Växtväggar som funktionellt system inomhus
– En studie av kyleffektbehov, inomhusmiljö och kostnadsbesparing med hjälp av växtväggen som finns i byggnaden på Teknikringen 78A
Plant walls as a functional indoor system
–
A study of cooling effect, indoor environment and cost cutting by using the plant wall in the building at Teknikringen 78AFörfattare: Wanda Francis Niusha Rafinia
Uppdragsgivare: Vertical Plants System AB
Handledare: Ola Weister, Vertical Plants System AB Reza Forouzesh Asl, KTH ABE
Examinator: Per Roald, KTH ABE
Examensarbete: 15,0 högskolepoäng inom Byggteknik och Design Godkännandedatum: 2017-06-22
Serienummer: BD2017;49
Sammanfattning
Växtväggen i byggnaden på Teknikringen 78A var en utgångspunkt i detta examensarbete där ett samarbete mellan KTH, Vertical plants system och examenstagare skedde. Arbetet gick ut på att undersöka växtväggen och studera olika påverkande faktorer. I dagsläget är det väldigt många faktorer och grundkällor som påverkan miljön vi lever i, inom byggbranschen sker dagligen utsläpp av farliga föroreningar som påverkar miljön och försvagar naturen. Av detta skäl valdes en
miljövänlig alternativ lösning att studeras, nämligen växtväggar inomhus.
För att ge en enkel förståelse för läsaren av rapporten har arbetet börjats med en internationell jämförelse mellan tre ledande företag inom området för växtväggar vars unika system undersöktes.
Dessa tre var Nedlaw, Naava och Vertical Plants System AB.
Därefter studerades olika miljöcertifieringssystem från SGBC och valet hamnade på BREEAM-SE.
BREEAM-SE ett system som behandlar frågor inom såväl energianvändningen och
inomhusluftkvalitet som är två betydande faktorer som påverkas av en växtvägg. Studien gick ut på att undersöka olika indikatorer inom områden och växtväggens förmåga att bidra vid poänggivning vid certifiering av en byggnad.
Vidare gjordes en djupgående studie på kyleffektbehovet i byggnaden på Teknikringen 78A med olika mätvärde från företaget som monterade växtväggen i byggnaden samt fastighetsägaren Akademiska hus. Med hjälp av mätvärden kunde en slutsats dras om att växtväggar verkligen har ett märkbart kyleffektbidrag i byggnaden som i sin tur medförde en sänkning av kyleffektbehovet med minst ca 10% utan fläkt och ca 20% med fläkt. Därtill presenterades resonemanget om sänkning av
ventilationsrörens dimension i byggnaden för att undersöka om man kan få ut ekonomiska- och
miljöbesparingar med hjälp av en växtvägg eller inte. Resultatet visade att man kan spara upp till 36%.
Slutligen utfördes en studie på alla för- och nackdelar av växtväggar inomhus med huvudfokus på växternas miljö- och hälsoeffekt i allmänhet. Detta gjordes mot bakgrunden att det faktiskt saknas tillgång till en detaljerad information och kunskap om växtväggar trots stor efterfråga i marknaden.
Resultatet av studien visade att växter i sig innehåller många fördelar på det fysiska och psykiska hälsan, miljön och på samhället i stort. Tillika visade det sig att en växtvägg uppfyller en betydande estetisk funktion i en lokal.
Rapporten avslutades med en sammanställning av alla resultat kring de olika delarna som
presenterades i arbetet. Slutligen visade det sig att en växtvägg är en livslång investering på hälsan och miljön som bör beaktas oftare och bli större inom en bransch som denna då bygg står för utsläpp av många miljögifter.
Nyckelord
Växtväggar, växter, miljöcertifieringssystem, BREEAM, kyleffekt, kyleffektbehov, ventilationssystem
Abstract
The plant wall in the building at Teknikringen 78A was a starting point for this project, where collaboration between KTH, Vertical plants and examiners took place. The main focus was about exploring the plant wall and studying various influencing factors. There are many factors and sources that affect the environment we live in. Within the construction industry, daily emissions of hazardous pollutants affect the environment and diminish nature. For this reason, an environmentally friendly alternative solution like indoor plant walls was chosen to be studied.
To provide a simple understanding for the reader of this report, work has begun with an international comparison of three leading companies in the field of plant walls whose unique systems were investigated. These three were Nedlaw, Naava and Vertical Plants System AB.
Thereafter, various environmental certification systems were studied from the SGBC and the choice ended at BREEAM-SE. BREEAM-SE is a system that treats areas such as energy and indoor air quality issues, which are two significant factors influenced by a plant wall. The study was about investigating different indicators in areas and the plant wall's ability to contribute to scoring for the certification of a building.
In addition, a thorough study of the cooling efficiency requirement was made in the building at
Teknikringen 78A with different measurement values from the company that mounted the plant wall in the building and the property owner Akademiska hus. Using measurements, a conclusion could be drawn that plant walls really have a noticeable cooling effect contribution in the building, which in turn resulted in a reduction of the cooling efficiency requirement by at least about 10% without fan and about 20% with fan. In addition, the reasoning was presented about reducing the ventilation pipes dimension in the building to investigate whether or not to obtain economic and environmental savings using a plant wall. The result showed that you can save up to 36%.
Finally, a study was conducted on all the benefits and cons of indoor plant walls, with focus on the environmental and health effects of the plants in general. This was done by the fact that there is actually no access to detailed information and knowledge of plant walls despite high demand in the market. The result of the study showed that plants in themselves contain many benefits to physical and mental health, the environment and society. Additionally, it appeared that a plant wall fulfills a
significant aesthetic function in a local area.
This report was completed with a summary of all results about the various parts presented above.
Finally, it turned out that a plant wall is a lifelong investment in health and the environment and should be considered more often and become larger in an industry like this, since buildings branch is a brunch were a lot of emissions released into the environment.
Keyword
Plant walls, plants, environmental certification system, BREEAM, cooling effect, cooling efficiency requirement, ventilation system
Förord
Detta examensarbete utfördes som ett avslut på studierna från högskoleprogrammet Byggteknik och Design vid Kungliga tekniska högskolan. Arbetet skrevs på uppdrag av Vertical Plants System AB under vårtermin 2017 och omfattar 15 högskolepoäng.
Vi vill rikta ett stort tack till Per Magnus Roald som är examinator från KTH som bidrog till mycket hjälp genom arbetets gång.
Vi vill även tacka Ola Weister handledare från företaget Vertical Plants System AB och Reza Forouzesh- asl handledare från KTH för all hjälp, stöd, energi och tid ni la ner på oss.
Dessutom vill vi rikta ett allmänt tack till ARC och alla från CAS men specifikt Linda Söderlindh för att ha hjälpt oss med korrekturläsning av arbetet m.m. Samt ett stort tack till Anneli Lindholm, Anders Tjernell, Proffesson Shaofang Gong och Zeev Bohbot för er tid att besvara frågor och för de lärorika och intressanta diskussioner vi har haft.
Sist men inte minst vill vi tacka varandra för ett smidigt, intressant och väl strukturerat samarbete som var väldigt lärorikt och givande.
KTH, Juni 2017
Wanda Francis & Niusha Rafinia
Ordlista
VOC – Volatile Organic Compound och står för flyktiga organiska ämnen.
SGBC – Sweden Green Building Council är en svensk förening som samlar nationella och internationella organisationer och certifieringssystem.
BREEAM-SE – Det är en svenskanpassad version av det brittiska miljöcertifieringssystemet BREEAM.
Indikator – De aspekter som framgår i manualen inom ett certifieringssystem och anger poängfördelningen vid certifiering.
CO2 – Den kemiska gasen koldioxid.
OS-teknologi – Teknologi baserat på ett operativt system.
