eco 2 logyswim Valgfrit projekt Kenneth Gustavsen s Anders Biehl s Søren Andersen s062458

Transkript

1 eco 2 logyswim Valgfrit projekt Kenneth Gustavsen s Anders Biehl s Søren Andersen s062458

2 Forord I forbindelse med 6. semester på bygningsdesignlinjen på DTU udføres et valgfrit projekt, der gælder for 15 ETCS point per studerende. Gruppen består af: Anders Biehl Søren Andersen Kenneth Gustavsen s s s Vores valgfri projekt, kursus 11969, tager udgangspunkt i Skibet Skole ved Vejle. Her har en initiativgruppe bestående af medlemmer fra skolebestyrelsen og øvrige frivillige opstillet et ønske om opførelse af en 0-energi svømmehal, vi vil med denne opgave give et løsningsforslag. Denne rapport er et projektforslag, hvor der er lagt vægt på udformningen ved brug af kendte teknikker til opførelse af energirigtigt byggeri. Rapporten er tænkt som et forprojekt, der skal bruges i forbindelse med at søge fondsmidler, der skal finansiere projektet. Derfor er der lagt vægt på at finde frem til hvilke strategier der skal bruges ved videre projektering og ikke på konkret dimensionering af teknikken i svømmehalsanlæg. Ved udarbejdelse af rapporten har følgende, fungeret som vejledere: Morten Toft (Arkitekt) Jørgen Erik Christensen (Ingeniør) Hans Janssen (Ingeniør) Yderligere har initiativgruppen fra Skibet Skole været behjælpelige med tegningsmateriale og informationer om brugernes behov. Vi takker alle for deres medvirken i projektet, og det er vort håb, at rapporten vil danne grundlag for et veludført projekt i fremtiden. I rapporten vises kilder ved f.eks. [1], her henvises til litteraturlisten bagerst i rapporten. 1

3 vv Resume CO 2 -udslip er gennem de seneste årtier blevet et stort problem for jordens klima. I den forbindelse ønsker Skibet Skole ved Vejle at bygge en CO 2 neutral svømmehal. Projektet er et forslag til opbygningen af en svømmehal, hvor bæredygtighed og energistrategier er tænkt ind allerede i designprocessen. Indledningsvis er der indsamlet viden omkring de visioner, der ligger til grund for projektet. I den forbindelse er der taget kontakt til den initiativgruppe som står bag projektet og som senere i forløbet skal stå for indsamling af fondsmidler, så projektforslaget kan realiseres. Skolen har en af landets største afdelinger for børn med asperger syndrom og svømmehallen tænkes udformet med henblik på at skabe et godt miljø for disse børn. I designfasen er der taget udgangspunkt i landskabet omkring Skibet, der er atypisk i forhold til resten af Danmark. Et bakkede landskab og en sø lige ved skolen kombineres med svømmehallens bassiner og danner reference til bjerge med niveau delte søer. Der er i rapporten udarbejdet et idekatalog der ved videre projektering kan bruges som inspiration til yderligere energitiltag. Som i resten af verden har solen en stor betydning for indeklimaet, derfor indeholder projektet en integreret solafskærmnings løsning samt en undersøgelse af dens indvirken på indeklimaet og energiforbrug. Undersøgelsen er baseret på et referenceudsnit af bygningen. For at undersøge bygningens samlede energiforbrug er simuleringsprogrammet BSim brugt. BSim er også anvendt til at undersøge solafskæmningens effekt på hele bygningen. Den tekniske del af projektet består i et afsnit hvor behovet for ventilation, rumopvarmning og opvarmning af bassinvandet undersøges. På baggrund af disse tal er der redegjort for, hvilke områder der kan sættes ind, for at lykkedes, med at opføre en svømmehal der kan klasificeres som en 0-energi bygning. 2

