler laget av metall kan i dag benyttes i brannceller og gjennom bygningsdeler med branncellebegrensninger i både trekk ut- og steng inne-funksjon for ventilasjon. Trekk ut-strategi krever brannisolering av avtrekkskanaler, men dette kan fravikes i fullsprinklede bygg (forutsetter fraviksbehandling av brannrådgiver).

Ventilasjonskanaler laget i metall, plast og isolasjonskanaler kan oppnå samme brannklassifisering A2-s1,d0. Forskjellen i brannsikkerhet mellom ulike typer kanaler er krav til ytterligere sikring ved gjennomføring i branncellebegrensende konstruksjoner. Dagens bransjepraksis kan anses som konservativ. Gjeldende regelverk inneholder et mulighetsrom som kan være verdt å utforske. Dette gjelder blant annet klassifiseringskrav til isolasjon som kan benyttes.

Hyppig ombygging er hovedårsak til kort levetid

EPD-er inkluderer levetider, men det er vår erfaring at disse er i liten grad en troverdig kilde til levetider, da det er svært store sprik for tilsynelatende svært like produkter. Dagens kilder for levetider er få og av sprikende kvalitet og dekning. Multiconsult utviklet et nytt sett levetider for VVS-komponenter, som vil bli inkludert som vedlegg til den kommende oppdatering av standarden for klimagassberegninger i bygninger, NS 3720. Og i dette settet for levetider skilles det på levetider for sentrale komponenter (hovedføringer) og i spredenett, samt på bygningskategori.

I GVVS har vi sett at utskifting kan stå for 50 prosent av utslipp knyttet til materialer gjennom en analyseperiode på 50 år. Å velge produkter med lang levetid og å utføre reparasjoner og vedlikehold for å forlenge levetiden vil generelt være effektive tiltak for å redusere klimagassutslippene. Isolasjonskanaler har lavere klimagassutslipp ved produksjon enn stålkanaler, men det virker fornuftig å anta at de tåler mindre ytre påkjenninger. Men det er usikkert hvor mye kanaler som henger høyt oppe, eller er skjult bak en himling, faktisk er utsatt for mekanisk påkjenning. Mer sannsynlig kan det fremstå at stålkanaler er mer egnet for demontering og rengjøring med tanke på ombruk.

I dag er hovedårsaken til utskiftning av VVS-komponenter ombygginger, endret behov og bruk av bygg. I så måte er valg av kanalkvalitet av mindre betydning, siden VVS-komponenter sjeldent blir benyttet helt til de er utslitte eller oppbrukte. Som følge av leietakerutskiftinger er det eksempelvis hyppigere utskifting av VVS-komponenter i kontorbygg, mens i boligbygg beholdes VVS-installasjonene typisk over lengre tid.

GRØNN VVS SEMINAR

Hvor skal bransjen videre?

Trenger insentiver for at det skal monne

Det behøves insentiver for at de mindre utslippsintensive alternativene skal bli brukt i større omfang. Per i dag er de fleste av alternativene dyrere, som kanskje også henger sammen med lite volum. Et argument for å velge de letteste kanalkvalitetene er at montasjetiden kan gå ned, samt det gir enklere transport og logistikk, eksempelvis med isolasjonskanalene som leveres flatklemte. En driver som virkelig kunne satt fart på etterspørselen for slike produkter var om det ble krav til å inkludere VVS i klimagassberegninger i TEK, samt at det settes grenseverdier, slik at prosjektene blir tvunget til å gjøre utslippskutt. Derfor har Multiconsult, sammen med FutureBuilt og Reduzer, arbeidet frem et kravsnivå for VVS til bruk i Zero-metodikken for bygg.

Håper leverandørene vil konkurrere om å kutte utslipp

Erfaringen fra andre produktkategorier er at det å etterspørre EPD-er og klimagassutslipp, medfører en reduksjon i utslipp i det spesifikke prosjekt, uten at det nødvendigvis har andre kostnader enn forespørselen. Videre driver dette leverandørene til å forbedre sine produkter, hvis de fravelges grunnet høyere utslipp enn konkurrentene, som på sikt vil gi en lavere utslipp for alle prosjekter.

