LAVENERGISYKEHUS
Brukerstyrt innovasjonsprosjekt

”Halvert energiforbruk i fremtidens sykehus”

Prosjektet dekker alle energirelevante fag. Fase 1 og 3 har en faginndeling av delprosjekter, men i Fase 2 skal vi jobbe sammen tverrfaglig, som vist i figuren nedenfor.

Delprosjekter i Fase 1 : Kartlegging (State of the Art og Best Practice)

Fase 1. Kartlegging av status (State of the art og best practice)

DP 1.1: Funksjonsplanlegging
Det foreligger i dag veileder for tidligfaseplanlegging av sykehus som viser hva som skal
beskrives og avklares i et prosjekt fra den første ideen om et prosjekt til ferdig bygg. Den er
utarbeidet av Kompetansenettverket for sykehusplanlegging som ledes av Helsedirektoratet
og har en ledergruppe med eiendomssjefene fra de fire helseregionene i Norge. I tillegg er det
utarbeidet flere veiledere for spesielle deler av programmeringen. Målet med veilederne er å
avklare viktige elementer som inngår i et sykehusprosjekt på det riktige tidspunkt, og sikre at
vesentlige forhold som påvirker sykehusets funksjon, byggekostnad og driftskostnad blir tatt
hensyn til.


I dette planleggingsgrunnlaget mangler det kunnskap om hvordan organisering og plassering
av de ulike funksjonene i et sykehus påvirker energibruken. Det mangler også systemer og
veiledere som viser energieffekten av å samordne og spesifisere ulike alarmsystemer,
sikkerhetskrav og muligheten for å utnytte det faktum at aktiviteten i mange områder av et
sykehus varierer sterkt gjennom døgnet.


I et sykehus vil det være ulike krav til romtemperatur, vannkvalitet- og temperatur, dagslys,
renhet og åpenhet når det gjelder tilgang av besøkende, personell og pasienter. En god
plassering av de ulike funksjonene vil redusere behovet for overstyring av for eksempel
ventilasjon og belysning og være med på å redusere energibruken. BIP - Søknad 8. okt. 2009- rev._09 side 3/16
Vi er ikke kjent med andre program eller initiativ som trekker inn organiseringen av
sykehusenes funksjoner som et sentralt instrument for å redusere dagens energibruk og utslipp
av klimagasser.


SINTEF er med i en søknad til EU som har som mål ”To Create a European Lead Market
Public Procurement Network to stimulate Innovation for Low Carbon Building (LCB)
solutions in the Health Sector. Hvis dette blir et prosjekt vil det arbeides fram en oversikt over
hva som foregår i Europa når det gjelder arbeid med å redusere utslipp av klimagasser og
redusere energibruken ved sykehus. Det vil kunne gi nyttig kunnskap til prosjektet denne
søknaden beskriver.


Ved planleggingen av selve sykehusbygget må blant annet disse forholdene vurderes:
1. Effekten av bygningsmessig differensiering; dvs ikke bygge alt areal på et sykehus
med fleksibilitet for å tåle all tenkbar, senere bruk, men i større grad bestemme
hvilke soner som skal ha full fleksibilitet og hvilke som ikke trenger dette.
2. Sammenheng mellom bygningsbredde, vindusutforming og dagslysinnslipp i
relasjon til bruk av kunstig belysning.
3. Effekten av bygningstverrsnitt som tillater at randsoner (f eks ytre 3 meter) ikke
utføres med nedforet himling (teknikk legges frem til skjørt), slik at betong (prefab
eller plasstøpt) eksponeres i himling og bidrar til termisk lagring av energi.
4. Utvikling av operasjonsavdelinger hvor en benytter en organisering av
ventilasjonsaggregater som tillater at et aggregat kan forsyne f eks to
operasjonsstuer, men samtidig sikrer redundans ved seriekobling og ringsystemer.
5. Effekten av å tillate en større grad av temperaturgliding i inneklimaet.
6. Benytte eksakte varmetaps- og kjølebehovsvurderinger ved utforming av hele
bygningsanlegg, men også på enkeltrom nivå.
7. Øke omfang av fortrengningsventilasjon og bygningsmessige konsekvenser av
dette.