4 Indholdsfortegnelse Kapitel 1 Indledning side 5 Hvad er problemet side 6 Kapitel 2 Visioner side 7 Baggrund for eco 2 logyswim side 8 Vores vision side 9 Kapitel 3 Behovs analyse side 11 Topografisk analyse side 12 Koncept side 13 Skibet i kontekst side 14 Skibet Skole side 15 Situationsplan side 16 Site plan side 17 Placering på sitet side 18 Skitseproces side 19 Formgivning side 20 Niveauer side 21 Kapitel 9 Energiforbrug i svømmehaller side 52 Solfangeranlæg side 55 Ventilationsstrategi side 59 Kapitel 10 Simulering af eco 2 logyswim side 68 Kapitel 11 Perspektivering side 74 Konklusion side 76 Litteraturliste side 78 Bilag Bilag 1-9 Kapitel 4 Plan side 23 Kælderplan side 24 Ankomst til eco 2 logyswim side 25 eco 2 logyswim set fra Skibet Skole side 26 Kapitel 5 Solafskærmning side 28 Kapitel 6 Forpladsen side 39 Virkemidler side 40 Stemning ved bassiner side 41 Kapitel 7 Ide katalog side 43 Kapitel 8 Brugen af eco 2 logyswim side 50 3

5 Kapitel 1 Indledning

6 Indledning og problemformulering I forbindelse med valgfrit projekt på bygningsdesignlinjen tages der udgangspunkt i et projekt der ønskes opført i Skibet i Vejle kommune. En initiativgruppe ønsker at lave en økologisk svømmehal i forbindelse med Skibet Skole. Skolen er kendt for flere år i træk at arbejde bevidst og målrettet med miljø og bæredygtighed, hvilket skal føres videre i forbindelse med svømmehallen, der skal opføres som et 0 - energihus. Hidtil er der ikke lavet nogle 0-energi svømmehaller og projektet skal derfor udformes som forgangsprojekt, der sætter Vejle på verdenskortet når der snakkes miljø og bæredygtighed. Projektet er i søen af initiativgruppen, og det ønskes at lave et projekt der opfylder de visioner gruppen har. Det er Vejle Kommune der skal projektet og det er derfor vigtigt at projektet også opfylder de visioner kommunen har indenfor nybyggeri og sundhed. for den tekniske del være, at bestemme strategierne for ventilation, rumopvarmning, brugsvand samt brugen af solvarmeanlæg som vedvarende energikilde. Projektet skal som sagt bruges som et oplæg til at søge fondsmidler, derfor vil der i projeket arbejdes med kendte rentable løsninger, mens ikke rentable løsninger vil blive diskuteret. Hvis der til det endelige projekt vælges at signal værdi prioteres højere end rantablilitet, er det vigtigt at disse løsninger også er diskuteret. Projektet vil ende med en perspektivering hvor valgte løsninger diskuteres og betragtes i forhold til lignende projekter. Skibet Skole har en afdeling for elever med asperger syndrom, og det er derfor vigtigt at bygningen er designet til gavn for disse elever med et speciel behov. For at sikre en korrekt indretning i forhold til disse elever, udføres en behovsanalyse hvor elevernes behov kortlægges. Målet med projektet er at designe en bygning der kan bruges af alle brugergruppe, lige fra unge skoleelever til ældre borgere der har brug for genoptræning. Med projektet ønskes det at skabe moderne innovativ arkitektur, hvor der sikres et godt indeklima på baggrund af integreret design og moderne teknologiske løsninger. For at mindske energiforbruget vil brugen af vedvarende energi indarbejdes i projektet, og det vil blive diskuteret hvilke løsninger der vil være rentable. Ved brug af simuleringer undersøges energiforbruget, temperaturer og indeklimaet, samt hvilken betydning de valgte strategier har for bygningen. Undersøgelser foretages ved simuleringer, samt ved håndberegninger, betragtninger og diskussioner. Simuleringerne vil også undersøge hvilken betydning et mindre bygnings volumen vil have for projektet, her vil alternative løsningerne diskuteres. Målet med projektet er at skabe en bygning hvor standarderne bruges som udgangspunkt ved bestemmelse af isoleringstykkelser og lignende. Da projektet primært skal bruges til at søge fondsmidler, vil målet 5