Nemitek har tidligere skrevet om hvordan arbeidet med EPD førte til at Novema byttet stålleverandør. Ventistål har også lansert en ny EPD basert på 100 prosent resirkulert stål, samt en EPD for ombrukskanaler. Utslippsverdier fra EPD-en for ombrukte kanaler er 99,6-99,8 prosent lavere enn min- og maks-verdiene for nye stålkanaler. Dette viser viktigheten av å få opp omsetningen på ombruksvarer. Flere leverandører, inklusiv både Lindab og Swegon, jobber også med blant annet fossilfritt stål og sirkularitet. Det finnes altså produkter prosjekter kan velge allerede nå for å redusere utslippene.

I denne artikkelen har vi sammenlignet klimagassutslipp for EPD-ene som er tilgjengelige per i dag. Forfatterne håper dette vil være til inspirasjon for andre, samt at produsentene vil konkurrere om å ha lavest utslipp på sine solgte varer. Dette arbeidet tar derfor sikte på å danne vitensgrunnlag, og slik bidra til at leverandører oppdaterer sine standardprodukter.

Et felles bransjeløft må til!

Det vites ikke om det er mulig å få ventilasjonskanaler ned fra utslippstoppen for VVS. Men posten kan reduseres betydelig med noen enkle og noen mer omfattende grep. På generell basis oppnås lavest mulig klimagassutslipp fra materialer ved å redusere materialmengdene så mye som mulig. Siden CO₂ akkumuleres i atmosfæren og har lang nedbrytningstid, har utslipp som skjer i dag større betydning enn utslipp i fremtiden. Kutt i materialbruk regnes derfor som relativt sikre utslippskutt.

Fakta om Grønn VVS

• Prosjektets mål: Bygge kompetanse, utvikle nye tjenester og dele kunnskap. Vise veien til 50 prosent reduksjon av klimagass fra VVS-installasjoner i forbildeprosjekter
• Prosjektansvarlig: Multiconsult
• Partnere: Armaturjonsson, GK, Höegh Eiendom, KLP Eiendom, OsloMet, Pipelife og Swegon. VKE og FutureBuilt i referansegruppe.
• Varighet: Sept. 2021 - jan. 2025
• Innovasjonsprosjekt i næringslivet, støttet av Norges forskningsråd (NFR)
• Kontakt: Anna Marwig og Anders Liaøy

Når premissene for et bygg er lagt, er dette styrende for behovet for ventilasjonskanaler. Og siden utskiftning utgjør en så stor andel av klimagassutslippene, må kunden bevisstgjøres om strategier for sjeldnere utskiftning av brukere, og følgelig VVS-komponenter. Ombruk er et effektivt miljøtiltak og flere leverandører og ombrukssentraler tilbyr nå ombruksvarer. Det ligger også et stort potensial i optimal kanaldimensjonering, og det er viktig å sørge for gode vurderinger av reservekapasitet. Med den kunnskapen vi har i dag om klimagassutslipp, bør bransjepraksis for nedtrapping av kanaler også vurderes endret. Det er et bransjeansvar å tydeliggjøre konsekvensene av dårlige valg.

Stål er det mest etablerte produktet på markedet og tryggest å bruke mht. brannkrav, men det er ikke dermed sagt at dette ikke bør utfordres. Alternative kanalkvaliteter har en rekke fordeler, har en åpenbar plass i vår verktøykasse og bør vurderes brukt i flere prosjekter. Når det brukes stålkanaler, bør de være ombrukte, med høy andel resirkulert metall, eller produsert av fossilfritt stål.

Til syvende og sist trenger bransjen regulatoriske insentiver, der lavutslippsløsninger får et fortrinn, i TEK, funksjonsbeskrivelser, offentlige anskaffelser, BREEAM og FutureBuilt-prosjekter. Så må leverandørene gjøre det de kan på sin side for å kutte utslipp i produksjon.

Hele bransjen må sammen trå til for å redusere klimagassutslippene knyttet til kanaler. Slik kan vi ikke bare utfordre utslippstoppen i byggeprosjekter, men også gjøre vårt bidrag til å begrense klimaendringene.