ENERGIFORBEDRING AF RØDOVRE RÅDHUS

Transkript

1 ENERGIFORBEDRING AF RØDOVRE RÅDHUS En energiminimeringsstrategi for et fredet bygningsværk. Udarbejdet af studerende ved Kunstakademiets Arkitektskole, kandidatprogram for Kulturarv, Transformation og Restaurering Som forslag til energirenovering af den eksisterende bygningsmasse tages udgangspunkt i Rødovre Rådhus, der er opført i 1956, tegnet af Arne Jacobsen. I opgaven med at energirenovere den danske bygningsmasse står efterkrigstidens bygninger som en central udfordring for arkitekter og ingeniører. Arkitekturen fra perioden mellem håndværksbaseret og industriel arkitektur er ofte kendetegnet ved at være dels dårligt isoleret, dels arkitektonisk skrøbelig overfor indgreb. Rødovre Rådhus er en oplagt repræsentant for denne problematik, idet bygningen på grund af sin konstruktion medfører dårlige klimatiske forhold og er energimæssigt ressourcekrævende. Nærværende løsningsforslag vil, med udgangspunkt i et specifikt projekt, perspektivere mulighederne for energioptimering af en hel bygningskultur, samtidig med at der tages hensyn til bevaringsog fredningsværdier. Baggrunden for at vælge det arkitektoniske og æstetiske fokus er, at denne problematik synes overset i energiminimeringsdebatten blandt ingeniører og arkitekter. Vi vil med udgangspunkt i vores forslag til hvordan man kan energirenovere Rødovre Rådhus påpege vigtigheden af at tage højde for et byggeris æstetiske kvaliteter, når der energirenoveres. Arkitektonisk kvalitet og æstetiske intentioner ved et eksisterende byggeri bliver ofte overset i energirenoveringsprojekter. Denne opgave kommer med anbefalinger men er også tænkt som opfordring til en debat. Rødovre Rådhus har status som et af de fineste værker i den tidlige danske modernisme. Facadernes lethed og byggesystemets konsekvens er udtryk for en fascination af det moderne, som var central for samtiden. Det er tegnet af Arne Jacobsen, en af Danmarks mest fremtrædende arkitekter, og står som et symbol på udbygningen af København mod forstæderne. Bygningen rummer således flere lag af vigtige betydninger. Den er på en gang et unikt bygningsværk, der har været med til at perspektivere Arne Jacobsen som arkitekt, og samtidig vidner bygningen om efterkrigstidens byudvikling og forståelse af det moderne. Kulturstyrelsen har fredet bygningen og den er dermed fritaget for bygningsreglementets energikrav. Men lige fra bygningens opførelse har medarbejdere oplevet problemer med arbejdsklimaet på grund af de store temperaturudsving, der blandt andet skyldes isoleringsforhold og bygningens konstruktionen. Løsningsforslaget udgør indledningsvis en værdisætning af de arkitektoniske kvaliteter ved Rødovre Rådhus. Rådhuset repræsenterer en arkitektur, der

2 Rådhusets facade er fint proportioneret med en meget omhyggelig detaljering. Desværre udgør facadens ringe tykkelse og meget stål en udfordring i energimæssig henseende er meget følsom overfor forandringer og som må tilnærmes med stor ydmyghed og skarpt øje for den oprindelige arkitektoniske intention. Det er denne intention, som vi med dette projekt har forsøgt at forstå og som vi ønsker at forlænge igennem en energirenovering. Bygningskultur En stor del af den bygningsmasse, som står over for at blive energirenoveret inden for de kommende år, er bygninger opført efter Der sker i efterkrigstidens Danmark markante ændringer inden for byggesektoren. Byggeriet ændres fra at være håndværksbaseret til at blive et effektiviseret industrialiseret byggeri. I netop de bygninger, som bliver opført efter 1945, og som går under betegnelsen modernismens bygninger, har vinduerne ofte