7 Hvad er problemet Der har gennem tiden været mange teorier omkring den globale opvarmning, men når alle disse er fremlagt står vi stadig med det samme problem, nemlig en verden hvor polerne smelter, vandstanden stiger, temperaturen stiger og ozonhullerne bliver større. For at undgå dette må hvert enkelt land bære sin del af læsset og bidrage til nedbringelsen af udslippet af drivhusgasser, men da det er et spørgsmål om penge er det nemmere sagt end gjort. Et globalt Problem I 1992 under en FN konference blev Agenda 21, der skulle opnå de resultater som græsrodsbevægelser har kæmpet for i mange årtier, vedtaget. Agenda 21 er en plan der skal sikre en nedbringelse af udslippet af drivhusgasser, og dermed en mere bæredygtig energiudvikling i det 21. Århundrede. 5 år efter Agenda 21 blev vedtaget, underskrev verdenens ledere i 1997 Kyoto aftalen, hvor det blev vedtaget, at Europa, og dermed Danmark, skal nedsætte udslippet af drivhusgasser med 8 %. Ingen lande er tvunget med i samarbejdet omkring Kyoto aftalen, hvilket også har betydet at USA, med tidligere præsident Georg W. Bush i spidsen, ikke har underskrevet Kyoto aftalen. Som alle ved, koster det penge at nedsætte udslippet af drivhusgasser, og derfor er uviklingslandene ikke taget med i Kyoto aftalen. Dette er ikke noget stort problem, når der er tale om små lande, men da Kina betragtes som et udviklingsland er det et mere alvorligt problem. Kina er, sammen med USA, et af de lande med det største udslip af drivhusgasser. Det kunne nu være fristende at spørge, hvorfor skal vi i Danmark indrette os efter hvad de gør i andre lande, men da klimaproblemerne ikke er nationale men internationale bliver hele verden nødt til at stå sammen og løse problemerne. Hvad byder fremtiden I Danmark bruges 40 % af energien på driften af bygninger, hvis vi skal nedbringe udslippet af drivhusgasser er det nødvendigt også at nedbringe den mængde energi der bruges i bygningerne. Det kan dog ikke gøre det alene, for selv om vi reducerer mængden af energi, skal der stadig produceres en del. For at have et fuldstændigt bæredygtigt samfund skal denne energi produceres af vedvarende energi. Regeringen har, i samarbejde med næsten alle partier, udviklet en strategi for hvordan Danmark skal nedbringe udledningen af drivhusgasser. Nogle af punkterne der direkte kan nedsætte udledningen er: - Energiforbruget skal i 2020 nedsættes med 4 % i forhold til for bruget i I 2011 skal 20 % af energi komme fra vedvarende kilder. - Hæve afregningsprisen på energi generet fra landvind møller, biomasse og biogas. - Opsætte havvindmøller der samlet kan producere 400 mega watt. - Brint og el-biler fritages for afgifter, som et forsøg frem til Der ud over gives der 35 mio. kroner til forsøg med elbiler. 