Energicentralen är Karolinskas hjärta
När Nya Karolinska står klart ska byggnaderna bindas samman av kilometerlånga kulvertar. Där transporteras allt från värme till mat till patienterna. Sjukhusets värmebehov ska till 90 procent täckas av ett borrhålslager.
Febril aktivitet råder inne i vaktreceptionen där besökare i flygande fläng skrivs in till den stora byggarbetsplatsen vid Solnavägen. Här arbetar för närvarande ungefär 1 500 personer och besökarintresset är stort. Bara arbetet med de tekniska installationerna involverar runt 450 personer. Att leta sig fram till entrén är lite som att vandra i en labyrint. Efter att ha passerat det nya parkeringshuset och rundat byggnaden för thoraxmedicin följer en promenad på en smal och slingrande gångbana mellan höga staket. Till slut mynnar banan ut i den lilla plats vid Karolinska sjukhusets parkområde där entrén ligger. Först när Energi & Miljös reporter och fotograf tagit på hjälm, glasögon, skor med stålhätta, läderhandskar och gul reflexväst får vi gå vidare. Skanska, som bygger det nya universitetssjukhuset, är noga med säkerheten.
Besöket till den gigantiska energicentralen, som nyligen tagits i drift, börjar i bottenvåningen på det nya p-huset. Härifrån kommer de förarlösa truckar som ska transportera mat, sterilinstrument för operationer och annat som behövs i sjukhuset att utgå. När sjukhuset är färdigbyggt ska här finnas 30 så kallade AGV:er (automatic guide vehicles).
– Personalen knappar bara in i en dator vad de behöver och sedan går signaler ut till AGV:erna om vad de ska hämta och vart de ska åka, berättar Anders Wiklund, projekteringsansvarig hos Skanska. Truckarna åker från p-huset genom en lång, underjordisk kulvert och upp i särskilda hissar till avdelningarna. Om någon människa råkar stå i vägen stannar trucken och talar om att personen ska flytta på sig.
Det hela blir möjligt tack vare ett avancerat styrsystem som bland annat ser till att hissarna automatiskt förstår när dörrar ska öppnas och stängas och vilken våning AGV:n ska till. Truckarna är förprogrammerade, så att de kan känna igen konturer och förstå var de är. På stora öppna ytor får de hjälp att orientera sig av uppmonterade reflektorer.
– De kommer att jobba hela tiden. Svåraste tidpunkten för dem blir mitt på dagen när runt 800 patienter ska ha mat samtidigt, säger Göran Dalaryd som är handläggande konsult från Sweco och ÅF. Ett rörpostsystem ska också hjälpa till att effektivisera organisationen i det nya sjukhuset. Via cirka 130 rörpoststationer ska det gå att skicka exempelvis blodprover och dokument till alla olika delar av sjukhuset. Intill parkeringshuset ligger teknikbyggnaden som ska förse hela universitetssjukhuset och ett nytt forskningslaboratorium med el, värme, kyla, vatten och medicinska gaser. Energicentralen upptar en stor del av byggnaden, men här finns också driftorganisationens kontor. Intrimning pågår av anläggningen som inryms i ett åtta våningar högt hus.
Projektet Nya Karolinska Solna, NKS, har höga energikrav. Enligt projekteringen ska energianvändningen bli 74 kWh/kvm, år för köpt fastighetsenergi, vilket är ungefär hälften av BBR:s krav. Skanska och Stockholms läns landsting, SLL, har gemensamt bestämt att det nya sjukhuset ska uppfylla miljöcertifieringarna Miljöbyggnad nivå guld och Leed. Godkännandet förväntas komma för de första faserna av bygget, när de är klara i juni 2016. En viktig grundpelare för att klara detta är borrhålslagret under sjukhusområdet. Hittills är cirka 145 hål borrade och de flesta går ner till 220 meters djup. Totalt ska det bli 170 hål, för att garantera kapaciteten för värme och kyla. Borrhålslagrets anslutningar ligger i en egen kulvert under p-huset där svarta rör innehållande alkohol går ner i marken. Grundprincipen för borrhålslagret är att kyla kan tas ut sommartid och värme vintertid. Men det finns också möjligheter att till exempel ladda lagret med extra kyla när det är kallt ute.
