Áratugum á undan eigin samtíð

Jón Kristinsson arkitekt tók á dögunum við riddarakrossi hinnar íslensku fálkaorðu fyrir frumkvöðlastarf í vistvænni húsagerðarlist á alþjóðavettvangi.

Jón Kristinsson, prófessor emeritus, ólst upp í Reykjavík og Lundarreykjadal. Hann hefur búið í Hollandi langa ævi, lagt drjúgan skerf til sjálfbærnihugsunar og haft áhrif langt út fyrir landsteina. Hann hefur iðulega verið langt á undan sinni samtíð í hönnun og hugmyndum, óhræddur við að feta ótroðnar slóðir.

Jón nam byggingaverkfræði og arkitektúr við Tækniháskólann í Delft (Faculteit Bouwkunde-TUDelft) sem talinn er einn af bestu háskólum heims á sviði m.a. arkitektúrs, byggingaverkfræði, véla-, flug- og framleiðsluverkfræði, sjávar-/ hafverkfræði og efnaverkfræði.

Á tímabilinu 1992–2001 gegndi Jón prófessorsstöðu við TUDelft. Hann var frumkvöðull í stofnun og þróun nýrrar deildar við háskólann: deildar samþættrar sjálfbærrar hönnunar, sem nú heitir „Climate Design and Sustainability“. Hann kenndi, ásamt teiknistofuvinnu sinni, byggingareðlisfræði við háskólann í tvo áratugi.

Árið 1966 stofnuðu Jón og kona hans, Riet Reitsema arkitekt, arkitekta- og verkfræðistofu í Deventer í Hollandi og er hún enn starfandi. Riet lést árið 2015. Þau hjónin gáfu m.a. út bókina Samþætt sjálfbær hönnun. Eftir að upplag hennar eyðilagðist í bruna lét eftirmaður Jóns við háskólann, prófessor Andy van den Dobbelsteen, snara bókinni yfir á ensku (e. Intergrated Sustainable Design) og endurrita í ár. Bókin nýtist sem kennslubók í meistaranámi í vistvænni hönnun. Félagi Jóns í dag er Ineke Evenblij-Lubsen.

Besta loftræsting í heimi

Sem kennari og arkitekt ruddi Jón nýrri tækni braut, þ.á m. í einangrun bygginga, nýtingu sólarorku, varmageymslu í jörðu, rafkveikju á gastækjum og loftræstingu með varmaendurvinnslu og sjávarorkuvirkjunum, svo eitthvað sé nefnt.

Meðal þeirra uppfinninga hans sem vakið hafa athygli er loftræstieiningin Andandi gluggi (BreathingWindow.com, Fresh-r. eu) sem valin var besta loftræsting í heimi í München árið 2018 (Passiv Haus Congress/World Champion Ventilation).

Jón var sá fyrsti til að hljóta hin konunglegu Shell-verðlaun, árið 1998, og notaði verðlaunaféð til að þróa alveg nýtt loftræstikerfi. Loftræsting reynist oft vera veikasti hlekkurinn þegar kemur að heilsu, góðu andrúmslofti og orkusparnaði bygginga, að sögn Jóns.

Þróun öndunargluggans, í samvinnu við dr. Noor van Andel sem nú er látinn, tókst til hlítar en um tuttugu ára langt ferli var að ræða.

Andandi gluggi var vinnuheiti á sjálfstæðu og sjálfbæru loftræstitóli, sem nú ber nafnið Fresh-r, og sem Jón sér fyrir sér að geti nýst stórum hluta mannkyns. Ekki er um eiginlegan glugga að ræða, heldur er kjarni hans loft/loft-varmaskiptir tvinnaður af 6 km af 1/10mm koparþræði sem vinnur kulda úr hita og öfugt og hefur að sögn Jóns sennilega bestu varmaskipti í heimi, með 90% varmaendurvinnslu.

Jón segir andandi glugga geta hentað vel Íslandi. Hann vari t.d. við ef hann teppist af laufblöðum eða snjó, afþíði sig sjálfur í frosti, sé lúsmýs-þéttur og fáist með frjóefnasíu.

Koparvírkjarni í kassa sé settur í útvegg og geti verið í ýmsum stærðum og þykktum; þessa stundina séu framleiddar í Hollandi tvær stærðir af tækinu. Þá hafi það góða, hljóðlausa jafnvægisloftræstingu með sjálfvirkum loftraka- (H20) og koltvívetnismæli (CO2).