1 Da der også er brug for ny viden om hvordan teknikkerne kan optimeres, og hvordan nye metoder kan udvikles er følgende planlagt. - Der afsættes 750 mio. kroner i 2009 og 1mia. kroner i 2010 til forskning udvikling og demonstration inden for energite knologi. - Der afsættes 25 mio. kroner til forsøg med bølgekraft og solceller mm. hvert år de næste 4 år. 1 Kan vi lære noget af andre lande Disse tiltag, også kaldet Energiaftalen, skal være med til nedsætte udledningen af drivhusgasser i Danmark, men for at dette vil lykkes er det vigtigt at alle borgerne og byggeindustrien er med på ideen. Energiaftalen vil give resultater på længere sigt, men hvis energiforbruget virkelig skal ændres er der brug for en hel anderledes måde at tænke på. I Tyskland og Østrig, der begge betragtes som forgangs lande indenfor lavenergibyggeri, giver staten støtte til et byggeri hvis der f.eks. integreres et solvarmeanlæg. Denne støtte har betydet at stort set alt nybyggeri gør brug af vedvarende energi. Samtidigt gives der også støtte hvis der f.eks. opsættes solvarmeanlæg på ældre bygninger, hvilket betyder at solvarme anlæg ses overalt i Tyskland og Østrig. I Danmark er problemet at solvarme og i særdeleshed solcelleanlæg er meget dyre og derfor ikke rentable, det vil sige at anlæggene ikke bliver sat op af økonomiske årsager, men af omtanke til klimaet. Det økonomiske aspekt har betydet, at bygherrerne gerne vil drage nytte af den vedvarende energi så længe den er gratis, men lige så snart løsningerne ikke er rentable vendes tommelfingeren nedad. Hvis Danmark ikke vil give støtte til brugen af vedvarende energi, er det nødvendigt at tvinge byggeindustrien til at udnytte den vedvarende energi. Regeringen vil med indførsel af det nye og med de fremtidige 1 Kilde: bygningsreglementer tvinge byggeindustrien i den rigtige retning, således så alt nybyggeri i 2020 vil opfylde mange af de krav der stilles til passivhuse anno Da den økonomiske gevinst ved lavenergibyggeri i 2009 ikke er stor, er det nødvendigt med projekter der kan vise den almindelige borger, hvad det betyder at designe efter en bæredygtig tanke og hvor vigtigt det er. Det store spørgsmål er så om det tilstrækkeligt? Med den udvikling der er, er det så nødvendigt gøre noget nu og her, kunne det være en ide at sige at 40 % af den anvendte energi skal komme fra vedvarende kilder? 6