INT – Internet of things
Innehåll
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Syfte ... 1
1.3 Målformulering ... 1
1.4 Frågeställning ... 2
1.5 Avgränsningar ... 2
1.6 Lösningsmetoder ... 2
1.6.1 Deskription - Kvalitativ metod ... 2
1.6.2 Kvantitativ metod ... 2
1.6.3 Literaturstudier ... 2
2 Nulägesbeskrivning ... 4
2.1 Vertical plants system project - Consolidated report ... 4
3 Teoretisk referensram ... 5
4 Faktainsamling ... 7
4.1 Fördjupning av faktainsamling inom lösningsmetod ... 4
Intervju... 7
Enkät. ... 7
Arbetsplatsundersökning ... 7
Litteraturstudie ... 7
Mätdata. ... 7
4.2 Skötsel och underhåll. ... 8
5 Internationell jämförelse ... 9
5.1 Nedlaw ... 9
5.1.1 Nedlaws växtvägg system ... 9
5.2 Naava ... 11
5.2.1 Naava OS-teknologin system ...11
5.3 Vertical Plants System AB ... 12
5.3.1 Från passiva till aktiva växtväggar ...13
6 Miljöcertifieringssystem - BREEAM ... 15
6.1 Hälsa och innemiljö ... 15
6.1.1 Möjlighet till naturlig ventilation ...15
6.1.2 Luftkvalitet inomhus ...15
6.1.3 Flyktiga organiska föreningar VOC ...16
6.1.4 Ljudmiljö ...16
6.2 Energi ... 16
6.2.1 Energianvändning ...16
6.2.2 Energiförsörjning med låga koldioxidutsläpp och Kylförvaring ...16
7 Studie av kyleffektbehovet i Teknikringen 78A ... 17
7.1 Kyleffektbehov ... 17
Genomförande av studie ... 17
7.2 Hypotes: rör reduktion med 10-20%... 18
8 Varför växtväggar inomhus? ... 19
8.1 Fördelar ...19
8.1.2 Luftfuktighet ...21
8.1.3 Ljuddämpning ...22
8.1.4 Estetisk funktion ...23
8.1.5 Hälsopåverkan ... 25
8.2 Nackdelar ... 25
9 Analys ... 26
9.1 Ledande inom växtväggar ...26
9.2 Certifieringssystem – BREEAM ...26
9.3 Studie av kyleffektbehovet i Teknikringen 78A ... 27
9.3.1 Hypotes: rör reduktion med 10-20% ...27
9.4 Varför växtväggar inomhus? ... 27
10 Slutsats ... 28
11 Rekommendationer ... 29
Referenser ... 30
Bilagor ... 33
Bilaga 1- Intervjuer ...33
Bilaga 2- Enkät, Undersökning om växtväggar ...34
Bilaga 3- Enkät resultat ...35
Bilaga 4- Mätvärden av kyleffektbehov från Akademiska hus ...38
Bilaga 5- Mätvärden från Vertical plants system AB ...47
1
1 Inledning
1.1 Bakgrund
Intresset för en mer hållbar miljö och renare luft både inomhus och utomhus är en fråga som har väckts i hela världen. Syftet med att arbeta miljöförebyggande är att de kommande generationerna kan ta del av en bättre miljö. Majoriteten av européerna anses spendera upp till 90 % av sin vardag
vistandes inomhus antingen på kontor, hotell, restaurang, hemma eller i skolan (European Commission, 2016 Studier har visat att kvaliteten på inomhusluften har en större vikt på
människohälsan jämfört med utomhusluften och att inomhusluften är sämre än utomhusluften vad gäller luftkvaliteten (luftkvalitetskontroll, 2017). Förorenad luft inomhus står som åttonde riskfaktor för sjukdomar med tillhörande dödsfall på 2.7% och upp till ca 4 % i utvecklingsländer, vilket uppskattas vara bakgrunden bakom 1.5-2 miljoner dödsfall årligen (Erswhitebook, 2017).
Det har forskats på åtgärd för att lösa miljö- och hälsoproblem, bland dessa åtgärder var att tänka grönt. Detta gjordes genom att plantera gröna tak och gröna väggar. Som en lösning har konceptet för växtväggar inomhus tagits fram då växter i allmänhet är kända för att öka luftkvaliteten och förbättra innemiljön i en fastighet. Ett av de stora svenska företag som själva har genomfört egna studier för att medverka i detta koncept är Vertical plants system.
Växtväggar har funnits i Sverige sedan många år tillbaka och intresset för just växtväggar inomhus har ökat under de senaste åren. Dock är det väldigt många som än idag saknar tillräckligt mycket kunskap om växtväggar, dess funktioner och för- och nackdelar.
För att belysa växtväggens funktioner har olika delar presenterats i detta arbete. Bl.a. studerades dess påverkan på miljöcertifiering av en byggnad och reduktion av energiförbrukning med hjälp av kyleffekt.
1.1 Syfte
Syftet vid valet av examensarbetet var att hitta en miljövänlig och långsiktig lösning på dagens miljöutmaningar och reducera en del av utsläppen av miljögifter från byggbranscher. Detta för att säkerställa förbättrade miljöförhållandena till kommande generationerna.
1.2 Målformulering
I detta examensarbete kommer en jämförelse att utföras mellan tre ledande företag som forskar i området för växtväggar inomhus. Syftet med detta är att undersöka olika studier som har genomförts för de olika systemen för ökad kunskap men även en bild av en ”perfekt” växtvägg.
Vidare kommer miljöcertifieringssystemet BREEAM-SE att studeras i samspel med växtväggar. Krav på de olika indikatorer och aspekter gällande inomhusluftkvalitet och energi kommer att lyftas upp.
Detta kommer att göras för att undersöka hur en växtvägg bidrar till poäng vid certifiering av en byggnad.
Dessutom kommer en studie av kyleffekten och avdunstning av vatten specifikt på växtväggen som i dagsläget finns uthyrd av fastighetsägaren Akademiska hus, i KTH campus på Teknikringen 78A, Stockholm att utföras. Därtill kommer fokus ligga på det ekonomiska perspektivet i mindre skala vilket är att studera en hypotes om att dimensionera ner byggnadens ventilationsrör med 10-20%.
Sist men inte minst kommer växtväggens för- och nackdelar presenteras djupgående. Härav följer det att allmänheten ska få en ökad förståelse för vad det innebär att ha en växtvägg i sin anläggning och vilka nyttor man kan dra av det. Slutsatserna dras utifrån verkliga, beprövade och väldefinierade mätvärden.
2 1.2 Frågeställning
Frågorna som valdes att besvara är följande:
- Hur kan en växtvägg inomhus påverka miljöcertifiering?
- Varför vill man investera i en växtvägg inomhus?
- Kan man spara på miljö- och ekomiska aspekterna genom att spara på energiförbrukningen inomhus med hjälp av en sådan vägg?
- Går det, genom att installera en växtvägg, minska dimensionen för ventilationsrör med 10-20%?
1.3 Avgränsningar
Rapporten har avgränsats till att studera inomhusmiljön och energiförbrukningen av en växtvägg i byggnaden på Teknikringen 78A som företaget Vertical plants system är ansvarig över. Därtill kommer en avgränsning gällande miljöcertifieringssystem att göras. Eftersom det finns många olika certifieringssystem har denna rapport avgränsats till BREEAM-SE certifieringssystem. För ytterligare avgränsningar har kraven för miljöcertifieringen begränsats till inomhusluftkvalitet och energi.
1.4 Lösningsmetoder
I detta avsnitt ges en översikt över tillvägagångssättet som användes för att uppnå de uppsatta målen för examensarbetet. För att besvara frågeställningen och få fram den information som behövs har litteraturstudier, intervjuer och enkäter genomförts.
Figur 1.1. Arbetsgång vid bearbetning av lösningsmetoder
1.6.1 Deskription - Kvalitativ metod
Deskription är en metod som beskrivs i boken Vetenskaplig metod som en modell som har utnyttjas empiriskt och som ger ett övergripande och generell perspektiv gällande bl.a. människors upplevelser och/eller egna erfarenheter inom ett område. Metoden i sig självt innebär att man får en överskådlig bild av något så stort som ämnet i examensarbetet genom att undersöka helheten av ett objekt och systematisera samt kategorisera in fakta som inhämtats (Ejvegård, 2009). I arbetet har
semistruktuerade intervjuer utnyttjas som en kvalitativ metod och som innebär en intervju med en person i taget. Fördel med metoden är möjligheten att utföra en öppen dialog där svaren blir mer utförliga jämfört med t.ex. enkäter som kan misstolkas. En del av frågeställningarna besvarades via
3 mejl i form av en-vägs kommunikation och två-vägs meddelanden. Problemet med en-vägs
kommunikationen är den att det tar lång tid att få ett svar över mejl men är en bra metod som man kan använda för att hitta rätt kontaktperson. Två-vägs meddelande är effektivare och lättare där svar fås snabbare och chansen för missförstånd är mindre, dock är det inte alla företag som använder sig av tjänster som chatt.