Þetta er þannig ný tegund sjálfstæðrar loftræstingar sem kallar hvorki á niðurhengd loft né fyrirferðarmiklar loftstokkarásir heldur er hún lítil, einföld heilsusamleg, orkusparandi og ódýr framhliðarloftræsting. Jón segir reynsluna af öndunarglugganum sýna 20–25% lækkun á hitakostnaði íbúðarhúsa í Vestur-Evrópu og tveggja ára langar mælingar í Reykjavík hafi sýnt allt að 50% sparnað á vatni til húshitunar.

„MIT (e. Massachusetts Institute of Technology) í Bandaríkjunum var að kaupa öndunargluggana til að setja upp í stúdentahúsnæði hjá sér,“ upplýsir hann.

Einkaleyfi sitt hafi runnið út á tuttugu ára þróunarferlinum svo hann hafi þó ekki grætt krónu á uppfinningunni.

Hannaði vistvænustu byggingu Hollands

Jón er m.a. þekktur fyrir að hafa hannað vistvænustu byggingu Hollands. Það er alþjóðlega blóma- sýningahöllin Villa Flora, á Floriade í Venlo, sem byggð var 2011. Hún var nýjung í svokallaðri Holcon-steinsteypu- tækni, í nákvæmni og styrkleika, með tvöföldum gólfplötum og innsteyptum lögnum. Forsmíðaðar súlur og gólf voru flutt á fljótabáti frá nágrenni Bonn í Þýskalandi. Villa Flora er 43.500 m2 að stærð, var byggð á ellefu mánuðum án úrgangs, með þurri samsetningu s.s. mekkanó. Byggingin hefur lághita-sólarkerfi og varma- og kuldageymslu í jarðvegi.

Byggingin skiptist í tvo hluta; 4.000 fermetra skrifstofubyggingu sem þarf sáralitla loftkælingu og 10.000 fermetra gróðurhús að sunnanverðu. Byggingin nýtir sólarorku til hins ýtrasta til upphitunar og útgeislunar að næturlagi og geymir umframorku í varmageymslu undir byggingunni. Hitinn geymist í jarðveginum og nýtist á vetrum. Rafmagn er að auki unnið með sólarsellum og metan úr lífrænum úrgangi svo annarra orkugjafa er ekki þörf. Umframorkan er það mikil að byggingin sér húsum
í grennd fyrir orku.

Að Jóns sögn þarf aðeins tvo hektara af gróðurhúsum til að sjá átta hekturum af húsum fyrir hita og því geti Villa Flora auðveldlega séð litlu bæjarhverfi fyrir orku. Að sögn hans kostaði Villa Flora aðeins um tvo þriðju af því sem hefðbundin bygging hefði kostað því byggingarmassinn sé mun minni. Bygginguna megi einnig taka algjörlega í sundur og endurreisa annars staðar, sé vilji til.

Hitinn geymdur í leir

Meðal fyrstu sjálfbærnihugmynda Jóns, frá 1976–7, er hönnun ráðhúss í Lelystad. Þar hannaði Jón fyrstu árstíðabundnu hitageymsluna í jarðvegi, fleygboga-sólorkusafnara, jafnvægisloftræstingu með endurheimt hita, rakagjöf með plöntum og lindum, einangrandi gluggahlera o.fl. Með þetta hefur hann unnið alla tíð síðan.

„Hugmyndin var að nýta sólarljósið og búa til varmageymslu í jarðvegi,“ útskýrir Jón. „Húsið byggði á sólarorku, með sólarsöfnunarpanelum sem gátu hitað upp allt hverfið, grænum plöntum á gafli, góðum hljóðburði og í miklu sólarljósi verða rúður mattar. Varðandi varmageymsluna þá er eigin varmi vatns mjög hár, 3-4 sinnum meiri en jarðvegs. Blautur leir geymir um 40% af þeim varma sem unnt er að geyma í vatni. Settar eru vatnspípur í leirinn í mótstöðumódeli og byggður upp varmi kringum kjarnann í varmageymslunni. Varminn vill alltaf fara upp þannig að það eina sem þarf að gera er að einangra að ofanverðu. Þannig er búin til varmageymsla með allt að því sjóðandi heitu vatni og varminn geymdur í leirnum.