8 Kapitel 2 Visioner

9 Baggrund for eco 2 logyswim I slutningen af 60 erne fik idrætslærer Oluf Stegmann ideen om at opføre et indendørs svømmebad til skolens elever. Sammen med skoleinspektøren Olav Nielsen og sognerådsmedlem Hans Koed arbejdede Oluf Stegmann for et svømmebad til Skibet Skole. Byggeriet af det nye svømmebad begyndte i 1969 og stod færdig i 1970 hvor det blev inviet af 1. viceborgmester Jens Engemand. I 1972 blev Skibet Svømmeklub stiftet af en gruppe forældre fra lokalområdet, der gerne ville benytte det nye svømmebad til sig selv og deres børn. I 1979 indtraf den anden energikrise i Skibet Svømmebad og i resten af Danmark. Energikrisen betød at svømmebadet blev restaureret til det svømmebad der står der i dag. Ved restaureringen blev der lavet nyt loft, ny isolering og nyt tag, ovenlysvinduerne blev blændet, bassinenet fik en gummimembran og der blev etableret et ventilationsanlæg med varmegenanvending. I løbet af 1980 erne er brugen af svømmebadet udvidet og bygningen havde svært ved at følge med de nye krav. Derfor blev der i 1990 erne lavet et forslag til renovering, hvor ny indretning af omklædnings- og badeforhold skulle udføres. Disse forslag blev dog aldrig gennemført. I blev der udarbejdet et forslag til udskiftning af den oprindelige teknik i svømmebadet fra 1960 erne. Samtidig blev der udarbejdet er forslag til en gennemgående renovering. Forslagene blev vurderet til en pris på 5.5mio kr., der efter en sparerunde blev reduceret til 3.2mio. kr.. Med baggrund i renoverings forslaget besluttede Vejle byråd at lukke svømmebadet, og overføre driftsmidlerne til den nyopførte Skibets Sportshal. Fra 2003 har Skibet skole forsøgt at få omgjort beslutningen om at lukke svømmebadet, for at sikre svømmetilbuddet til skolens elever og i særdeleshed til eleverne med Asperger syndrom. Idag arbejder en ny initiativgruppe bestående af forældre og pårørende til Skibet Skole for en ny svømmehal. Initiativgruppen arbejder for at beholde svømmetilbuddet til skolens elever, øvrige og nye brugere. Hvad vil Initiativ Gruppen? Initiativgruppen ønsker i sambejde med Vejle Kommune, at udarbejde dét projekt, der kan danne ramme om et bæredygtigt, moderne og trygt svømmetilbud for Skibet Skoles elever, lokale og andre kommunale foreninger og i særdeleshed Skibets Skoles afdeling for elever med diagnosen, Aspergers syndrom. Initiativgruppens vision er at opføre Danmarks først 0-energi svømmetilbud. Med eco 2 logyswim er det gruppens vision at vise lokale borgere og resten af verden hvordan det er muligt at sænke energiforbruget i hverdagen. For at opfylde visionen om en 0-energi svømmetilbud, skal projektet gøre brug af teknikker der kan reducere energiforbruget. På hverdagsskala ønsker initiativgruppen at eco 2 logyswim bliver et levende Learning Lab for skolens elever, der sætter klimaet på skemaet. ec0 2 logyswim skal primært være et svømmetilbud til Skibet Skole og lokale, da der findes alternative svømmetilbud i andre dele af Vejle kommune. Hvad vil Vejle Kommune? Vejle kommunes vision og politik indenfor sundhed og miljø er klart defineret og skal være med til at sætte Vejle kommune på Verdenskortet. Som en del af sundhedspolitikken vil Velje Kommune sikre at alle, på trods af handicap og lignende, har mulighed for at dyrke motion. Det er den enkelte borgers eget ansvar at foretage sunde valg. Kommunen har ansvaret for at skabe rammerne for det - ved løsning af de opaver, kommunen har overfor borgerne. Uddrag fra Veje Kommunes sundhedspolitik. Kommunen har den vision at Vejle skal kunne ses fra månen. Dette er blandt andet realiseret ved at opføre ti huse som passivhuse. Hvad ønsker initiativgruppen? For at kunne søge midler til videre arbejde med eco 2 logyswim, ønsker initiativgruppen et projektforslag der sikrer, at de beskrevne visioner opfyldes. MOTIONSTILBUD TIL ALLE Moderne teknologi I VEJLE KAN MAN HØRE GRÆSSET GRO o - Energi Byggeri Vejle kommune Vejle Kommune skal kunne ses fra Månen INNOVATIV ARKITEKTUR SKAL SKABE SUNDT TILGÆNGELIGT OG BÆREDYGTIGT BYGGERI DANMARKS OFFICIELLE ARKITEKTUR POLITIK Miljøet skal prioteres højt i byggeriet eco 2 logyswim Fællesskab Svømmetilbud til alle med specielle behov Skibets initiativgruppe SVØMMETILBUD TIL ALLE ELEVER OG LOKALE Vejle Kommune og initiativgruppens visioner skal sammensmelte i projektet eco 2 logyswim 8