1.6.2 Kvantitativ metod
I boken Vetenskaplig metod beskriver Ejvengård metoden kvantifiering som en vetenskaplig metod för insamling av mätbar data då det är den enklaste metoden för numerisk undersökning. Fördelen med metoden är att det är relativt enkelt att analysera, jämföra och statistikföra samt behandla ett större perspektiv där resultaten är valida, reliabla och opartiska (Ejvegård, 2009). I detta examensarbete genomfördes enkäter som besvarades av 30 blivande arkitekter, detta för att sammanställa olika respondenters svar på frågor relativa till rapportens frågeställning.
1.6.3 Literaturstudier
Den största delen av metodvalet var att utföra litteraturstudier i form av bearbetning av rapporter, tidigare skrivna examensarbete och elektronisk inhämtade faktakällor, dels för att få några av rapportens frågeställningar besvarade men även för insamling av grundläggande teori.
4
2 Nulägesbeskrivning
Vertical Plants System AB är ett företag i Norrköping som har arbetat med gröna väggar i inomhusklimat från år 2000. Växtväggar från företaget används på olika sätt såsom dekoration i kontor, rumsavdelare och för att fylla tomma ytor med levande dekorationer. Förutom den estetiska bakgrunden för växtväggar uppfyller de även andra funktioner. Funktionerna är bl.a. att förbättra inomhusmiljö genom att rena inomhusluften, dämpa ljud och fukta luften.
Företaget har hyrt ut en växtvägg av storlek 3x12m till KTH campus på Teknikringen 78A och står som ansvariga för denna än idag. I dagsläget har växtväggen utrustats med två sensorer som mäter vattennivån i tanken och CO2/partiklar. Inom en snar framtid har företaget en avsikt att utrusta väggen med flera sensorer som mäter fler indata samt med en fläkt. Vidare vill företaget utföra flera studier på just denna vägg då den är bland deras största växtväggar som är placerad i en stor anläggning.
2.1 Vertical plants system project - Consolidated report
Företaget Vertical Plants System har utfört vid 2014 egna studier i samarbete med Linköpings universitet tillsammans med professorn Shaofang Gong och hans forskargrupp
från kommunikationselektronik på Institutionen för teknik och naturvetenskap, ITN. Studien
genomfördes i form av en laboration där en prototyp av en växtvägg i storlek 200x200cm placerades i ett isolerat växthus vars storlek är 406x203x223cm. Växthuset består av väggar i materialet plast (PC) och aluminium profiler. Växthuset har försörjts med fem olika sensorer som mätte olika parametrar i luften vilka är temperatur och luftfuktighet, CO2, VOC samt partiklar (PM). Studierna på denna växtvägg gav ett resultat som dokumenterades i form av en vetenskaplig rapport, diagram och grafer.
5
3 Teoretisk referensram
Växtväggen i KTH campus på Teknikringen 78A uppfyller många funktioner förutom att ge ett vackert estetiskt särpräglat drag till byggnaden. Dessutom är växtväggen bra för inomhusluft och miljö i stort samt bidrar till bättre hälsokvalitet jämfört med andra skolor. Med tanke på att många studenter i en skola upplever stress kan en lugnare plats öka fokus på bl.a. studierna då är det ett smart drag att investera i en växtvägg som minskar stress och ger en förbättrat hälsa (Naava 1, 2017). I processen för examensarbetet har mätvärden tagits från företaget Vertical plants system egen informationsbank, anledningen var att studera växtväggens påverkningar på inomhusklimatet. Företaget har genomfört och forskat kring området för växtväggar i form av vetenskapliga rapporter, internet of things for remote monitoring and control of green walls samt Vertical plants system project - Consolidated report. Information har även tagits från Europeiska miljöbyråns vetenskapliga rapporter där informationen har använts för att hitta olika föroreningars effekt på miljön.
Vid analys och bearbetning av stor mängd information är det av stor vikt att ha fördjupade kunskaper inom området. Förutom detta är det ytterst väsentligt att ha en bakgrund inom området för teknik och design som är relevant för arbetet då problem och analyser uppstår under arbetets gång. Efter att ha gått den treåriga utbildningen på byggteknik och design med inriktning mot produktion och
organisationsekonomi har relevant kompetens inskaffats inför skrivandet av detta examensarbete.
Anledningen till att arbetet bedöms som en C-kursrapport är dels den nödvändiga, fördjupade arbete som behöver utföras och dels för att man nu har fått mer detaljerade mätvärden som man kan bearbeta.
Som tidigare nämnts har kunskaper inhämtats från utbildningens gång och några kurser var mer relevanta än andra, dessa har gett en grundläggande kompetens för ett likartat examensarbete.
AF1711 Byggteknik 2, byggfysik och materiallära som handlar om sambandet mellan materialens struktur och deras egenskaper. (KTH 1, 2012)
AF1721 Miljö- och arbetsvetenskap som handlar om aktuella miljöproblem, miljötekniker och lagstiftningsfrågor samt miljöcertifieringar. (KTH 2, 2016)
HS1013 Installationsteknik och energi som innehåller grundläggande kunskaper för
dimensionering av installationssystem för värme, vatten och ventilation samt energi-, miljö- och klimataspekter. Dessutom innehåller kursen information om projektering och design av byggnadsinstallationer. (KTH 3, 2012)
Av BREEAM-SE manualen togs indikatorerna inom de två utvalda områden (energi och hälsa och inomhusmiljö) och dess syfte som bearbetas senare under arbetsgången (SGBC, 2016). Följande information användes:
Möjlighet till naturlig ventilation
“Syfte - Stimulera till att möjliggöra genomströmning av luft i naturligt ventilerade byggnader och ge flexibilitet i mekaniskt ventilerade och komfortkyla byggnader.”
Luftkvalitet inomhus
“Syfte - Minska risken för ohälsa på grund av dålig kvalitet på inomhusluften.”
Flyktiga organiska föreningar VOC
“Syfte - Stimulera till en hälsosam inomhusmiljö genom att inomhus välja ytskikt och inredningar med låg emission av flyktiga organiska föreningar.”
Ljudmiljö
“Syfte - Säkerställa att ljudmiljön i byggnaden uppfyller lämplig nivå efter dess ändamål.”
6 Energianvändning
“Syfte- Stimulera till att byggnader utformas så att energibehovet för värme, komfortkyla, varmvattenberedning och fastighetsdrift blir minimalt.”
Energiförsörjning med låga koldioxidutsläpp och Kylförvaring
“Syfte- Minska utsläpp av växthusgaser genom att utnyttja lokalt producerad energi från förnybara
källor.”
“Syfte med kylförvaring- Främja installation av energieffektiva kyllagringssystem för att minska byggnadens utsläpp av CO2.”
7
4 Faktainsamling
4.1 Fördjupning av faktainsamling inom lösningsmetod
Intervju
Intervju genomfördes med professorn Shaofang Gong som är forskaren från Linköpingsuniversitet och INT, internet of things, som har forskat inom växtväggar av Vertical plants system. Detta gjordes för att komplettera rapporten med information. Arkitekten Zeev Bohbot som även är lärare vid kungliga tekniska högskolan intervjuades att undersöka hans kunskap och intresse för växtväggar utifrån en arkitekts perspektiv. En ytterligare intervju gjordes med företagsägaren och VD, Ola Weister, från Vertical Plants system som är uthyrare för växtväggen i byggnaden. Detta för att så svar inom växtväggens konstruktion, information om företaget och hjälp med eventuella frågeställningar och önskemål.
Vidare har kommunikation via e-post och chatt med olika parter såsom Naava, Nedlaw, SGBC, Akademiska hus har gjorts. Syftet bakom detta var dels att få direkt återkoppling till en ansvarig och dels för att få en del frågor gällande frågeställningarna besvarade.
Enkät
En enkätundersökning för blivande arkitekter genomfördes vars syfte var att få en statistik över deras kunskap och intresse för växtväggar i dagsläget och i framtiden. Målgruppen var arkitekter i den här studien då det är ofta de som kommer på förslaget om växtväggar inomhus som en del av designen.
Arbetsplatsundersökning
Ett besök till företaget Vertical Plants system har gjorts för att samla information gällande
växtväggens uppbyggnad och struktur. Det har även gjorts ett labbesök till Linköpings universitet, Campus Norrköping där en prototyp av en växtvägg beundrades. Avsikten med besöket var att öka förståelsen för hur laborationen genomfördes och förstå innebörden av de olika mätningarna.