– Det är ganska komplext hur vi använder lagret och exakt hur energibalansen blir vet vi inte än. De simuleringar vi har gjort bygger på antaganden och tester. Balansen kommer också att bero av vilken medicinteknisk utrustning som köps in, säger Anders Wiklund.
Målet är ändåcirka 90 procent av sjukhusets värmebehov och 80 procent av kylbehovet kyla som är framdragna till teknikbyggnaden. Denna värme och kyla kommer att användas som spets vid effekttoppar, och för redundans om värmepumparna går sönder.
– Vi vill använda vår gratisenergi så långt det går och köpa så lite värme och kyla som möjligt, säger Anders Wiklund.
För att komma från borrhålslagret till energicentralen går vi genom den långa huvudkulverten, som totalt är 1,3 kilometer lång och två våningar hög. Utöver AGV-transporter sker här matningen av el, värme, kyla, vatten och medicinska gaser samt transport av sopor i ett sopsugsrör. I själva verket finns här två identiska kulvertar som utgår från teknikbyggnaden som ett U åt två håll till sjukhuset. I vardera kulverten kan all matning och alla transporter göras åt två håll. Om det blir problem i den ena kulverten går det att skicka 100 procent av allt som behövs genom den andra. – Det här ska vara det robusta sjukhuset, så vi har mycket redundans och backuper. Vid ett fel ska det snabbt gå att ordna en ny försörjning, säger Lars Muhola, projekteringsledare hos Skanska. Att gå längs de till synes oändliga rören i den underjordiska kulverten är som att vandra i en grotta. De höga, gråa betongväggarna är nästan helt täckta av rör. Belysningen är dämpad och innetemperaturen behagligt sval. Efter 5 till 10 minuters promenad är vi framme vid centralen för värme och kyla, i energicentralens källarvåning. Här kommer fjärrvärmen och -kylan in när den behövs. Några klarröda expansionskärl för tryckutjämning piffar upp rummet, som annars präglas av aluminiumgråa och svarta rör från golv till tak. I skuggorna mellan rören skymtar några enorma värmeväxlare. Det surrande ljudet gör att vi får höja rösterna när vi pratar.
– Här växlas värme och kyla från allt – frikyla, inneluft, kylmedelskylare och borrhål, säger Lars Muhola. Han berättar också att båda värmesystemen i kulvertarna nu är igång, men att intrimningen pågår. Bland annat körs alla pumpar för fullt för att få ut luft ur borrhålen.
– När vi hade kört pumparna i en vecka fick vi fylla på nästan två kubikmeter sprit i systemet på grund av luftfickorna, säger Lars Muhola.
Längre in i lokalen sitter två män framåtlutade över ett par bärbara datorer. Männen är driftsättare från Siemens och arbetar med att programmera styrsystemet med alla ingående apparatskåp, kylcentraler, med mera. Det är ett digert arbete, inte minst att kolla alla komponenter, givare och ventiler. En vanlig energicentral har tre eller fyra driftfall, men här handlar det om 17 olika driftfall. Allt är byggt utifrån en 3D-modell och sedan prefabricerat och monterat på plats.
– Det är nytt och komplext för alla, så den stora utmaningen har varit att få ihop allt. Förstå hur driftfallen ska vara, hur man ska programmera och var växlingarna ska ske, så att inte allt stannar, säger Lars Muhola. – Flödesschemat var ju enkelt, brukar jag säga, tillägger han och skrattar lite. Kraven på alla givare är höga. De ska ha en precision på 0,1 graders nivå. För vissa funktioner kan det finnas så mycket som åtta givare, för att få ett bra medelvärde och maximalt utnyttjande av energin.
De kombinerade värmepumparna och kylmaskinerna står i en annan lokal två våningar upp i teknikbyggnaden. Vid dagen för besöket pågår fyllning av ammoniak, så inga utomstående släpps in där. Men de ansvariga för vvs-installationerna är stolta över de stora och avancerade maskinerna som bara finns att köpa hos några få leverantörer i världen.