en særlig betydning og et særligt æstetisk udtryk. Man risikerer at ødelægge de særlige karakteristika, som periodens byggeri har, hvis man i forbindelse med en energirenovering udskifter vinduerne til eksempelvis energiruder. Arne Jacobsens Rødovre Rådhus har en central betydning for en ny retning inden for dansk efterkrigstid sarkitektur og er et af de tidligste eksempler på industrialiseret arkitektur med en såkaldt curtain wall-facade, hvor facaden er uafhængig fra bærende konstruktion. Rådhusets arkitektur finder tydeligvis inspiration i tysk og amerikansk industrialiseret byggeri, dels i Eero Saarinens General Mortors bygning og en række af Mies van der Rohes bygninger. Trods bygningens tydelige udenlanske referencer har Rødovre Rådhus samtidig en særlig nordisk tone, som referer til den danske klassicisme og det nordiske lys. Bygningsbeskrivelse Rådhuset er opført som et bygningsanlæg, der består af en 3-etagers kontorfløj, der udgør et langt smalt bygningsvolumen på 91x14 m. Kontorfløjen er forbundet med en lav glasgang, der giver adgang til byrådssalen i en høj etage. Kontorfløjens glasfacader er øst-vest orienteret. Byrådssalen er nordsyd orienteret. Byrådsalen lukker sig mod vest og øst med sin lukkede naturstensbeklædning, hvorimod rådhusets lange kontorfløj åbner sig op med sin curtain wall facade og lukker sig mod henholdsvis nord og syd. Bygningsanlægget er bygget op over en stram 1 m modulinddeling. Bygningens konstruktive opbygning med en facade, der er løsrevet fra den konstruktive del, bevirker, at det er et meget fleksibelt hus. Klimaskærmen udgøres af brystningspaneler i rammer af t-profiler dækket af indfarvet lyst glas. Bag panelerne er der et ventileret hulrum. Selve isoleringen er spinkel og udgør kun 14 cm. De to brystningslag bliver holdt sammen af et t-stålprofil, som har en udkragning fra facaden på 5 cm. Den gennemgående profil gentages i en fast takt med 1 m afstand og er dækket med en ramme af rustfrit stål. Vinduesrammerne er af stål og opført med termoruder. Hvert andet vindue kan åbnes. Den bærende konstruktion består af indre betonsøjler, som bærer bygningens dæk. Dækkene spænder på tværs af bygningen og herpå hænger den lette facade. Bygningen har tunge gavle, som afstiver konstruktionen og er beklædt med natursten. Planen, som er spændt ud over et grid på 1x1 m dominerer konsekvent huset lige fra den store skala til den lille detalje. Denne modulære opbygning er et forsøg på at få bygningen til at fremstå som et fuldt industrialiseret byggeri men da Arne Jacobsen fik den amerikanske inspiration hurtigere end den danske byggeindustri, er huset reelt opført af håndværkere. I dag hvor byggeindustrien er blevet yderligere industrialiseret, vil det være muligt at udnytte det konsekvente modul i et energioptimerende tiltag. Bæredygtigt perspektiv i det fleksible modulsystem Den lette facade er opført af stålprofiler med tynde termoglasruder og er dermed ikke isoleret. Den store mængde glas i facaden medfører voldsomme temperatursvingninger med henholdsvis overophedning eller kuldetab og dårligt arbejdsklima som konsekvens. Facaden har altså vist sig at være ressourcekrævende. Til gengæld er bygningen opført med en stort set fri plan, som gør den fleksibel i en grad, så den næsten 60 år senere stadig fungerer som rådhus, uden grundlæggende ombygninger. Forslaget til en energiminimering af Rødovre Rådhus vil lægge sig i forlængelse af det bæredygtige ved fleksibiliteten i det modulære byggesystem. Den energiminimerende indsats i Rådhuset ligger i denne opgavebesvarelse på: - Udskiftning af ruder til vakuumruder fra Pilkington - Efterisolering