Litteraturstudier
Arbetet innefattar värden och resultat tagen från företagets egen informationsbank. Vid jämförelse av företag har information tagits från företagens egna hemsidor:
- www.nedlawlivingwalls.com - www.naava.io
- www.verticalplantssystem.se
I detta examensarbete har artiklar använts från olika högskolor publikationsdatabas DIVA och detta för att få inspiration till struktur, uppbyggnad och faktakällor.
För informationssamling och faktakällor har det även använts olika databaser vilka var:
- www.scopus.com - www.ebscohost.com - www.webofknowledge.com - www.google.se
Mätdata
Till rapporten har mätdata inskaffats av Akademiska hus gällande kyleffektbehovet i byggnaden på Teknikringen 78A med syftet på att kunna genomföra en studie på hur växtväggen påverkar byggnadens kyleffektbehov.
8 4.2 Skötsel av växtväggar
Under begreppet för skötsel ingår en del varierande moment, vad som ingår och till vilken kostnad beror på typen av växtväggen och växterna. Bland de befintliga arbetsmoment som är generella vad gäller växtväggar finner man alltifrån beskärning, tillsyn av bevattningspump och omplantering av växter till beställning av nytt växtmaterial. Bakom dessa arbetsmoment ligger en gemensam faktor vilket är att det tar tid att utföra.
Växters skötselfrekvens beror på många olika faktorer som t.ex. växttyper och arter. Vissa arter kräver oftare beskärning dels för att föryngras eller ändra riktningen som växterna utvecklas i och dels för att de börjar växa utanför växtväggens begränsade yta. Andra växter växer långsammare, en kombination av långsam- och snabbt växande växter kräver skötsel av den ena sorten mer än den andra. För att effektivisera detta är det allstå smartast att använda sig av växter som växer i samtidigt. En annan påverkande faktor vid beskärning är växtväggens syfte. Alltså om en växtvägg är menad för att uppfylla en hög estetisk funktion där störst vikt ligger på utseendet är skötselfrekvensen högre och därmed krävs det mer regelbunden tillsyn (SLU, 2015).
En påverkande faktor på växternas funktioner och egenskaper är givetvis dess förmåga att ta upp föroreningar och leverera fräsch luft. För att detta ska vara möjligt krävs det att klyvöppningarna är öppna, mer om detta redovisas i kapitel 8. När damm samlas på växter täpps dessa klyvöppningar och växternas föroreningsupptag förmåga försvagas men även tillväxten försämras. Därför är det viktigt att i jämna mellanrum torka bladen med en fuktig trasa från damm och skadade blad rensas kontinuerligt.
Detta är svårare när det kommer till växtväggar. Istället utrustas de flesta växtväggar med automatiskt bevattningssystem, näringstillförsel och belysning som minimerar skötselbehovet (HIG, 2011). En viktig aspekt vad gäller skötselfrekvens är att ge växterna i en växtvägg tillräckligt med utrymme att växa i.
Bland de aspekter som beror skötselfrekvensen är växtväggens konstruktion och substrat. Bland de förekommande konstruktionerna är filtmattor som fästs på en platsskiva på väggen. Växterna planteras i det yttersta lagret där rötterna sprids. Fördelen hos denna konstruktion är att man inte behöver byta ut hela grundlagret utan räcker med att byta enskilda växter var för sig.
Vad gäller substratet är det olika aspekter som studeras såsom PH-värdet, substratets vikt, porvolym och porstorleksfördelning samt luft och vattenhållandeförmåga. En vanligförekommande sådan är mineralull eller stenull (SLU, 2015). Dock behöver dessa bytas ut efter en viss tid. Hur ofta dessa behöver bytas ut beror till största del på växtvalet då vissa växter växer snabbare och kräver mer utrymme för rötterna än andra.
En ytterligare faktor vad gäller skötsel är växtväggens storlek och tillgänglighet (SLU, 2015). I vissa fall kanske räcker det med en person som står på marken och sköter om växtväggen men i andra fall krävs det en stege eller lyft. Detta i sin tur kan vara tidskrävande. För att undvika ett tidsslöseri är även här
växtvalet avgörande.
Skötselintensitet avgörs av hur många arbetstimmar som läggs vid skötsel. En del av skötseln är tidsbestämd och som innebär t.ex. justering av näringstillförsel, nedklippning av övervintrande växter och ev. nyplantering tidigt på våren. Annan skötsel som ogränresning och beskärning är oberoende av tid och därför är av mindre vikt (SLU, 2015). Totala nedlagda arbetstimmar leder till arbetskostnader, dock är majoriteten av företagen som hyr ut växtväggar har denna tjänst som en del av
hyreskostnaderna för beställaren.
9
5 Internationell jämförelse
Bland de stora företagen som har genomfört studier inom växtväggar finner man Nedlaw från Kanada, Naava från Finland och Vertical Plants System AB från Sverige. Nedan presenteras en jämförelse mellan dessa företag och deras system samt en liten undersökning av deras studier. Syftet med jämförelsen är att bilda en uppfattning för de olika systemen och dra nytta av forskningsresultat.
5.1 Nedlaw
Nedlaw är ett företag som är etablerat i Kanada vars lösningar för växtväggar inomhus är
vetenskapsbaserad. Företaget har gjort flera laboratorieexperiment och undersökningar om effekten från växtväggar på inomhusklimat och luftkvalitet. Företagets system grundar sig på tre beprövade teknologier vilka är biofiltration, fytoremediering och hydroponics i ett speciellt system för att hantera problem med inomhusluftkvalitet med hjälp av växtväggar (Nedlaw1, 2017).
Den första tekniken är biofiltrering där luftreningen sker genom att luften som innehåller föroreningar passerar genom ett biologiskt aktiv område. Det biologiskt aktiva område innehåller mikrober vars funktion är att avlägsna föroreningarna från luften. Andra tekniken är fytoremediering som med hjälp av gröna växter påskyndar processen för återvinning av förorenad jord. Detta sker med växternas rotsystem som hjälper till att underlätta den mikrobiella aktiviteten och säkerställa friska och aktiva mikrober. Genom att kombinera processerna för biofiltrering och fytoremediering avlägsnar VOC effektivare och upp till 90 % (Nedlaw2, 2017). Den tredje tekniken är hydroponics som normalt har använts vid plantering av livsmedelsprodukter. Eftersom växtväggar är vertikala sker hydroponics vertikalt (Nedlaw3, 2017).
5.1.1 Nedlaws växtvägg system
Nedlaw har tagit fram ett koncept som bygger på att byggnadens installation kopplas med växtväggen så att ett luftbehandlingssystem erhålls. Luftbehandlingen sker med hjälp av växternas rotzon som drar till sig föroreningar i luften, ren luft fördelas därefter till hela inomhusutrymmet. Luftbehandlingen innebär att fläkten drar det förorenade luften vidare genom växterna, där växtzonens mikrober äter upp föroreningarna som deras matkälla. För att maximera effekten på luftkvaliteten tvingar systemet aktivt luften genom rotzoner. Figur 5.1 nedan är en illustration av ett växtväggssystem från Nedlaw och hur luften tas upp och distribueras (Nedlaw2, 2017).
Figur 5.1. Konstruktionen bakom Nedlaw Växtvägg system.
Hämtad från: http://www.nedlawlivingwalls.com/wp-content/uploads/NLW-8-page-Brochure-with-Gallery-04.17.pdf
Vidare är systemet utrustad med en fläkt vars funktion är att utgöra ett cirkulationssystem där den filtrerade, rena luften cirkuleras i byggnaden. Figur 5.2 nedan visar hur fläkten funkar och hur den
10 sedan transporterar upp luften i systemet. Nedlaws växtväggar kan helt och hållet ersätta mekaniska ventilationssystem i en byggnad där växtväggen fungerar som ventilationssystem. Nedanstående figur 5.3 visar fördelningen av den rena luften i en byggnad med hjälp av en växtvägg (Nedlaw4, 2017).
Figur 5.2Vertical Hydroponic Plant Wall (FAN)
Hämtad från: http://www.nedlawlivingwalls.com/wp-content/uploads/NLW-8-page-Brochure-with-Gallery-04.17.pdf
Figur 5.3 Fördelning av den rena luften.