Delprosjekt DP1.2 Kunnskap fra byggforskning
Formålet med delprosjektet er å utnytte kunnskap generert i nyere byggforskningsprosjekter.

SINTEF er i dag involvert i en rekke parallelle forskningsprosjekter for å redusere
energibruken og energirelaterte klimagassutslipp fra den fremtidige bygningsmassen. Disse er
i hovedsak rettet mot næringsbygg og boliger. I disse prosjektene genereres mye kunnskap
som kan implementeres i sykehus, hvis den tilpasses sykehusspesifikke utfordringer. Spesielt
nevnes ZEB (Zero Emission Buildings) www.zeb.no, et nasjonalt forskningssenter som skal
plassere Norge i front innen forskning, innovasjon og implementering mht bygninger med
svært lavt energibehov og uten netto klimabelastninger.


Delprosjekt DP1.3 Sykehusspesifikt utstyr – utstyrsleveranse
Formålet med delprosjektet er bidra til redusert energiforbruk gjennom å redusere
effektavgivelsen fra medisinsk utstyr og utnytte avgitt overskuddsvarmen til andre formål.
Dette skal skje gjennom bedre kravspesifikasjoner som utnytter best mulig teknologi og
stimulerer til raskere miljørettet produktutvikling.
Sykehusspesifikt utstyr utgjør en stor del av det totale kjølebehovet på sykehus. Som en del
av oppgaven vil det være naturlig å kartlegge de ulike utstyrs kjølebehov, type kjølesystem og
kjøletemperaturnivå. På tilsvarende måte kartlegges det sykehusspesifikke utstyr som har
varmebehov med kartlegging av effekter, type varmekilder og temperaturnivå. En kartlegging
av strømforbruket fordelt på ulike ustyrsenheter vil være en del av delprosjektet. Dette kan
eksempelvis være effekt og energiforbruk til autoklaver, MR (Magnet Resonans) utstyr og CT
(Computer Termografi) utstyr med tilhørende kjølebehov. Siemens, som er med i prosjektet,
sitter på stor kunnskap om sykehusrelatert utstyr.
Gjennom prosjektet vil det kunne utvikles krav til leverandørene vedrørende tekniske
spesifikasjoner på utstyret som:
1. Krav til tilknytninger og kjølemetode
2. Krav til materiale som er i bestanddelene til utstyret
3. Romplassering - inndeling og rom størrelse (m2)
4. Krav til KVA forbruk (redusere energibruk og effektavgivelse)
Videre skal man utrede og utvikle krav til termiske omgivelser rundt utstyr.

Delprosjekt DP1.4 Tekniske systemer – utstyrsleveranse
Tekniske systemers utstyrsleveranse utgjør blant annet tappevannsutstyr, varmeanlegg, gass
og trykkluftssystem, varmepumper, kjølemaskiner, ventilasjonsanlegg og luftkjøleanlegg.
Normalt har sykehus stort tappevannsforbruk, og det vil være av stor interesse i hvilken grad
avløpsvannet blir gjenvunnet og hvilke metoder som benyttes for å legionellasikre
tappevannet. De tekniske anlegg i et sykehus utgjør en stor del av det elektriske forbruket. En
kartlegging av strømforbruket fordelt på ulike ustyrs enheter vil være en del av delprosjektet i
tillegg til lys og datautstyr.


Delprosjekt DP1.5 Tekniske systemer – systemløsninger
Kartlegging av oppbygningen av de tekniske systemløsninger på eksisterende sykehus i dag
vil være verdifullt med tanke på fremtidig optimalisering. Vår erfaring er at helheten i
systemløsninger ofte ikke er ivaretatt. Med først å se på et overordnet system som vist over,
vil en gjennom delsystemer kunne bygge gode totale energieffektive løsninger hvor
vanntemperaturnivået er lagt inn som en del av betraktningene. En del av kartleggingen innen
systemløsningene er å få en oversikt over de ulike styringssystemer og hvordan de er integrert
både på et lokalt nivå og som et felles overordnet nivå, for å ivareta alle de tekniske
systemløsningene.


