NYHETSREPORTAGE | 26 aug 2021

Smartast och högst – ta i trä

Om ett år ska det nya kulturhuset i Skellefteå vara klart. Det blir ett av världens högsta trähus, och kanske det smartaste. Men hjälp av artificiell intelligens ska fastighetens energilösningar kopplas samman med det kommunala energisystemet.

TEXT: MIKAEL BERGLING • FOTO: JONAS WESTLING

Vad jag vet har det inte tidigare byggts så pass högt med den här metoden. Vi går i bräschen för något nytt.

Efter att Northvolt häromåret började bygga en stor batterifabrik i Bergsbyn, knappt en mil öster om centrum, råder det ny framtidsoptimism i Skellefteå. Fram till 2030 väntas kommunens invånarantal öka med 8 000, från 72 000 till 80 000. Under de kommande åren beräknas det behöva byggas cirka 500 bostäder årligen i kommunen.

Northvolts fabrik för produktion och återvinning av litiumjonbatterier är tänkt att bli Europas största, och väntas när den är i full produktion sysselsätta upp emot 3 000 personer.

När planerna presenterades drogs det till och med paralleller till när det hittades guld i Boliden för knappt 100 år sedan, något som fick stor betydelse för Skellefteås utveckling.

Dessutom planeras det för ett nytt resecentrum i anslutning till centralstationen och den kommande Norrbotniabanan. Trafikstarten för etappen Umeå–Skellefteå är beräknad till 2030.

Förutom en energicentral för lokal energiproduktion via värmepump/kylmaskin kommer det även att finnas två fjärrvärmecentraler i byggnaden, berättar Håkan Högdahl och Martin Lindfors.

Skellefteås nya landmärke är dock inte batterifabriken, utan det nya kulturhus som håller på att byggas i de centrala delarna av staden. Byggnaden består av en låghusdel på fyra våningar och en torndel som sträcker sig ytterligare 16 våningar upp. Bruttoarean är på 26 500 kvadratmeter.

Den lägre delen, på sammanlagt 15 000 kvadratmeter, ska framför allt härbärgera kultur i olika former och har fått namnet Sara kulturhus efter en av kommunens främsta döttrar, författaren Sara Lidman. Den högre delen består av ett hotell med 205 rum, restaurang och ett spa högst upp med en utomhuspool.

Kulturhuset är tänkt att rymma sex scener för allt från rockkonserter och symfoniorkestrar till teater- och dansföreställningar och kongresser, två gallerier, ett bibliotek och en stor foajé. Kulturhuset blir hem åt Västerbottensteatern, Skellefteå konsthall, Stadsbiblioteket och Museum Anna Nordlander (MAN).

Ventilationen består i huvudsak av traditionella till- och frånluftssystem med roterande värmeväxlare. I de båda konsthallarnas ventilationsaggregat finns det både befuktning och avfuktning.

Den största scenlokalen beräknas kunna ta 1 200 sittande gäster eller 1 500 stående. Projektet är en totalentreprenad i samverkan med det norska byggbolaget Hent som totalentreprenör.

Byggnaden byggs i trä och blir ett av världens högsta trähus när den är klar. Byggelementen produceras på fabrik utanför Skellefteå innan de fraktas till byggplatsen. En annan fabrik i närheten bygger hotellrummen i form av moduler som staplas likt fartygscontainrar.

– Det är ett mycket spännande och komplicerat projekt. Det är till exempel väldigt tuffa toleranser när det gäller montaget av hotellmodulerna som dessutom är självbärande, säger Skellefteå kommuns byggprojektledare Håkan Högdahl.

– Vad jag vet har det inte tidigare byggts så pass högt med den här metoden. Vi går i bräschen för något nytt.

Kulturhusets egna energilösningar ska integreras i det kommunala energisystemet.

Varför trä?

– Kommunens policy är att vi vid byggnationer ska försöka använda trä som ju är ett klimatsmart byggnadsmaterial. Allt trä som används i byggnaderna kommer dessutom från närområdet, vilket innebär korta transporter.

Peter Norrman, projektchef vid Bravida, som svarar för installationerna i fastigheten, berättar att det ofta är enklare att göra infästningar i trä.

– Men exempelvis håltagningar är lika komplicerade som i fastigheter av betong. Det finns dessutom inte så många typgodkända infästningslösningar för träkonstruktioner som klarar brandkraven. Det är inte enkelt att hitta någonting som redan är beprövat och godkänt. Det gäller därför att hela tiden bolla lösningar med brandkonsulten.

Peter Norrman, projektchef vid Bravida. Foto: Bravida

– Är det frågan om tunga installationer som ska fästas med skruv i trä måste vi ibland dessutom göra prov med dragbelastningar för att se att man klarar de vikter som ska anbringas.

Av brandsäkerhetsskäl kommer hela fastigheten att vara sprinklad. I källaren ska det stå en sprinklertank med 700 kubikmeter vatten.

– I vanliga fall drivs den redundanta sprinklerpumpen, som i det här fallet är på 132 kilowatt, av en dieselmotor. Men här kommer den att istället drivas att fastighetens stora batteri, säger Martin Lindfors som är installationsledare för vvs på Skellefteå kommun.

I byggnaden byggs det en energicentral för lokal energiproduktion via värmepump/kylmaskin. För energicentralen svarar det kommunala bolaget Skellefteå kraft som är djupt engagerat i kulturhusprojektets energilösningar.

Det nya kulturhuset ligger i centrala i Skellefteå och blir en av världens högsta träbyggnader.