Hämtad från: http://www.nedlawlivingwalls.com/wp-content/uploads/NLW-8-page-Brochure-with-Gallery-04.17.pdf
Bevattningssystemet är ett återvinningssystem där vattnet cirkulerar i ett omlopp vilket innebär att vattnet från en vattentank pumpas upp vertikalt i systemet med hjälp av en pump. Sedan bevattnas växterna med hjälp av flera små kranar. Vatten som inte tas upp av växterna rinner tillbaka till en bassäng tillsammans med föroreningarna som samlats på växterna. Därefter renas vattnet och skickas tillbaka till vattentanken som visas i figur 5.2.
Biofiltersystemet i sig kräver energiingång åt vattenpumpar, fläktar och ljus åt växterna. För varje m2 växtvägg åtgår 120W energi som ger tillräckligt luft för 5 personer, vilket innebär att ca 24W energi per person behövs. Enligt studien Nedlaw genomförde på sina växtväggar har resultat visat att man kan energieffektivisera genom att använda sig av naturliga ljuskällor. Med naturlig ljus förväntas energi åtgången gå ner till 5W per person, detta innebär att systemet är 80% till 95% mer
energieffektivt jämfört med vanliga ventilationssystem (Nedlaw4, 2017).
11 5.2 Naava
Naava är ett finländskt företag som startade år 2011, sedan dess har de forskat inom området växtväggar inomhus. De har upptäckt ett eget system som är NASA-inspirerad och utrustad med en
“smart” operativsystem, OS-teknologi. Vidare har de gjort sina egna studier om hur växter påverkar människan, hälsan, ekonomin och luften för både inomhus- och utomhusmiljön. Deras produkt är växtväggar inomhus i olika storlekar och design krukor. Växterna som används vid dekorationen av väggarna är noga utvalda bland enbart 33 växtsorter där alla är allergifria.
5.2.1 Naava OS-teknologin system
OS-teknologin som Naava använder sig av i sina system består av olika steg som innefattar alltifrån upptag och förorenad luft till leverans av ren, färsk luft. Tekniken medför en växteffekt som är 100 gånger effektivare än vanliga krukväxter, detta görs med hjälp av en biotranformation (Naava2, 2015).
Systemet är utrustat på så sätt att luftströmningen genom den speciella jordlösa växt underlaget effektiviserar luftreningen märkbart.
Först i systemet sker upptag av luften med hjälp av växterna. Detta upptag sker genom fotosyntes i första hand, senare sugs luften in genom en odlingsbädd. Mikroberna i odlingsbädden har en funktion att ta upp föroreningar när luften passerar rotsystemet och använder dessa som sin föda.
Odlingsbädden är en icke traditionell sådan och saknar jord, istället får rotsystemet växa i oorganiskt tillväxtmedium med näringsämnen. Se figur 5.4 nedan för ökad förståelse om odlingsbädden och dess effekt för luftreningen.
Figur 5.4. Odlingsbädd från Naavas “smart växtvägg”.
Hämtad från: http://www.nyteknik.se/innovation/usa-far-finska-grona-vaggar-6819878
Vidare kompletteras systemet med en ljudlös fläkt vars funktion är att pumpa ut det rena och fuktiga luften. Till skillnad från de andra två systemen sitter fläkten högst upp på växtväggen där den rena luften pumpas ut.
Ytterligare är systemet byggd med tillhörande sensorer som finns placerade på växtväggen.
Sensorernas uppgift är att mäta 14 olika faktorer bl.a. VOC-halten, CO2-halten, vattennivån i tanken och luftfuktigheten. Systemet är även utrustat så att växtväggens funktioner styrs med hjälp av Naavas OS artificiella intelligent styrning. Som ett tillägg på växtväggen finns det ett fjärrstyrningssystem som skickar information om utomhusklimatet med hjälp av satelliter. Växtväggen ska förutse påverkan av utomhusklimatet på inomhusklimatet, t.ex. om det är för varmt utomhus att det kan påverka
inomhusklimatet så ska växtväggen se till att använda sig av mer vatten så den inte dör ut.
12 Sensorerna mäter alltså olika funktioner hos växtväggen dessa kan följas upp i realtid av olika parter såsom beställare men även av ett serviceteam från företaget. Med hjälp av trådlöst internet kan informationen från växtväggen skickas till olika medier för exempel surfplattor och mobiler. Syftet med detta är att främst få en notifiering vid uppkomst av problemsituationer men även en möjlighet att följa upp olika värden för allmän information.
Figur 5.5. Naava smart växtvägg.
Hämtad från:https://www.naava.io/hubfs/Naava%20produktbroschyr.pdf
5.3 Vertical Plants System AB
Vertical plants system är ett svenskt företag som har tagit fram ett eget koncept för aktiva och passiva växtväggar. Företaget startade år 2000 och utvecklade sig uppåt till att de i nuläget gör egna
forskningsinsatser inom området för växtväggar. Företaget har monterat väggar i flera delar av Sverige men även i Norge och har en vision att växa inom Europa men även i världen med mer aktiva väggar som är enkla att leverera och montera, säger Ola Weister (Intervju med Ola Weister, 2017). Vertical plants system har en lång erfarenhet av växtväggar och traditionell växtinredning och jobbar med allt ifrån fönsterväxter till stora träd inomhus samt utomhus.
Växtväggarna från företaget har till skillnad från de två andra företagen, en unik struktur för sina väggar. De har tagit fram ett koncept för strukturen som innebär att det första lagret som ska ligga mot väggen är av tät plåt därpå placeras en byggplast som är fuktisolerande och sist tilläggs stenullsplattor.
I stenullsplattorna planteras växter enligt en specifik design som skall uppfylla en estetisk funktion. Se figur 5.6 och 5.7 nedan som visar mer djupgående hur planteringen sker i stenullsplattorna och hur växtväggen sätts ihop till ett.
13
Figur 5.6. visar växterna innan de monteras på växtväggen.
Foto: Wanda Francis & Niusha Rafinia
Figur 5.7. visar en växtvägg i design skedet när växterna tas upp och planteras på stenullsplattorna.
Foto: Wanda Francis & Niusha Rafinia
Precis som hos Nedlaw och Naava används även här växternas kraft till att kyla och rena luften från föroreningar samt säkra en förbättrad inomhusluftkvalitet. Växtväggen från företaget förutses med en cirkulerande bevattningssystem som är miljövänlig och ger näring åt växterna. För en effektiv rening har växtväggarna från företaget utrustats med tolv sensorer som mäter olika indata som t.ex.
vattentemperatur, luftfuktighet, CO2 och mikropartiklar. Dessutom har de gjort studier på sensorer som sitter på växtväggen och som har i uppgift att möjliggöra automatisk styrning av bevattning, luftflöde och belysningen med hjälp av det trådlösa nätverket. Syftet med sensorerna är att mäta och styra energiförbrukningen i byggnader och stadsmiljöer för att minska på ventilation och kyla och spara pengar (Intervju med Ola Weister, 2017).
5.3.1 Från passiva till aktiva växtväggar
Företaget Vertical plants system hade tidigare monterat enbart passiva växtväggar som saknar fläkt.
Passiva växtväggar har samma funktioner som kommer att presenteras i rapportens kapitel 4 – fördelar, dock inte lika effektiva som aktiva växtväggar. Aktiva växtväggar har utrustats med en tyst fläkt som har en stor betydelse för växtväggens olika funktioner, därför har företaget undersökt fläkten och började använda sig av den.
Aktiva växtväggars rotsystem fungerar som ett filter och som tillsammans med fläktar tar upp
förorenad luft som effektivt bryter ner föroreningarna. Kombinationen av fläkten och rotsystemet hos växtväggarna har bättre upptag av föroreningar som VOC, damm och mikropartiklar jämfört med konventionell ventilation (Vertical plants system1, 2017).
En inbyggd fläkt i växtväggar har visat sig vara elva gånger effektivare och snabbare vid sänkning av partiklar och damm från luften jämfört med passiva väggar. Dessutom ger en aktiv växtvägg från företaget en 100% upptag av VOC från luften som är elva gånger effektivare och snabbare än passiva
väggar (Consolidated report, 2015). En ytterligare fördel med dessa växtväggar är dess ljuddämpnings effekt som har betygsatt klass A vilket är det högsta absorptionsklass (Akustikverkstan, 2015). Se nedanstående figur 5.8 där det framgår en förklarande bild av ovannämnda värde.