Noen områder å gå inn i er:
1) Bedret integrasjon.
Når må arbeidet med integrasjon starte for å få god effekt? Hvordan få til tettere samarbeid
mellom alle fagområder og gå dypere i detaljering? Dette gjelder på alle nivåer. Det kan med
fordel gjennomføres en revisjon av NS3935.
2) Lysstyring.
Det finnes persienner med motsatt vendte høyglanspolerte lameller. Hvilken effekt kan man
få i kombinasjon med lux-styrte armaturer (dimming )og behovsstyring? Studere bruk av
reflekterende glass i kombinasjon med lysstyring / solavskjerming. Endre farge på belysning
over døgnet?
3) Behovsstyring.
Studere effekten av behovsstyring i sykehus, der arealer som ikke er i bruk får redusert
ventilasjon, større temperaturglidning, redusert eller ingen belysning.
4) Fleksibilitet.
Fleksible standardiserte automasjonsløsninger basert på plug and play prinsippet.
Hvordan utnytte standardiserte kabler/plugger, adresserbare komponenter som kan
omprogrammeres til å dekke endring i bruk og areal.
5) Redusere antall komponenter pr. rom ved å kombinere mange funksjoner i en komponent.
(Temperatur, CO, lux, bevegelse, nødlys, brannsirene, talevarsling, o.s.v.)
6) Utvidet bruk av mengdekontroll både på ventilasjon, varmeanlegg og kjøleanlegg.
3 FoU-utfordring
Som en del av oppgaven og for å kunne optimalisere de ulike systemløsningene skal det
utvikles et PhD arbeide innen modellering med tilhørende simuleringer av ulike
systemløsningene for sykehusbygg.


Helhetlig energiplanlegging
Et sykehusbygg kan langt på vei sammenlignes med en by når det gjelder spekteret av
funksjoner og krav til arbeidsmiljø og miljø for beboerne som i dette tilfelle er pasienter.
Sykehusbygningen med sine tekniske systemer er kun en av flere viktige innsatsfaktorer for
effektive helsetjenester.
Sykehus skiller seg fra andre bygningskategorier med varierende og til dels strenge krav til
funksjon og sikkerhet, utstrakt bruk av avansert teknisk utstyr, strenge hygienekrav og
smittekontroll, døgnkontinuerlig drift, stort forbruk av varmt vann og mange funksjoner med
ekstreme krav til temperaturkontroll og luftkvalitet. Temperaturkrav kan variere fra fryserom
med svært lave temperaturer til pasientområder med temperaturer godt over 20 grader.
Renhetskravene til luft og vann varierer. Områder skal både være enkle å komme til når det BIP - Søknad 8. okt. 2009- rev._09 side 6/16
haster og kunne stenges av for uvedkommende. Lukt vil i noen tilfeller være en utfordring.
Arbeidsmiljøet trenger dagslys, mens en del prosedyrer har behov for absolutt mørke.
Den kompliserte funksjonen gjør at sykehus er den bygningskategorien med høyest rammekrav
i TEK. Det er 8 millioner m2 sykehusbygg i Norge (SSB 2006). Det er store muligheter for å
redusere energibruken gjennom helhetlig tilnærming basert på fire hovedelementer, som frem
til i dag i for stor grad blitt behandlet isolert fra helheten:


• funksjonsplanlegging som også vektlegger gode energiløsninger
• utstyr som også er utformet i forhold til effektiv energibruk og muligheter for
energigjenvinning og som ikke stiller unødvendige strenge krav til sine omgivelser
• systemløsninger som er optimalisert i forhold til sykehusfunksjoner, utstyrsintegrasjon
og energigjenvinning.
• utnyttelse av kunnskap, produkter og løsninger som primært er utviklet for andre bygnings kategorier enn sykehus


Dette gjør helhetlig tilnærming mot en funksjonsintegrert bygning spesielt viktig og spesielt
utfordrende i sykehus. Slik tilnærming vil kunne gi kunnskap om bedre organisering av
planleggingsfasen for å sikre godt samspill mellom funksjons-, utstyrs- og systemplanlegging
i forhold til mål om redusert energibruk, og bidra til at de beste energiløsningen til enhver tid
velges der hvor det er mulig i sykehus.