– De är en av de stora finesser som gör att sjukhuset kan använda både sin egen värme och kyla året runt, säger Anders Wiklund. Precis som datacentraler avger sjukhus en hel del värme även på vintern, på grund av all medicinsk utrustning som används. Värmeenergin kan omvandlas i de seriekopplade värmepumparna, som då värmer på den varma sidan och kyler på den kalla sidan. Det blir en sorts turboeffekt som ger maskinerna extra hög verkningsgrad. Vid en utgående temperatur om -2 °C på kalla sidan och 50 °C på varma sidan fås en COP på 4,2. Om utgående temperatur på varma sidan är 66 grader blir COP 3,7. Det kan ses som ett sorts minimum, eftersom värmepumparna i de allra flesta fall kommer att arbeta med gynnsammare temperaturer. Värme från elutrustning, tryckluftskompressorer, kylmedelskylare, luftbehandlingssystem, borrhål och reservkraftsdieslar (om de används) tas tillvara i flera olika värmeåtervinningssystem. Däremot görs ingen värmeåtervinning från gråvatten. Det är lätt att villa bort sig, både fysiskt och mentalt, i de långa kulvertarna och bland alla maskiner som finns på energicentralens åtta våningsplan. Ett överordnat styrsystem ska därför hjälpa driftorganisationen att hålla ordning på allt. Scada-systemet ger överblick över helheten och möjlighet att söka detaljerad information från de olika delsystemen med hjälp av 15 scenarier. Det kan till exempel handla om logistiksystem, system för brand, dörrkontroll eller medicinska gaser. Systemet hjälper också till med prioriteringar.
– Om man får ett larm från en hiss om att den har stannat, så är det något som måste åtgärdas snabbt. Det får man i klartext. Om det däremot är ett larm om att en AGV har stannat, så är det inte lika viktigt. Då får man info om att gå in i ett undersystem och kolla vidare, säger Anders Wiklund.
Hela bygget av det nya universitetssjukhuset med tillhörande forskningslabb ska vara klart 2017. Några år senare kommer facit på vilken utdelning alla ansträngningar har gett.
Text Marie Granmar, Energi & Miljö nr 3/2014 sidan 18-23
FAKTA: NKS Energicentral Energicentralen ligger inrymd i en egen, 14 000 kvadratmeter stor, teknikbyggnad med åtta våningsplan. I bottenplanet finns utrustningen för värme- och kylproduktion. En trappa upp ligger elrum och ställverk. På våning 3, markplanet, finns värmepumparna och driftorganisationens kontor. På fjärde våningen ligger elrum för reservkraften, och på våningen ovanför kylutrustning och ställverk. Plan 6 inhyser 10 dieselmotorer för reservkraft, som på sikt ska bli 16 stycken. På plan 7 finns ljuddämpare och avgasrening för dieslarna. Högst upp, på takvåningen, finns kylmedelskylare som släpper ut värmeöverskott sommartid och tar in frikyla när det är under åtta grader ute. Fakta Nya Karolinska Solna Med sin budget på 14,5 miljarder kronor är byggprojektet Nya Karolinska Solna, NKS, ett av de största i Sverige och byggföretaget Skanska:s största projekt någonsin. Projektet genomförs i samarbete med brittiska investeringsfonden Innisfree och är ett exempel på så kallad offentlig-privat samverkan, OPS. Grunden är ett långsiktigt avtal mellan den offentliga sektorn som är beställare och en privat part som blir utförare. När det gäller Nya Karolinska Solna kommer Skanska och Innisfree att ansvara för finansiering, konstruktion, byggande samt drift och underhåll av det nya sjukhuset fram till 2040. Bygget vid Solnavägen norr om Stockholm, mellan nuvarande Karolinska sjukhuset och Karolinska institutet, startade 2010 och ska vara klart 2017. Totalt byggs 330 000 kvadratmeter (BTA) nytt sjukhus som när det är klart bland annat kommer att ha 630 dygnet-runt-vårdplatser, 100 dagvårdplatser, 36 operationssalar, 66 pre-/postoprum, åtta strålbehandlingsrum och 168 mottagningsrum.