Figur 5.8. Vertical Plants System mätvärde. Hämtad från: http://verticalplantssystem.com/vi-erbjuder/
6 Miljöcertifieringssystem - BREEAM
I dagsläget är det många aktörer inom byggbranschen som är intresserade av att få sina byggnader miljöcertifierade. En sådan miljöcertifiering innebär att byggnaden får ett högre värde men även ett bevis på bättre miljö- och byggnadskvalitet, detta innebär att byggnadens miljöprestanda finns tydligt presenterad. För att få en byggnad godkänd vid certifieringen krävs det att byggnaden uppfyller en del krav, ju fler krav byggnaden uppfyller desto fler poäng och högre betyg uppehåller det.
För svenska standarder har en ideell förening startas där flera företag och organisationer anslutit sig själva som medlemmar, föreningen är Sweden green building council, SGBC. Föreningen arbetar förebyggande med motivation för grönt byggande och utveckla ett miljö- och hållbarhetsarbetet i branschen (SGBC, 2016). Internationella företag och organisationer såsom LEED, BREEAM m.fl. har gjorts om av SGBC så att deras krav är anpassade till svenska standarder. Varje system fokuserar sig på olika områden, konceptet för BREEAM är den mest relevanta för arbetet just därför valdes systemet för att studeras vidare.
BREEAM är ett miljöcertifieringssystem som tog fart i början av 1990- talet i Storbritannien och är världsledande samt störst i Europa (BREEAM, 2017). 2013 grundades BREEAM-SE som är en svensk version och är medlem i SGBC som betygsätter byggnader utifrån tio områden där varje område innehåller flera indikatorer. Indikatorerna finns definierade i BREEAM-SE manualen i form av prestandamål och bedömningskriterier, vid uppnådda prestandamål erhåller byggnaden poäng och därefter bestäms ett betyg. De olika betygen en byggnad kan få är Pass, Good, Very Good, Excellent eller Outstanding (SGBC, 2016).
Bland de tio områden finns det två områden som är relevanta att studera för byggnader med
växtväggar, dessa områden är “hälsa och innemiljö” och “energi”. BREEAM-SE manualen studerades och resultat samt slutsats drogs utifrån egna antaganden om hur växtväggar kan påverka en byggnad vid poängsättningen.
6.1 Hälsa och innemiljö
I detta område beaktas inomhusmiljön utifrån olika indikatorer såsom inomhusluftkvalitet, tillgång till dagsljus, legionella, termisk komfort m.m. Här presenteras de indikatorerna som anses ha en koppling med växtväggar och på vilken sätt växtväggar påverkar poängsättningen vid indikatorerna.
6.1.1 Möjlighet till naturlig ventilation
För att uppfylla syftet och få poäng för denna indikator i BREEAM-SE behöver olika rum/kontor i byggnaden få tillförsel av naturlig ventilationsstrategi på något sätt, men främst genom öppningsbara fönster. Vid poängsättning av denna indikator kontrolleras luftflödet genom den öppningsbara fönsterarean som minst ska vara 5% av rummets golvarea.
Växter i allmänhet är det som relateras till vid tal om frisk luft, därför är större mängder av växter i form av bl.a. växtväggar inomhus är meriterande i frågan om naturlig ventilation. Växtväggar kan hjälpa till att få ökad frisk luft och i sin tur hjälper till en byggnad att få poäng inom denna indikator.
6.1.2 Luftkvalitet inomhus
I denna indikator presenteras kravet på en bra inomhusluftkvalitet där luften ska vara fri från föroreningar. Detta kan uppnås med hjälp av ett bra ventilationssystem som renar luften. CO2 är en förorening i luften som BREEAM-SE beaktar vara ohälsosam och som bör reduceras inomhus.
Enligt resultatet som visas i fördelarna framgår det hur växtväggar påverkar CO2-halten i luften och vilken effekt det kan bidra med. Växtväggar absorberar föroreningarna från luften och använder det
som föda och tillbaka fås enbart ren och frisk luft. Det som även är känd hos växter är att fotosyntes kräver CO2 för att fullgöras. Med detta sagt kan växtväggar bidra till poänggivning inom indikatorn för luftkvalitet inomhus.
6.1.3 Flyktiga organiska föreningar VOC
Bestämning av VOC-halten enligt BREEAM-SE utgår av t.ex. byggfärger och produkter vid träkonstruktioner och träpaneler. Den här indikatorn visar hur viktig VOC nivån i en byggnad är.
Enligt professor Gong studie(2014) verkar växtväggen effektivt vid upptag av VOC från luften.
Eftersom den här punkten undersöker VOC av produkter och material är växtväggar inte
poänggivande än. I framtiden kanske BREEAM-SE tar hänsyn till växtväggars påverkan av VOC vid poängsättning av denna indikator då effekten är så betydande för inomhusmiljön.
6.1.4 Ljudmiljö
Poäng för denna indikator ges beroende på byggparametrarnas ljudklass nivå som minst ska ligga på C-nivån. Växtväggar påverkar inte direkt på själva indikatorn med eftersom växtväggar har en ljuddämpningseffekt kan de ge ett indirekt bidrag vid poängsättningen. För att växtväggar ska bli mer och mer populära med tiden kan de möjligtvis ljudklassas i framtiden och på så sätt bidrar med poäng till byggnaden.
6.2 Energi
Området beaktar energin utifrån olika indikatorer såsom energianvändning, utomhusbelysning, kylförvaring m.m. Nedan presenteras de indikatorerna som anses ha en koppling med växtväggar och på vilken sätt växtväggar påverkar poängsättningen vid indikatorerna.
6.2.1 Energianvändning
För att få poäng i den här indikatorn undersöks den procentuella förbättringen av byggnadens energiprestanda. Från studien av kyleffekt som presenteras i kapitel 7 bidrar växtväggar till
energibesparing och på så sätt kan en byggnad få poäng. Det vill säga att en växtvägg inomhus hjälper med att sänka kyleffektbehovet.
6.2.2 Energiförsörjning med låga koldioxidutsläpp och Kylförvaring
Indikatorerna ovan handlar om reducering av CO2 och kyleffekt samt förnybar energikälla. Som förklarades tidigare är växtväggar en källa för energibesparing i form av dess förmåga att avge kyla.
Växtväggar tar upp CO2 från luften vilket bidrar med att belastningen av CO2 från installationerna minskas. Av detta skäl kan en växtvägg hjälpa till mer poäng i certifieringen. En förnybar energikälla är bl.a. solpaneler som tillsammans med växtväggar hjälper till att vinna fler miljöpoäng.
7 Studie av kyleffektbehovet i Teknikringen 78A
7.1 Kyleffektbehov
Kyleffektbehov i en byggnad är en nödvändighet för att öka inomhusluftkvalitet oavsett vilken årstid det gäller. Även under de kallaste vinterdagarna behöver luften inomhus förses med en del kyleffekt dock inte lika mycket som på somrarna. Dålig inomhusluft på vintrarna beror på att värme alstras från människorna som rör sig inomhus, detta i sin tur leder till att inomhusluften värms upp och behovet av komfortkylan ökas. När inomhusluften värms upp sänks luftkvaliteten, det blir kvavt och många bakterier förökar sig. Med hjälp av kyla reduceras risken för uppkomst av dålig inomhusluft. Till att motverka uppvärmning av inomhusluften har fastighetsägare för byggnaden Teknikringen 78A installerat ett ventilationssystem som är CO2 baserat. Detta innebär att kyleffekten regleras beroende på CO2-halten i byggnaden som är en relativ enkel mätningsmetod och som är beroende av bl.a. antal personer som befinner sig i byggnaden. Det vill säga att ventilationssystemet ger mer kyleffekt vid behov.
Ett av målen i detta arbete var att studera kyleffekten av växtväggen som finns monterad i byggnaden på Teknikringen 78A. Syftet med studien var att undersöka om växtväggen hjälper till att reducera energianvändningen genom att bidra med en kyleffekt och påverka kyleffektbehovet i byggnaden eller inte. Visar växtväggen en positiv effekt på kyleffektbehovet i byggnaden skall studien kompletteras med en hypotes om reduktion av ventilationsrör, då bidrag av kyleffektbehov i byggnaden innebär sänkning av ventilationsbehov.