Utvikling av verktøy
Et sykehus skal oppfylle krav som seg i mellom kan være motstridene. Det vil derfor ikke
være mulig å komme opp med den uomtvistelige optimale løsningen for et sykehusbygg.
Utfordringen for dette prosjektet vil derfor være å tydeliggjøre hvilke energitiltak som ikke
påvirker sykehusets øvrige funksjoner og hvilke som gjør det. Omvendt vil det være en
utfordring å vise hvordan ulike måter å organisere sykehusets funksjoner på kan bedre
mulighetene for å nyttiggjøre seg kjente energiøkonomiserende teknikker. Dette krever nye
verktøy basert på BIM (Bygnings Informasjons Modell) for å håndtere den store mengden
med informasjon knyttet til de ulike faktorene som kan påvirke beslutningen. Det vil bli lagt
særlig vekt på å utvikle verktøy som er enkle å bruke for beslutningstakere.

Delprosjekt 2.2 Modellering (PhD)
De ulike systemløsninger skal bygges opp modulært for å kunne settes sammen på en
fleksibel måte. Oppgaven vil være å lage matematiske modeller for komponenter og
systemløsninger. De ulike modeller vil være både relatert til generelle VVS-komponenter og
sykehusutstyrsspesifikke modeller. Relevante parametre vil være:
• Automatikk og styringssystemer
• Lokale temperaturforhold knyttet til vann, luft og grunn
• Vanntemperaturer, grunnvann, tur, retur og blandingstemperaturer
• Mengder av luft, prosessvann, tappevann, sirkulasjonsvann og annet sirkulasjons
medie
• Trykkfall over vekslere, varme- og kjølebatterier, rørstrekk og reguleringsventiler
• Pumpeeffekt, vifteeffekt og effektbehov for sykehusspesifikt utstyr og annen internlast
• Bygningsfysiske parametre som fasade retning, vindusløsninger,
bygningskonstruksjoner, infiltrasjon mm.
• Dimensjonerende faktorer for de ovenstående punkter


Delprosjekt 2.3 Simulering (PhD)
Resultatene i delprosjekt 2.2 skal gjennom simuleringer beregne effekt- og energiforbruk for
ulike systemoppbygninger og bygningskonstruksjoner. Variasjon av de ulike parametre angitt
i delprosjekt 2.2 vil gi oss verdifull informasjon om hvordan en kan optimalisere sammensatte
systemløsninger.
Resultatene vil bidra til å bygge opp en prioritetsliste på de viktigste faktorer for å kunne
redusere energiforbruket i sykehus.
3.5 Delprosjekt 2.4 Metoder for å velge mellom ulike funksjonelle krav
Som resultat av delprosjekt 2.3 og 2.4 vil det bygges opp en teknikker for å kunne velge
mellom ulike funksjonelle krav når disse delvis vil stå i motstrid til hverandre. Dette skal
videre benyttes som grunnlag i delprosjekt 3.
3.6 Delprosjekt 3 Sykehus med bærekraftig energibruk
Dette delprosjekt deles opp i underdelprosjekt som vist på skissen. Disse underdelprosjekt vil
være som følgende:
- Optimal funksjonsplanlegging av lavenergisykehus
- Energioptimalt klimaskall på bygningsmassen
- Kravspesifikasjon på sykehusspesifikt utstyr
- Kravspesifikasjon på tekniske systemers utstyr
- Optimale tekniske systemløsninger
3.7 Delprosjekt 4 Publisering
Gjennom hele prosjektfasen vil det være publiseringer gjennom artikler i ulike tekniske
fagblader, utarbeidelse av papers og avholdelse av konferanser.
4 Angrepsmåte/metode
Stikkord for videre bearbeidelse:
Prosjektet skal i første omgang frembringe ny kunnskap på følgende tre områder:
• Helhetlig funksjonsplanlegging med energifokus
• Energikrevende utstyr - mer energieffektivt og bedre system- og romintegrert
• Bedre energiprosesser