För att säkerställa att det finns värme och kyla att tillgå i alla driftlägen kommer fastigheten att vara ansluten mot fjärrvärme och fjärrkyla. Två fjärrvärmecentraler installeras i byggnaden, en i källarplan för kulturhuset och en på plan fem för hotellet.

– Värmepumpen/kylmaskinen kommer att svara för de största energimängderna. Vi vill dock ha möjlighet att spetsa med fjärrvärme när det är som kalllast. Vi kan ju ha minus 30 grader på vintern.

Varierar behovet av kyla och värme mellan olika delar av fastigheten?

– Ja, med hjälp av värmepumpen kan vi balansera byggnadens värme- och kylbehov och flytta energin inom fastigheten. Det kan till exempel uppstå ett kylbehov i söder om det är mycket folk i den delen av byggnaden samtidigt som solen ligger på, medan det kanske finns ett värmebehov på norrsidan, säger Martin Lindfors.

Kulturhuset är tänkt att bland annat rymma sex scener, två gallerier och ett bibliotek. Illustration: White arkitekter

– Jämfört med om vi värmt och kylt med enbart fjärrkyla och fjärrvärme beräknas vi spara cirka 700 000 kWh per år med hjälp av värmepumpen.

Inne i energicentralen byggs det även ett batterirum som ska användas för att till exempel lagra den energi som produceras via solpanelerna som sitter på fyra av taken och delar av fasaden. Det är energi som kan användas när det rörliga elpriset är högt eller när man har behov av den av andra skäl.

Batteriet, som har en effekt på 150 kilowatt och energiinnehåll på 400 kWh, ska även användas till den redundanta sprinklerpumpen.

Solpanelerna beräknas ha en toppeffekt på 160 kW vid gynnsamma förhållanden.

– Jämfört med om vi värmt och kylt med enbart fjärrkyla och fjärrvärme beräknas vi spara cirka 700 000 kWh per år med hjälp av värmepumpen, berättar Martin Lindfors och Håkan Högdahl.

En betydande del av fasaden, framför allt hotelldelen, består av glas. Solgivare ska styra när solskärmsgardinerna ska gå upp och ner. De kan även styras inifrån hotellrummen.

Ambitionsnivån är att få en energismart fastighet. Huset byggs utifrån miljöbyggnad silver, med en beräknad specifik energianvändning på 91 kWh per kvadratmeter. Kravet för miljöbyggnad silver är 104 kWh.

Kylning sker via ventilation och kylbafflar, det senare främst i kontorsutrymmen och liknande.

I hotellrummens badrum och i spaanläggningen installeras det golvvärme. Övrig uppvärmning ska framför allt ske via radiatorer och konvektorer.

I fastigheten installeras det 18 ventilationsaggregat, fördelade på olika plan. Ventilationen kommer i huvudsak att vara behovsstyrd via temperatur- och koldioxidgivare.

– Det finns konvektorer som är nerfällda i golv för att inte synas och de som är vägghängda eller golvstående. Där det är höga glasade partier ska det installeras konvektorer i flera nivåer. Initialt var det ritat ganska mycket luftburen värme via cirkulationsfläktar i golv, men det har vi projekterat om till konvektorer och traditionell ventilation istället, säger Bravidas projektchef Peter Norrman.

I fastigheten installeras 18 ventilationsaggregat, fördelade på olika plan. Ventilationen kommer i huvudsak att vara behovsstyrd via temperatur och koldioxidgivare.

– Förutom i speciella utrymmen, till exempel i kök, är det frågan om traditionella till- och frånluftssystem med roterande värmeväxlare. Eftersom ventilationen helst inte ska synas har man valt att satsa på hybridventilation i delar av de allmänna utrymmena, till exempel foajé. Det innebär dels ett litet hygienflöde via ventilationsaggregat, dels ventilation via vädringsluckor utifrån temperatur och luftkvalitet.

För att minska belastningen på de kommunala dagvattenledningarna vid kraftigt regn samlas dagvattnet upp i magasin innan det släpps vidare till det kommunala nätet.

Fredrik Jonsson, Skellefteå kraft. Foto: Skellefteå kraft

Skellefteå kraft hoppas att kulturhuset och hotellet blir en del av en smartare och effektivare energilösning.

– Dagens energisystem är ofta väldigt lokala och fokuserar på optimering av en enskild fastighets energianvändning. Vi lägger på ett lager och tittar på vad som är bäst för staden, för belastning på elnätet, fjärrvärmeverken, fjärrkyla och så vidare, vad som då blir den bästa lösningen, säger Fredrik Jonsson som är chef för affärsinnovation vid Skellefteå Kraft.

– Vi håller på att utveckla ett system som automatiskt ska kunna identifiera hur mycket energi byggnaden använder, vad energin används till och varifrån den kommer, exempelvis fjärrvärme, distributionsnät, batteri eller solpanel. Är det ansträngt läge på fjärrvärmeverket kanske systemet väljer att köra värmepumpen i kulturhuset mer eller tvärtom. Är det hög belastning på elnätet, kanske det i kulturhuset under en stund används mindre el från nätet och mer från husets batterier.

Fredrik Jonsson säger att nyckeln är ett smart och självlärande styrsystem. Tillsammans med ABB arbetar man med att ta fram ett sådant.

– För att systemet automatiskt ska kunna styra energiflödena dit de behövs mest är det viktigt att de olika delarna lämnar ifrån sig tillräckligt med data och pratar med varandra. Annars kommer inte optimeringsmodulen kunna fatta rätt beslut.