Varmanum er svo miðlað með hringrásarvatnsflæði og er því alveg sjálfbær. Þetta er betri hugmynd en það sem almennt er notast við í dag og ég er ekki einn um þá skoðun,“ segir hann. Hugmynd Jóns sigraði samkeppni um ráðhúsið en þegar til kom voru ráðamenn smeykir við hinar byltingarkenndu nýjungar í hönnuninni og nýttu hugmyndina ekki. „Pólitíkusar skilja ekki tækni,“ hnýtir Jón við.

Teikningarnar að ráðhúsinu urðu, nánast óbreyttar, grunnur að byggingu Villa Flora árið 2011, 35 árum síðar, og þannig má segja að Jón hafi verið áratugi á undan sinni samtíð. Bygging 184 lágorkuhúsa í Schiedam skv. hugmyndum Jóns, á árunum eftir 1980, breytti byggingatækni í Hollandi varanlega og var Jóni boðin prófessorsstaðan við TUDelft í kjölfarið. Lágorkuhúsin eru loftþétt, með utaneinangrun á útveggjum, grunni og þaki.

„Ef þú tekur hús og bætir gluggaeinangrun með betra gleri, einangrar þak, býrð til varmaskipti fyrir loftræstingu og einangrar líka sökkul hússins, þá geturðu búið til hús sem eru næstum því sjálfbær. Þau kosta um 10 þúsund evrur (1,5 m.kr.) og þú þarft ekki að hafa neinar hitaleiðslur í húsinu. Öll orkunotkun lækkar þá undir áttunda hluta þess sem væri ella,“ segir hann.

Jón hefur sagt ástæðu þess að vistvænni og ódýrari byggingar séu ekki algengari en raun beri vitni vera að byggingageirinn og stjórnmála- fólk sé almennt hrætt við tækni og hið sama megi raunar segja um marga arkitekta.

Leitar framleiðanda á Íslandi

Jón hefur þannig alla ævi unnið við að bæta orkunýtingu við hitun og kælingu húsa og beitt til þess nýstárlegum aðferðum. Eftir starfslok árið 2001 hefur Jón, auk tímakennslu, unnið á stofu sinni í Deventer. Hann vinnur ásamt öðrum að endurskoðun og útgáfu Samþættrar sjálfbærrar hönnunar, bókarinnar með hugmyndum hans að vistvænni hönnun og orkumyndun. Þar má m.a. sjá hugmyndir Jóns um sjávarorkuvirkjanir.

Nú síðast hefur Jón, ásamt Koos Slootweg, lokið þróun lághitaviftuofns og leitar framleiðanda á Íslandi. Um er að ræða fjölhæfan lághitaofn sem bæði hitar og kælir og byggir á vatns/lofts-varmaskiptum. Vinnuheiti ofnsins er HCCV-19, eða HeatCoolCleanVentilate19- varmaskiptar.

Jón segir mikilvægan eiginleika hitakerfisins að það geti verið ódýr kostur í loftkælingu. Hann telur að sleppa megi gashitun og lækka kostnað við rafmagnshitun í Hollandi um 50-75% með því að innleiða bæði lághitakerfi og andandi glugga með góðri vatn/vatn-varmadælu. HCCV gæti einnig komið að góðum notum á Íslandi, ekki síður en annars staðar. HCCV sé með nítján lóðrétta Spirox-varmaskipta ásamt fimm smáviftum. Mælingar á frumgerðum sýni að með 35°C vatnshita og 600 m3 lofthringrás á klukkustund skili ofninn 1 kW af varma, sem sé mun lægra vatnshitastig en venjulegir ofnar í húsum noti.

Þá sé til sérstök útgáfa HCCV- lághitaofnsins sem henti sérstaklega fyrir þá sem þjást af ofnæmi því hann hreinsi ryk, reyk og frjókorn úr innilofti. Tilraun á Íslandi hafi leitt í ljós helmings lækkun á hitakostnaði.

„Ef þú vilt fá bestu nýtingu á heitu vatni á Íslandi getur þú þrefaldað hana ef þú notar góða ofna,“ segir Jón. „Mig vantar ofnaverksmiðju til að búa til lághitaofninn, kaupanda og framleiðanda, og það er ekki dýrt að framleiða þetta. Stofnkostnaðurinn væri ca 200.000 evrur og framleiða þarf að minnsta kosti 3.000 ofna á ári. Íslendingar gætu bara gert þetta og haft sína eigin verksmiðju úti í Hollandi! Það er sannað að tæknin virkar en okkur Koos vantar eiganda að þessu; ég er ekki að fara að setja upp verksmiðju 87 ára en ef ég væri yngri hefði ég gert það,“ segir hann.