Helse Sør-Øst RHF er en av partnerne i prosjektet. Dette er den overlegent største
sykehusregionen i Norge. I regionen er det nettopp avsluttet et stort og et forholdsvis stort
byggeprosjekt. Det er AHUS og Rikshospitalet avdeling Radiumhospitalets forskningsbygg
og stråleterapibunkerser. Det er heller ikke lenge siden det nye Rikshospitalet sto ferdig. På
Ullevål er det en stor bygningsmasse med variasjon mellom gamle og forholdsvis nye bygg
og det er nå vedtatt å starte detaljplanlegging og bygging av nytt sykehus i Østfold. Prosjektet
har derfor mulighet for å høste erfaringer fra komplisert drift av sykehus, erfaring fra nylig
avsluttede prosjekt og bidra til og hente erfaringer fra et nytt stort prosjekt.

NSW som en av prosjektdeltagerene har i tillegg lang erfaring fra planlegging og prosjektering av det nye
St.Olavs Hospital i Trondheim. BIP - Søknad 8. okt. 2009- rev._09 side 8/16
Ved siden av en slik tilnærming til det som foregå i sektoren i dag vil det gjennomføres
litteraturstudier, hentes inn kunnskap om pågående prosjekter internasjonalt som kan gi
verdifull kunnskap, beregninger av effekten av ulike tiltak og gjennomføring av workshop for
å vurdere og drøfte problemstillinger etter hvert som de materialiserer seg.

Prosjektorganisering
Prosjektet er sammensatt av med aktører med ulik faglig bakgrunn og naturlig organisering i
et sykehus byggeprosjekt.
Helse sørøst regionalt helseforetak (HSØRHF) har pr. i dag en den overlegent største
bygningsmassen innen sykehussektoren i Norge. De er også den regionen som nettopp har og
som i nær framtid vil gjennomføre store byggeprosjekt. HSØRHF er en viktig bidragsyter og
aktør med den aktive bygningsmasse de i dag opererer og planlegger i nær fremtid.


Narud Stokke Wiig (NSW) – arkitekter og sykehusplanleggere har lang erfaring med blant
annet planlegging og prosjektering av St. Olavs Hospital i Trondheim – 220 000 m2
og Molde nye sykehus – 50 000m2. NSW vil være en sterk bidragsyter i energieffektiv
sykehusplanlegging på overordnet funksjons- og logistisk nivå og når det gjelder
prosjektering av bygningsmessige tiltak.

Siemens er et av verdens ledende firma innen leveranse av sykehusspesifikt utstyr og vil bidra
sterkt med deres detaljkunnskap på området, inklusive deres internasjonale
forskningsaktivitet. Siemens Healthcare er den største aktøren i Helse Norge innenfor
billeddannede modaliteter og vi har bl.a levert alt av tyngre utstyr, type CT, MR og Røntgen
lab’er til Nye St. Olav’s hospital. I det nye hospitalet har Siemens også levert fremtidens
operasjonsstue. Med Siemens som prosjektdeltager håper vi å få endret kravene til
sykehusspesifikt utstyr med hensyn på energieffektivitet.

GK Norge med sin brede entreprenørtilnærming har arbeidet med fokus på energieffektive
løsninger spesielt innen ventilasjon, kjøling og automatikk gjennom flere generasjoner. De
senere år har GK bl. a. levert ventilasjon til St. Olavs Hospital og komplett
bygningsatomatisering inklusiv SD-anlegg til Nye Ahus. For tiden startes arbeidet med
levering av ventilasjon og automatisering til Nordland sykehus. Dette, inklusive deres faglige
engasjement gjennom deltagelse i revisjon av norske standarder, vil gi et sterkt bidrag til
prosjektgruppen.

SAAS – prosjekt arbeider spesielt innen systemløsninger, automatikk og integrerte løsninger
med fokus på å binde flest mulig system inn mot felles kommunikasjon. SAAS-prosjekt har
gjennom flere større prosjekt både nasjonalt og internasjonalt hatt oppgaven som total
systemintegrator.