Genomförande av studie
Till studien användes information tagen från fastighetsägare Akademiska hus gällande
kyleffektbehovet dag för dag under hela 2016 och fram till april 2017. I figur 7.1 och figur 7.2 framgår kyleffektbehovet för byggnaden fördelad över månaderna som sammanställdes av de givna värden.
Figur 7.1. Diagram över kyleffektbehov 2016 i byggnaden på Teknikringen 78A
Figur 7.2. Diagram över kyleffektbehov 2017 i byggnaden på Teknikringen 78A
Företaget Vertical plants system har tagit fram en statistik över olika värden som är relevanta att använda som komplettering till genomförandet för denna studie. Ett intressant värde att ta hänsyn till är avdunstning av vatten från växtväggen i byggnaden vilket är 40 liter per dag. Kyleffekten för avdunstning av en liter vatten är 0,68 kWh, tillsammans ger dessa värden en kyleffekt bidrag med 27kWh per dag. Detta värde är ett totalvärde över netto kyleffekt och belysningen på växtväggen.
Lamporna från belysningen skapar värme som leder till vattenavdunstning från växterna och som i sin tur hjälper till att producera kyleffekt. Belysningen består av 18 stycken metallhalogen 70W lampor riktade mot växtväggen. Varje lampa har 0,07kW kyleffekt som totalt blir 1,26kW. Med hänsyn till att lamporna är tända i tolv timmar per dag blir den totala kyleffekten av belysningen 15kWh per dag.
Resten av den totala kyleffekten blir då 12kWh per dag som produceras av själva växterna. Detta blir alltså ett netto kyleffekt värde. Sammanfattningsvis är det totala kyleffekten från växtväggen 816kWh per månad, vilket innebär att byggnaden får ett bidrag av kyleffektbehovet med hjälp av växtväggen.
Ovanstående värden finns presenterade i en tabell i bilaga 5.
7.2 Hypotes: rör reduktion med 10-20%
Från studien i avsnitt 7.1 ovan har växtväggar visat en effekt på komfortkylan i byggnaden vilket medför att kyleffektbehovet sänkas. Detta i sin tur leder till att belastningen på ventilationssystemet i förhållande till kyleffektbehovet sjunker. Mot den bakgrunden har företaget Vertical Plants System ett önskemål om att studera hur en minskning av
ventilationsrör dimension påverkar det totala installations pris och om man kan spara pengar på detta. Deras önskemål var specificerat på att studera en hypotes om att reducera
rördiameter med 10-20% och sedan studera hur det påverkar ekonomin.
För att fullgöra en studie om reducering av rördimensionen har olika steg genomförts. Till att börja med har rören i Teknikringen 78A mäts med hjälp av ett måttband där rörets omkrets har tagits fram.
Vidare har rördiameter tagits fram efter att ha använt formeln för cirkelns omkrets. Rörets diameter är 400mm. En reduktion på 10-20% medför alltså en minskning på 40-80mm i diameter så att den nya rördiametern blir 360-320mm.
Sedan har informationssökning genomförts med syfte på att hitta priser för de olika rördimensionerna.
Till hjälp har Luftbutiken använts där alla priser var tagna ifrån. Först undersöktes hur mycket en meter med rördiameter 400mm kostar sedan undersöktes marknadens utbud på olika rördiametrar och dess priser. Priset på en meter rör med diameter 400mm är ca 485kr. Standard rördiametrarna som finns på marknaden som är närmast hypotesen är 315mm vilket motsvarar en reducering av
rördiameter med ca 21,3% med priset på310kr per meter (luftbutiken, 2017). Detta alltså medför i sin tur en kostnadsbesparing med ca 36% per meter, alltså 175kr per meter. Avvikelse från standard rören kan givetvis hittas och en beställning med specifika önskemål om rördiameter kan tas fram.
8 Varför växtväggar inomhus?
I detta kapitel upplyses för- och nackdelarna av att ha en växtvägg inomhus där syftet är att förmedla information om växtväggars styrkor och svagheter, detta för att vem som helst själv skall kunna dra egna slutsatser.
8.1 Fördelar
Gröna ytor, både inomhus och utomhus samt på tak, väggar eller bara i krukväxter for med sig många nyttor och fördelar dels för människan och dels för miljön. Inomhus växtväggar uppfyller många nyttor som bidrar till en bättre och behagligare inomhusmiljö. I dagsläget är det många arkitekter som anser sig sakna kunskap och information om just växtväggar inomhus. Detta försvårar arkitekternas argumentation om att få sina konstnärliga åsikter beviljade. Enligt en genomförd studie på blivande arkitekter är det ca 90 % som anser sig sakna information och kunskap trots visat intresse se figur 8.1.
Enligt Zeev Bohbot, 2017 som själv är en arkitekt med intresse för växtväggar är det svårt att förklara nyttan av växtväggar och varför man ska dekorera med de trots sina dyra kostnader.
Figur 8.1. Resultat av genomförd enkät gällande blivande arkitekters kunskap om växtväggar.
8.1.1 Luftrening
Luftföroreningarna inomhus beror på flera olika faktorer och källor exempelvis kommer det föroreningar från inredning, tvättmedel, rengöringsmedel, olika vårdsprodukter, rökelser och förbränning. Figur 8.2 visar de olika föroreningarna som finns i inomhusluften och dess källor.
Figur 8.2. Visar luftföroreningarna och relaterade föroreningskällor.
Hämtad från http://www.erswhitebook.org/chapters/indoor-environment/
Föroreningar orsakar i sin tur ett stort antal sjukdomar som är beroende av en specifik förorening, där varje en har ett antal relaterade sjukdomar. Detta framgår nedan i Figur 8.3.
Figur 8.3. Föroreningarnas effekt på människohälsan.
Hämtad från http://www.erswhitebook.org/chapters/indoor-environment/
Mot den bakgrunden framgår vikten av god inomhusluftkvalitet och effekten på människohälsan.
Växter i allmänhet har en funktion att rena luften från många av dessa föroreningar som till exempel VOC och CO2 samt partiklar. Växters rötter och bladytor har tillsammans en märkbar funktion vid upptag av stora mängder farliga partiklar. Detta samspel bidrar luftreningen genom att fånga upp och filtrera dessa partiklar från luften (Veg tech, 2012).
CO2
Koldioxid, CO2, är en växthusgas som skapas på många olika sätt men främst genom respiration och fullständig förbränning av kolföreningar i syre. Stora mängder av koldioxid i luften kan leda till flera sjukdomar och miljöförstöringar.
Koldioxid koncentrationen mäts i enheten ppm (Parts Per Milion och står för miljondelar), och ligger mellan 350-450 ppm utomhus i atmosfären under en mätning 2015. Inomhusluften innehåller en koncentration av CO2 som varierar mellan 400-1200 ppm (Senseair, 2011). Skillnaden beror på att luften utomhus renas med hjälp av betydligt mer växter och tillgång till hav.
Inomhus koldioxid anses inte direkt vara en förorening eller farligt för hälsan, dock tillåter den att mikroorganismer och bakterier förökar sig som i sin tur leder till en ohälsosam inomhusmiljö. Av detta skäl är koldioxid en indirekt farlig förorening där stora mängder av gasen är väsentlig för sjukdomar därför bör det undvikas (Senseair, 2011).
Den naturliga CO2 cykeln innebär att gasen tas upp genom dels av havet och dels av fotosyntes. Vid fotosyntes används koldioxid tillsammans med vatten för att skapa glukos och syrgas. Processen kräver solljus/ljus för att utföras, vilket innebär att när det är mörkt inomhus slutar växter ge syre och istället avge koldioxid (Naturvetenskap, 2016). Med detta sagt är det viktigt att notera att växtväggar har en betydande roll för luftrening inomhus av CO2.
Forskningen som professorn Gong utförde om växtväggar visar effekten av växter inomhus och dess påverkan på upptag av koldioxid från luften. Det har placerat parametrar i växthuset som avgav 1175ppm och studerade växtväggens förmåga att ta upp CO2. Han kom fram till att växtväggen har minskat CO2 halten från 1175ppm till 500ppm på en vecka och ytterligare reduktion på 50% under andra veckan.