af brystninger - Efterisolering af gavle - Efterisolering af tag -Efterisolering af vinduesrammernes t-profil Hensigten med denne besvarelse af en energiminimering af Rådovre Rådhus er at bevare de særlige arkitektoniske kvaliteter ved Rødovre Rådhus, som særligt knytter sig til bygningens sprøde vinduesfacade, med slanke stålprofiler og tynde vinduesglas. Vores mål er at finde energiminimeringsløsninger, der fritager os fra synligt at ændre den særlige vinduesfacade. Vores vurdering er, at en forandring af vinduesfacaden i forbindelse med en eventuel energirenovering vil ødelægge bygningens arkitektoniske og rumlige kvaliteter. Det er derfor overordentlig vigtigt, at man får afdækket mulighederne for at energirenovere på en måde, så vinduesfacaden kan fremstå uforandret. Bygningens indeklima i dag De klimatiske problemer ved facaderne som blev påtalt allerede ved rådhusets ibrugtagning i 1956 er stadig tilstede. I 2006 fik bygningen udskiftet vinduerne til solafskærmede energiruder for at undgå overophedning af bygningen. Dog uden at rådhusets brugere kan rapportere om en bedring i indeklimaet. Rådhusets indeklima- og energiproblematikker forbliver uløst, og blev klart ridset op i en energirapport af OBH Ingeniørservicefra 2011, som vi har taget udgangspunkt i ved udarbejdelsen af denne opgave.

3 Rådhusets klimaskerm Ruder Rødovre Rådhus blev bygget med traditionelle termoruder med mm glas. Det beregnes at sådan en rude vil have en u-værdi 3,02 og u-værdi for hele vinduet på 3,36. Efter renoveringen i blev de oprindelige termoruder udskiftet med scanglas solafskærmende energiruder i mm med en beregnet rude u-værdi på 1,45 og en u-værdi for hele vinduet på 1,97. En udskiftning af de nuværende energiruder til vakuumruder fra Pilkington vil forbedre rude u- værdien til 0,8 og en u-værdi på 1,4 for hele vinduet. vurderes at det på ingen måde vil forstyrre fredningsværdierne. For at holde konstruktionen helt lufttæt er de to glas svejset sammen i kanten. Denne samling danner en sort kant der derfor skal skjules i rammen. Konstruktionen svarer til den der kendes fra termokander. Luften er pumpet ud af ruden gennem en lille ventil, med en diameter på omkring 12 mm, der sidder i det ene hjørne af ruden. Denne ventil vil være synlig på ruderne. Det vurderes dog, at det ikke vil forstyrre fredningsværdierne kraftigt. Princippet i vakuumglas er at man har vakuum eller et meget lavt tryk mellem to lag glas hvorved varmetransporten mellem de to bliver forsvindende lille. Ved normale energiruder er mellemrummet mellem glassene forsynet med den inaktive gas Argon. Her er den optimale afstand 15 mm for at begrænse varmetabet. Ved vakuumglas er der stort undertryk (svarende til 1/1000 atmosfærisk tryk) og derfor kan man her komme ned på kun 0,15 mm afstand mellem glassene. Det betyder at disse vakuumruder på 4+0,15+4, stort set ikke er tykkere end summen af de to lag glas. Brystningsisolering Isoleringsmaterialer skal som udgangspunkt ikke bringe Rødovre Rådhus op til minimumskravene for isolering og indeklima i BR10, men repræsentere det muliges kunst i den fredet arkitektur. Den nuværende isolering under vinduesbrystningerne er 75mm glasuld, hvis denne udskiftes med 75 mm aerogel, vil vi uden tab af bevaringsværdier opnå en forbedring af U-værdien fra 0,43 til 0,17. Ofte viser mellemregningerne at brug af nye og oftest dyrere nano isoleringsmaterialer, vil være lige så rentabelt som brug af traditionelle materialer. Vakuum-ventil set henholdsvis i facaden og indefra. Vakuumglas er forsynet med energibelægning på den ene flade på tilsvarende måde som normale energiruder. Det voldsomme