SINTEF vil delta i prosjektet fremstå som innkjøpt FoU-tjeneste (nå under avklaring). Denne tjenesten vil utgjøre nær
halvparten av de totale finansielle tilskudd fra Forskningsrådet. SINTEF har kunnskap både
om bygg og funksjonsorganisering av sykehus og er med i pågående forskningsprosjekter som
arbeider med reduksjon av utslipp av klimagasser og reduksjon av energibruk.
Norconsult med sine ca.1700 ansatte er i dag Norges største rådgivende selskap. Med sin egen
Sykehus- og renromsseksjon innehar de en lang og bred kompetanse innen sykehusbygging.
Norconsult sin FoU seksjon har spisskompetanse innen tekniske systemer, spesielt innen
oppbygning av energieffektive systemløsninger.


Norconsult Informasjonssystemer (NoIS) er et heleid datterselskap av Norconsult. Selskapet
har ca. 110 ansatte, og utvikler og leverer helhetlige programvareløsninger for prosjektering,
bygging og forvaltning av infrastruktur og eiendom. Selskapet har flere markedsledende
løsninger for bygg- og anleggsbransjen innen tekniske beregningsprogrammer, tekniske
beskrivelser og anbudsprosesser, prosjektstyring, byggøknomiske kalkyler, DAK, BIM og
eiendomsforvaltning (FDV).


Høgskolen i Oslo (HiO) er landets største statlige høgskole med 12 000 studenter. Høgskolen
i Oslo er et ledende miljø for profesjonsrettet og yrkesrelevant FoU. Studiet Energi og miljø
ønsker å bruke deltagelsen i dette prosjektet som grunnlag for master-oppgaver og hvis mulig,
PhD-oppgaver. (Nå under avklaring)


Internasjonalt samarbeid.
I dette prosjektet vil den internasjonal forankringen foregå via etablering av egne relaterte
prosjekter, knyttet opp til dette prosjektet. Deltakelse i standardiseringsarbeid, pågående
internasjonale prosjekter, samt øvrig internasjonal aktivitet hos aktørene gir også viktige
innspill og kanaler for å formidle resultatene fra prosjektet.
Centrum Zorg en Bouw, TNO i Nederland er spesielt knyttet til prosjektet. Denne
organisasjonen arbeider med standarder for sykehusbygg i Nederland.
SINTEF Byggforsk vil gjennom sin deltakelse i standardiseringsarbeidet kunne bringe med
seg oppdatert kunnskap og erfaringer tilbake til prosjektet, samtidig som resultater fra
prosjektet vil kunne være viktig input i standardiseringsarbeidet. Deltakerne i
standardiseringsarbeidet vil også kunne være viktige bidragsytere når det gjelder spesielle
problemstillinger. Nettverket standardiseringsarbeidet gir vil også kunne være utgangspunkt
for andre prosjekter med tilstøtende eller mer utdypende problemstillinger.
SINTEF er medlem av og sitter i styringsgruppa for EU Health Property Network og som
sekretær for Kompetansenettverket for sykehusplanlegging, ledet av Helsedirektoratet.
Gjennom dette nettverket har vi kontakt med Centrum Zorg en Bouw, TNO i Nederland som
utarbeider retningslinjer og kravspesifikasjoner for alle sykehusbygg i Nederland. Ved å ha
dem med i prosjektet vil vi samtidig ha kunnskap om det som gjøres med å redusere
energibruk og utslipp av klimagasser ved Nederlandske sykehus.
Som en del av EU Health Property Network er SINTEF med på søknad til EU om et prosjekt
som skal kartlegge hva som gjøres med hensynt il energiøkonomisering i sykehus i de
Europeiske land. Deltagere i dette prosjektet er:


• Department for Innovation Universities and Skills (UK) (coordinator)
• Dutch Center for Health Assets (Nederland)
• Helsedirektoratet, Rydygier Hospital (Polen)
• Department of Health (UK)
• European Health Property Network.
Vinner denne gruppen fram med sin søknad, vil vårt prosjekt ha tilgang til kunnskap om hva
som foregår innenfor området for energiøkonomisering i sykehus i Europa.