Spáði fyrir um myglu í húsum

„Hollusta og heilsugæði eru mikilvæg í nýtingu bygginga,“ segir Jón og bætir við að almennur vankantur í byggingum á Íslandi sé mygla í útveggjum. Besta heildarlausn fyrir Ísland í mygluvörnum og orkusparnaði sé að einangra hús að utan.

„Í öllum útveggjum húsa eru daggarmörk fyrir hlutfallslega rakt inniloft þéttust og almennt sést þetta sem móða á rúðu eða hrím að vetri,“ segir Jón og heldur áfram: „Veikasti hlekkur í keðju ákveður styrkleika hennar. Þetta gildir einnig fyrir einangrun þar sem dögg eða raki er. Um aldaraðir var það einfalda glerið. Strax og gott tvöfalt gler er sett í glugga færast daggarmörkin ósýnilega frá gleri og inn í útvegg, sem leiðir til raka og til lengdar, myglu.“ Hann segir járnbenta steinsteypu standast jarðskjálfta og rok en lengi hafi vantað rakafræðilega réttan frágang og utaneinangrunartækni. „Við vitum betur í dag og sumir byggingafræðingar hafa raunar verið meðvitaðir um þetta í áratugi. Til að útiloka raka er öruggust þétt utaneinangrun og mun minna máli skiptir einhver minni háttar innaneinangrun á útveggi.“ Jón hefur sett fram aðferð við utaneinangrun sem hann segir einfalda í framkvæmd, hagkvæma og henti bæði nýjum og eldri byggingum, með hámarksárangri.

Hann segir útreikninga á daggarpunkti, varmatapi og hitabreytingum í sökkli, gólfi, útveggjum og þaki, þekktum atriðum í byggingareðlisfræði, jafnan vanta í byggingarsamþykktir. „Það sama gildir um hljóðeinangrun og hljóðburð sem almennt gleymist, jafnvel í byggingu stórra veitingahúsa. Og einnig ákvæði um lágmarks loftræstingu í húsum og CO2-mælingu á loftgæðum og rakamælingu. Viturlegt væri að bæta í almenna byggingarsamþykkt nýjum ákvæðum um heilsutengda þætti og orkusparnað,“ segir hann.

Jón ritaði fyrir allmörgum árum bæklinginn Leiðbeiningar um hleðslu húsa, sem hann segir mætti nýta oftar á Íslandi og komi í veg fyrir daggarmyndun í einangrun eða innvegg.

„Árið 1968 skrifaði ég pésa fyrir mátsteinsframleiðendann Jón Loftsson hf. Ég skrifaði, teiknaði og reiknaði út daggarmörk og sýndi rakamyndun með rangri innan- einangrun húsa. Þú færð bleytu inn í alla veggi og ef þú einangrar að innanverðu færðu miklu meiri bleytu. Það verður að setja einangrun utan á útveggi. Þú þarft að setja allavega tvo þriðju af einangrun utan frá miðað við innan á, til að fá ekki myglu. Ég sagði frá því á þeim tíma að öll hús hér væru í sjálfu sér ranglega byggð. Þetta á síðan að ræða á málþingi, nú hálfri öld síðar!“ segir Jón kankvís.

Málþing um sjálfbærar lausnir

Málþingið sem Jón getur um, er haldið í Veröld Vigdísar og fjallar um lífsstarf Jóns að sjálfbærni, verk hans og hugmyndir. Umhverfis- og byggingarverkfræðideild HÍ, Arkitektafélag Íslands og samtökin Grænni byggð standa fyrir málþinginu 21. mars og stíga nokkrir frummælendur á stokk og síðan verður umræðupanell. „Þarna á að fjalla um orkusparnað, hollar byggingar og síðast, en ekki síst, bestu lausn við myglu í útveggjum húsa,“ segir hann..

Árið 1998 hlaut Jón Koninklijke/ Shell-verðlaunin fyrir sjálfbærni í arkitektúr. Hann er handhafi Ljónsorðu Niðurlanda vegna deildar samþættrar sjálfbærrar hönnunar við TUDelft, sem Hollandsdrottning veitti honum á 40 ára afmæli Architecten- en ingenieursbureau Kristinsson. Forseti Íslands sæmdi Jón svo Fálkaorðu í upphafi þessa árs, fyrir frumkvöðlastarf í vistvænni húsagerðarlist á alþjóðavettvangi, og veitti Jón henni viðtöku á Bessastöðum 12. mars.