VOC – Volatile Organic Compound
VOC, som enligt världshälsoorganisationen WHO (1989), står för flyktiga organiska ämnen (Karolinksta institutet, 2014). VOC är sådana organiska föroreningar som avser byggnadsmaterial, färgämnen och olika verksamhetsaktiviteter som t.ex. renoveringar. VOC har låga kokpunkter som är allt mellan 50ºC upp till 260ºC (Karolinksta institutet, 2014). I figur 8.3 ovan, bedöms alla sjukdomar som är orsakade av VOC i brett spektrum, alltifrån små irritationer till cancer och ökad risk för astma hos barn.
Enligt forskningen som professor Gong genomförde har han lyckats visa att växter påverkar VOC på ett positivt sätt. Forskning gick ut på att placera ett universal lim som innehåller aceton och
metylacetat samt 4% formaldehyd lösning, vilka är vanliga VOC ämnen. Sedan studerade han växtväggens förmåga att ta upp och absorbera dessa. Resultatet blev en reduktion av VOC med 50 % på 12 timmar. Alltså växtväggen hjälper effektivt till att rena luften från VOC.
Partiklar (PM)
Partiklar (Particulate matter-PM) är luftföroreningar i form av flytande eller fasta föremål och är sådana som svävar lätt i luften. Deras storlekar är varierande från millimeters storlek till en miljondels millimeter men med stora effekter på människohälsan. Partiklar är en luftförorening som orsakar mest skada på människohälsan då dessa partiklar lätt tränger in i lungorna och blodomloppet via luften vi andas in (Europiska miljöbyrån, 2016).
Partiklar i inomhusluften kan komma från olika källor t.ex. från människorna som vistas i byggnaden och är beroende på vädringsmetoden för byggnaden. Vädring genom öppna fönster kan föra med sig partiklar från trafiken och kemiska reaktioner med gaser. Vilken effekt denna luftförorening har på människohälsan beror på de kemiska beståndsdelar människorna andas in, bl.a. kvicksilver, nickel och arsenik (Europiska miljöbyrån, 2016).
Partiklar som är så små som PM10 (mikrometer) eller mindre passerar lätt förbi näsan och munnen vid inandning av luften. Partiklar vid storleken PM2.5 och mindre orsakar störst fara för hälsan enligt en studie som WHO utförde (WHO, 2013), dessa medför seriösa hälsoproblem som luftvägssjukdomar och dödsfall i hjärt- och lungsjukdomar (Europiska miljöbyrån, 2016).
Inomhusluften ska regleras effektivt för att undvika höga partikelhalter. Precis som upptag av VOC och CO2 från luften använder växterna sin förmåga att ta upp partiklar genom dess blad- och
rotsystem. Utan växter inomhus och utan ett ventilationssystem stannar dessa partiklar kvar och öka i mängden. Enligt professor Gongs studie visades det att växtväggen hade en förmåga att halvera koncentrationen av partiklar i växthuset på 6.5 timmar. Det vill säga att användningen av en växtvägg inomhus, som ett filtreringssystem, är ett effektivt sätt att lösa problemet på.
8.1.2 Luftfuktighet
Inomhusluften i många byggnader är ofta för torrt och dåligt syresatt. Problemen med torr luft är torra ögon, torr hud, huvudvärk, torr hals, hes röst och långavarig hosta (Condair1, 2017). En studie visar att 40% av kontor personalen klagar över ögonproblem på kontoret (Condair2, 2016).
En ytterligare studie visar att den torra luften utgör ett trivsamt klimat för influensavirus att föröka sig och öka chanserna för smitningar. Studien visade även att en optimal fuktnivå på arbetsområdet medför reduktion av sjukskrivningar bland anställda. Som slutsats har det visats att en inomhus relativ fuktighet på åtminstone 40% är avgörande för att minska riskerna för influensavirus smitningar (Condair3, 2016).
Relativ luftfuktighet, RF, beskriver luftens mättnad av vattenånga. Torr luft uppkommer vid lägre nivåer av RF och uppfattas vara dammigt. Problemet med torr luft i vinter är större jämfört med luften under varmare dagar då det innehåller mer vattenånga.
Av detta skäl fås det som resultat att torr inomhusluft är skadlig för hälsan och därför är det bra att utnyttja naturliga luftfuktare. Växter släpper ut mycket vattenånga som i sin tur fuktar luften och bekämpar hälsoproblem. Luftfuktningen sker vid fotosyntes av växter. För att fullgöra fotosyntesen ska de små porerna, även kallade klyvöppningar, och som finns på bladytan hållas öppna för
successivt transporteras av vattenångan. Se figur 8.4 nedan som visar hur klyvöppningarna hos växter ser ut. Under tiden som klyvöppningarna står öppna passerar ett flertal vattenmolekyler ut i luften från växterna för varje koldioxid som inandas av växten. Processen sker under dagen eller när växterna får tillgång till rätt belysning som klyvöppningarna kan öppnas (Eling Örgren, 2000).
Figur 8.4. Klyvöppning på blad på tomatplanta, fotograferad med svepelektronmikroskop.
Hämtad från .https://sv.wikipedia.org/wiki/Klyv%C3%B6ppning
8.1.3 Ljuddämpning
Oljud är en typisk störning på arbetsplatser, bostäder och lokaler. 80 miljoner européer stör sig på oacceptabelt höga bullernivåer idag (Green Roof, 2004). Många tappar fokus och koncentration men även få stressrelaterade problem därför är allför hög ljudnivå är inte bra för hälsa och kan leda till allvarliga hälsoproblem (Malin Aggebrant, 2014). För att isolera byggnader och dämpa mot oljud krävs insatser av mycket tid och kostnader varje år. En minskning av bullernivå skapar en betydande
förbättring av levnadsförhållandena (Green Roof, 2004). Att använda vegetation som ljuddämpare är en lösning bland många möjliga lösningar då bladverket fungerar som ljudisolering. Växter har
förmåga att absorbera ljud och minskar ekot av studsande ljudvågor. En påverkande faktor är växternas art och storlek samt ljudfrekvensen och rummets utseende (HIG, 2011). Växtväggen är ett smart sätt att fånga upp ljud då det är rekommenderat att ha växter i nära anslnutning till väggar där ljud studsar och på så sätt sker ljudabsorptionen av växterna i växtväggen effektivare än krukväxter (HIG, 2014). Att minska förekomsten av bullerstörning med hjälp av växterna är en av de fördelarna med växtväggar inomhus och även utomhus (Malin Aggebrant, 2014).
Sedan 2004 har Jens Lagström gjort en studie på ljudisolerings effektivitet av gröna tak i form av att mäta ljudnivåer med och utan växter (Green Roof, 2004). Därifrån fick han resultaten som visade att växterna har verkligen en sådan funktion som hjälper att minska ljud buller. Figur 8.5 nedan visar resultatet på Lagströms studie i form av jämförbara grafer över impulsresponsen från mätningen. En slutsats från ovan visar att växter verkligen hjälper till effektiv ljudisolering.
Figur 8.5. Bilden på toppen visar impulssvaret utan grön tak och nedan visas det med grönt tak.
Källa:.http://greenroof.se/wp-gr/wp-content/uploads/2012/09/010-reduce-noice1.pdf
8.1.4 Estetisk funktion
Estetiskt brukar det finnas många olika åsikter om växtväggar, vissa tycker att det är väldigt fint att ha inomhus, andra tycker att det är meningslöst och en del är helt neutrala i sin åsikt om utseendet av växtväggar inomhus. Många arkitekter och beställare önskar sig att designa och komplettera sina byggnader med en växtvägg inomhus. De inser att det är fint att ha, det ökar byggnadens värde och ger vackra estetiska drag (Intervju med Zeev Bohbot, 2017). Intresset om detta bland arkitekter i dagsläget är stort och förväntas bli större. Eftersom växtväggar är dyrare än vanliga väggar utgör detta ett problem för arkitekter.2 En enkätstudie har genomförts på unga, blivande arkitekter och deras syn på växtväggar då det är de som kommer att lysa upp området mer i framtiden. Syftet var att studera deras intresse och kunskap för växtväggar och deras vilja att använda sig av det i framtiden. Figurerna 8.6, 8.7 och 8.8 nedan visar de positiva studieresultaten gällande ämnet. Med detta sagt är det värt att påpeka att en växtvägg inomhus uppfyller en betydande estetisk funktion för byggnader.
Figur 8.6. Blivande arkitekters intresse
Figur 8. 7. Blivande arkitekters åsikt om estetisk funktion
Figur 8.8. Blivande arkitekters intresse att själva arbeta med växtväggar