undertryk mellem glassene ville normalt få det atmosfæriske tryk til at presse de to lag sammen. For en rude på 1 m2 svarer det til et tryk på et ton. For at holde afstanden imellem glassene er der anbragt små afstands bumser der er monteret i et mønster per 25 x 25 mm. Disse er svære at se, og det Aerogel kan monteres direkte på de eksisterende vægge så den omkostelige og tidskrævende nedrivning samt dele af retableringsfasen spares væk. I dette tilfælde vil det være rentabelt rent æstetisk, fordi en markant isoleringsforbedring ville kunne lade sig gøre uden at forstyrre fredningsværdierne, da den nye isolering ikke fylder mere end den nuværende. Facadesystemer Rådhusets facader består af 91 fag i tre etager, med en glasinddækket brystning og en stor rude på hver etage. Fagene holdes på plads, og markeres visuelt, af et T-profil i stål. Da denne er viktig for sprødheden i bygningen, har vi valgt at isolere brystningen og ruderne, fremfor at efterisolere stålet. Fra top venstre: Opstalt, snit, plansnit vindue, plansnit brystning. 3/5

4 Gavlenes problematik De store uisolerede gavlflader er bygget op af en kold bærende betonkonstruktion, der er direkte forbundet til bygningens dæk. Det giver dels et stort varmetab i gavlfladerne og nedkøling fra dækkene som kuldebro og dels giver det en række byggetekniske problemer i form af kondens Brystningsplade afmonteres, og papiruld blæses ind i tagets hulrum Kontruktionen lukkes efterfølgende med brædder Billede af tagkonstruktion og eksisterende isolering på 100 mm. Foto: Søren Lundqvist. Udlånt af Rødovre Kommune Ved hjælp af en indedørs foring af gulv, lofter og vægge minimeres kuldebroen fra gavlene. Plan og snit 1:100 Efterisolering af build-up-tag Taget på Rødovre Rådhus er udført som et build-up-tag i trælægter beklædt med et bræddelag og tagpap. Senere på grund af problemer med utætheder, er tagpappet blevet dækket af et lag AlkorFlex CPE-folie. Tagets isolering består af rockwool-batts på blot 100 mm, og til trods for, at bygningen har gennemgået flere energirenoveringer, er der endnu ikke blevet gjort noget for at mindske varmetabet gennem taget. Der foreslås en efterisolering med papiruld, der kan sprøjtes ind i mellem tagets lægter og dermed bringe isoleringstykkelsen op på mellem 300 og 600 mm. Da selve konstruktionen er udført i træ, er kuldebro-effekten beskeden. Da betondækket rager helt ud til tagfoden i facaden, skabes en kuldebro. For at undgå kuldebroen vil man kunne inddække betonen med et materiale, så transporten af kulde mindskes. Papiruld er et granulat fremstillet af cellulosefibre fra gamle aviser. Ud over at være et miljøvenligt og billigt alternativ til traditionelle isoleringsmetoder, som for eksempel stenuld, har papiruld Efterisolering af tag med papiruld. Før og efter. Snit 1:50 en høj isoleringsevne og slutter desuden helt tæt om konstruktionen. Da rådhusets tag har hældning, vil det være vanskeligt at fylde hulrummet i konstruktionen effektivt ud med traditionelle isoleringsbatts. På grund af papirets høje absorptionsværdi vil det være i stand til at optage fugten i trækonstruktionen og dermed mindske risikoen for dannelse af skimmelsvamp og rådskader ved eventuelle utætheder i taget. Det nuværende tag har en U- værdi på 0,37. Med 400 mm papiruldsisolering kommer U- værdien ned på 0,09. Det vil give en energibesparelse på 75,7 % En løsning med papiruld vil ikke påvirke det arkitektoniske udtryk, da efterisoleringen ikke er synlig udefra. End ikke fra luften. Den kræver kun, at den eksisterende tagpap (med folie) fjernes og siden erstattes med en ny pap. Hældningen på taget er på nuværende tidspunkt