Kyrkan som styr sig själv
Med ett webbaserat styrsystem som kommunicerar med bokningssystemet har Leksbergs kyrka sänkt sin energianvändning med 66 procent för uppvärmning. Återbetalningstiden för systemet beräknas vara drygt ett år.
När Pertti Rintakoski, fastighetsansvarig i Mariestads församling, anställdes för fyra år sedan slogs han av hur krångligt det var att värma upp församlingens kyrkor och tillbyggnader och hur höga kostnaderna var. Flera av kyrkorna och församlingshemmen värms upp inför användning, för att där emellan hålla en grundtemperatur.
När Pertti Rintakoski sökte runt på marknaden efter ett klimatstyrningssystem, hittade han inget som till rimligt pris motsvarade de krav han ställde. Istället fick lilla, nystartade företaget ROWS (Regler- och Webbteknik Sverige) uppdraget att för en av församlingens kyrkor, Leksbergs kyrka, utveckla ett nytt styrsystem.
– Leksbergs kyrka blev ett pilotprojekt för dem, och till samma dataundercentral har vi också kopplat på Leksbergs församlingshem och kyrkogårdens servicebyggnad, säger Pertti Rintakoski.
Resultatet har blivit ett webbaserat styr-, regler-, och övervakningssystem, Rows Webbkontroll, som kommunicerar med församlingens bokningssystem Eniac Aveny. Användaren knappar bara in den tid en viss gudstjänst eller förrättning ska pågå i bokningssystemet, därefter tar styrsystemet över och optimerar uppvärmningen av kyrkan utifrån vissa parametrar. Dessa parametrar är aktuell ytter- och innertemperatur, den komforttemperatur man ställt in att kyrkan ska nå (börvärde hög), samt när komforttemperaturen ska vara nådd.
– Ju närmare man kommer denna tid, desto noggrannare avläsningar av parametrarna gör systemet och väger dessa mot varandra. Det är för att leta fram när uppvärmningen ska påbörjas, säger Pertti Rintakoski.
Självlärande system
Pertti Rintakoski förklarar att han satt komforttemperaturen till 19,5 grader och att kyrkan ska hålla den temperaturen en timme innan varje förrättning startar. Webbkontroll är så kallat självlärande vilket innebär att det efter tio bokningar lärt sig hur byggnaden fungerar och därmed kan börja uppvärmningen i tid. Det tar mellan en och elva timmar att värma upp kyrkan. Första gångerna styrsystemet användes fick man hjälpa det på traven med att ställa in tiden, baserat på erfarenhet, för när systemet skulle påbörja uppvärmningen.
– Då kanske vi var uppe i rätt temperatur en kvart för sent. Vi fick ställa in tiden en gång till, men sedan har vi inte haft några problem, det har gått klanderfritt, säger Pertti Rintakoski.
Via flödesschemat i Webbkontrolls användargränssnitt får Pertti Rintakoski information om bland annat bokningar, inne- och ute-temperaturer, den relativa fuktigheten inne i kyrkan, daggpunkten, om startoptimering pågår och om kyrkan är färdiguppvärmd och håller rätt värme. Alla värden loggas var femte minut för att kunna användas för framtida energistatistik. Genom att gränssnittet är helt webbaserat kan Pertti Rintakoski göra uppföljningar av statusen var som helst ifrån. Han kan också ändra bokningar direkt i styrsystemet, om det skulle behövas, eller sätta igång värmen. Vanliga bokningar måste däremot göras via intranätet i bokningssystemet.
Många larmfunktioner
Webbkontroll innehåller en larm- och övervakningsdel som känner av om något skulle gå fel och då larmar. Det vanligaste felet är störningar i kommunikationen mellan bokningssystem och styrsystem. Det påverkar dock inte uppvärmningsprocessen eftersom all bokningsinformation successivt lagras på styrsystemets webbserver. Men systemet larmar också för andra fel, som om temperaturen är för låg, eller luftfuktigheten för låg eller för hög. För varje larm får Pertti Rintakoski ett meddelande till både sin mobil och sin e-post, och kan följa hur allt går också när han är ledig
– Då vet jag om felet måste åtgärdas på en gång, eller om det räcker om jag tar det nästa gång jag jobbar, säger han.
Leksbergs kyrka är från 1300-talet och har, som många medeltida kyrkor, föremål av trä samt vägg- och takmålningar av högt kulturhistoriskt värde. Dessa är känsliga för såväl för hög som för låg luftfuktighet. Vid för hög luftfuktighet finns risk för kondens och därmed mögel- och fuktskador, och vid för låg luftfuktighet finns risk för torkskador. Därför bevakar också Webbkontroll den relativa luftfuktigheten och daggpunkten, den punkt då luften är så fuktmättad att det börjar kondensera, och som varierar beroende av den relativa luftfuktigheten.
– Vi har satt grundtemperaturen till 6,5 grader över daggpunkten (börvärde låg), vilket innebär att om daggpunkten är 10 grader, då ska lokalen hålla 16,5 grader. Detta kallas att vi har en skyddstemperatur på 6,5 grader, säger Pertti Rintakoski.
Grundtemperatur som varierar
Grundtemperaturen i kyrkan varierar därför beroende på yttertemperatur och relativ luftfuktighet. Strävan är att hålla en så jämn fukthalt som möjligt, minimum 30 och max 65 till 70 procent. I juli och augusti när luften är som fuktigast på hela året kan man vara tvungen att sätta på värmen för att undvika kondens.
– Det blir billigare än att laga föremålen, säger Pertti Rintakoski.
Leksbergs kyrka värms upp med direktverkande el i tre olika zoner i kyrkan: i koret och längs långväggarna sitter elradiatorer, under bänkarna sitter bänkvärmare och i bänkryggarna inbyggd så kallad folievärme (en slags värmefilm). Webbkontroll fungerar med alla slags värmekällor. I koret och i bänkvärmarna sitter temperaturgivare och mitt i kyrkan sitter en kombinerad fukt- och temperaturgivare. Genom att ha en givare i varje zon, ges möjlighet till lokal uppvärmning. Det kan bli aktuellt om till exempel kantorn vill använda koret för övning med kören. Då kan styrsystemet se till att bara den delen av kyrkan värms upp. Utetemperaturgivaren är färganpassad efter kyrkan och är monterad på en skuggig plats.
Systemets hårdvara består av en duc som sitter i ett litet skåp i elcentralen i Leksbergs kyrka, och en webbserver som sitter i kyrkogårdsexpeditionen. Temperaturgivarna kommunicerar trådbundet med ducen och webbservern.
– Det är viktigt att kablaget är så dolt som möjligt i en medeltida kyrka med vackra målningar, konstaterar Pertti Rintakoski.
Innan Mariestads församling installerade Webbkontroll hade man en onormalt hög elförbrukning i kyrkan, anser Pertti Rintakoski. Anledningen var att vaktmästaren antingen fick slå på värmen manuellt eller använda en timer, med väl tilltagen marginal för att säkra att man nådde upp till rätt temperatur i tid.
Minskad energianvändning
Energianvändningen i Leksbergs kyrka, som är en liten kyrka med plats för 120 personer, var cirka 58 000 kWh för 2008 respektive 52 000 kWh för 2010. En jämförelse mellan 2008 och 2010, som tar hänsyn bland annat till väderförhållanden (en mycket kallare vinter 2010 än 2008) och antal gjorda bokningar (många fler bokningar 2010 på grund av renoveringar i Mariestads domkyrka) visar ändå på en minskad energianvändning på 66 procent i kyrkorummet. Jämförelsen gjordes i en c-uppsats på Högskolan i Halmstad och presenterades i slutet av maj i år. Webbkontroll kostade 46 000 för kyrkan, och redan nu sparar församlingen pengar.
– Vi har en pay-back på 1,14 år, säger Pertti Rintakoski.
Webbkontroll styr också värmen i församlingshemmet och kyrkogårdsexpeditionen som båda bokas veckovis. För dessa lokaler kostade systemet 119 000 (totalt 165 000) kronor, och enligt Pertti Rintakoskis egen uppföljning har man där sänkt energianvändningen med 30 procent.
Många församlingar installerar luft-luftvärmepumpar, något Mariestads församling valt att skjuta på framtiden. Pertti Rintakoski förklarar att han inväntar resultaten från de två kyrkor i Skara stift som precis bytt till värmepump.
– Kyrkan är kulturskyddad och då är det en väldigt stor apparat med utredningar och tillstånd från länsstyrelsen, så vi avvaktar utfallet från de pilotanläggningar som nu finns.
Pertti Rintakoski är mycket nöjd med Webbkontroll och i samband med ett byte från direktverkande el till vattenburen fjärrvärme 2010 i en annan av församlingens kyrkor, Mariestads domkyrka, installerades systemet även där. Det finns också i den mer moderna stadsdelskyrkan Marieholmskyrkan, och för hösten väntar ännu ett projekt.
– Jag har beställt ett system för Torsö kyrka (från slutet av 1700-talet). Där räknar jag med att vi gör väldigt stora besparingar med en pay-back på mindre än ett år, säger Pertti Rintakoski.
Ulrika Nilsson-Lokrantz, Energi & Miljö nr 10/2011 sid 32-34
- Fakta Webbkontroll
Systemet är utvärderat av två studenter på högskolan i Halmstad. Uppsatsen ligger på www.diva-portal.org, välj Studentuppsats och sökordet ”kyrkobyggnad”. Uppsatsen omfattar endast en installation, den i Leksbergs kyrka, och kan inte användas för generella slutsatser om styrsystemets energieffektiviseringspotential.
Webbkontroll är installerat i 27 kyrkor, främst i Skara och Karlstad stift. - Fakta Fler styrsystem för kyrkor
Jeff Electronics är ett företag som funnits betydligt längre än Rows, och som tagit fram ett klimatstyrningssystem särskilt för kyrkor. Det kallas CC Kyrka och för det fick Jeff Electronics Stora inneklimatpriset 2009.
CC kyrka är liksom Webbkontroll webbaserat, självlärande, styr fukthalten utifrån bevakning av daggpunkt och relativ fuktighet och klarar alla typer av uppvärmning. Energibesparingen som kan erhållas genom byte till CC kyrka beräknas till 35 till 40 procent, enligt företaget själv, och pay-back till omkring ett år.
CC Kyrka är installerat i 90 kyrkor.