relativt lille. Ønskes en endnu mere robust løsning, kan tagets hældning øges en smule for at sikre, at der ikke står vand på tagfladen. Gavlenes udvendige udtryk er bærende for bygningsværkets samlede fremtræden. De er beklædt med Solvåg natursten og monteret på justerbare, indstøbte metalankre. Samlingerne er efterfølgende lukket med en gummifuge og den samlede detalje gør det umuligt at afmontere facaden uden at ødelægge stenene og miste den smukke patinering gavlene i dag præsenterer. Det er altså umuligt at isolere mellem den bærende betonkonstruktion og den lette naturstensfacade. I enderne af bygningen, ud mod de massive gavle, slutter den ellers frie plan og bliver til en stramt organiseret struktur af vådrum. Udfordringen ved en efterisolering af det indre rum består dermed i, at finde et niveau, der forbedrer varmetabet markant uden at optage så meget plads i rummet, at rumorganiseringen ændres. Den valgte løsning gør brug af højisolerende Aerogel. Gavlens u-værdi ligger nu på 1,19. Med en indvendig isolering på 20 mm beklædt med en 9 mm gipsplade giver det en efterfølgende u-værdi pâ 0,44. På den samlede gavl vil det give 63% nedsat varmeforbrug. Ved likeledes at efterisolere loft og gulvflade kan vi indelukke et stykke af denne kuldebro, hvilket yderligere vil nedsætte varmetabet ved gavlpartierne. Snit 1:10 Opstalt 1:10 Gavl, eksisterende forhold. Det er ikke muligt at isolere mellem betonen og naturstensfacaden. Plansnit 1:10

5 Konklusion I nærværende besvarelse på en energiminimering af Rødovre Rådhus har hensigten været at bevare de særlige arkitektoniske kvaliteter ved Rødovre Rådhus, som særligt knytter sig til bygningens sprøde vinduesfacade med slanke stålpro ler og tynde vinduesglas. Med diskrete indgreb i bygningen i form af efterisolering af henholdsvis tag, gavle og brystninger og en udskiftning af ruderne til vakuumruder, kan man opnå relativt store energibesparelser uden at forringe de bærende kvaliteter ved bygningen. En ledende stategi for vores foreslåede energioptimering, har været at de indgreb der gøres, skal være reversible. På den måde man kan ændre, bygge videre eller tilbageføre og skjule at der er blevet udført arbejde på tidligere stadier. Udviklingen af bedre isoleringsmaterialer (Aerogel), og bedre ruder (vakuum), har gjort det muligt at markant energiforbedre 184 af de 212 Litteratur: meter facade, samt reducere gavlenes kuldebro-problematik. Reversibiliteten muliggør yderligere forbedringer efterhånden som nye og forbedrede produkter kommer på markedet. Modulariteten i bygningen er også videreført i de indgreb der er foreslået udført, og bidrager dermed til bygningens udtryk, samt til dens fremtidige eksibilitet. Thau, Carsten med Vindum, Kjeld Arne Jacobsen, 1998, Arkitektens forlag. Shreidan, Michael - Room 606, 2003, Phaidon. Rødovre kommuneatlas, Arkitekten # Energirapport om Rådhuset udarbejdet af OBH Ingeniørservice A/S ved Helge Schmidt Nielsen, 2011 Bygningens centrale placering i Rødovre, mellem Rødovre Centrum, politihuset og biblioteket, har i al overskuelig fremtid, sikret den en plads som Rådhus for Rødovre. Dog vil de tjenester og ydelser man forventer fra og i et rådhus ændre sig. Den store eksibilitet, der ligger i det eksisterende rådhus, har allerede sikret det et langt arbejdsliv i den offentlige tjeneste. Med en energioptimering der respekterer de eksisterende værdier i bygningen, vil rådhuset være klart til at møde de fremtidige opgaver Rødovres borgere stiller. Udarbejdet af: Even Brænne Olstad Trine Hjorth Skovbo Troels Thor Axelsen Ingunn Nordberg Morten Birk Jørgensen Sarah Due Larsen Laura Boelskifte 5/5