10 Vores Vision Med udgangspunkt i initiativgruppens ønsker, har vi visioner om et projekt, hvor materialer og tanker om bæredygtighed kombineret med gennemprøvede teknikker og moderne energiløsninger skal udgøre et byggeri, der både fremstår moderne på den arkitektoniske, såvel som den tekniske side. eco 2 logyswim skal være et forgangsprojekt der viser, at det er muligt at kombinere arkitektur og bæredygtighed, selv for meget energikrævende bygninger. Som forgangsprojekt er det af stor betydning, at det er tydeligt hvilke midler der er brugt for at mindske brugen af energi, så disse kan kopieres til lignende projekter. I designet tages der hensyn til Skibet skoles elever med asperger syndrom, der har brug for trygge omgivelser uden forstyrrende elementer. Yderligere indrettes svømmehallen med niveaufri adgang, så også handicappede og ældre får et svømmetilbud i Vejle Kommune. En af de kvaliteter der kendetegner Skibet er den meget karakteristiske, bakkede natur der præger området. For at bruge denne kvalitet skal designet af eco 2 logyswim henvende sig til naturen og gøre brug af udsigten. Hermed er målet at skabe et intimt miljø, der giver brugerne af svømmehallen en god svømmeoplevelse. Teknikkerne der bruges for at opføre en energirigtig svømmehal skal være synlig for brugerne ved besigtigelse af bygningen udefra. Samtidig skal der være mulighed for at indsamle viden om de brugte teknikker ved et besøg i svømmehallen. Denne vidensdeling skal også bruges i forbindelse med undervisningen på Skibet skole, hvor der i forvejen er tradition for at tænke bæredygtigt. For at give eleverne på skolen en ide om, hvilke funktioner der bruger meget energi, skal det i design og indretning gøres klart når der bruges energi i form af varme eller elektricitet. På den måde skal bygningen fremstå som en del af Skibet Skoles grønne strategi, samtidig med, at den skal være et svømmetilbud for borgerne i nærområdet. integreret design mulighed for udvikling motion for alle handicapvenlig Moderne teknologi Bæredygtigt byggeri o - energi Nærhed eco 2 logyswim plads til alle varemærke Moderne arkitektur mange svømmetilbud vores vision energi optimering videnscenter oplysning 9

11 Kapitel 3 Analyse Registrering Koncept Placering Form

12 Behovs analyse Skibet Skole har en afdeling, hvor eleverne har diagnosen asperger syndrom. Afdelingen har omkring 70 elever der er fordelt i 20 klasser. Det er især denne gruppe elever, der ikke kan magte at bruge andre af de motionstilbud der er i Vejle Kommune, hvilket gør eco 2 logyswim til et vigtigt projekt. Asperger syndromet er en udviklingsforstyrrelse, der især ses hos drenge. Der er flere ting der gør en person med asperger anderledes end en normal person, men det er især evnen til socialt samvær der er svækket. Det betyder at en person med asperger syndrom har det bedst i vante omgivelser, hvilket får stor betydning for skoleforløbet. Her er under normale omstændigheder mange sociale aktiviteter, hvor samarbejde og kommunikation er vigtigt. Ved svømmeundervisning er der under normale omstændigheder meget støj og kontakt med de andre elever, dette ligger ikke godt i takt med den manglende forståelse for andres følelser. Ofte vil omgivelser, hvor der ikke er tænkt på børnene med asperger syndrom gøre dem urolige eller utrygge. I tilfælde med en svømmehal, hvor der ikke er tænkt på deres behov vil dette få konsekvenser for deres udbytte af svømmeundervisningen. Da børn med asperger syndrom har problemer med at fungere socialt er det en gruppe der ikke er ret aktive i deres fritid, det er derfor vigtigt at give dem et sundt forhold til motion gennem deres skoleforløb. Ifølge Vejle kommunes sundhedspolitik er det vigtigt at alle samfundsgrupper har muligheden for at leve et sundt liv. Derfor er der også støtte omkring projektet med eco 2 logyswim. Yderligere har en person med asperger syndrom ofte svært ved at læse og skrive, men derimod en god opfattelsesevne. Mange har derfor en tendens til at fordybe sig i et emne der interesserer dem og har svært ved at tale om andet end lige nøjagtig dette emne. Det kan være svært at have klasser der har mere end 5-6 elever med asperger syndrom, da børnene ikke har den situationsfornemmelse som andre børn får gennem deres opdragelse. I stedet følger børnene deres egne idéer uden at have nogen anelse om, at det kan virke stødende på andre. En måde, hvorpå man kan gøre indlæringen nemmere er ved at have et skema, der er regelmæssigt. I forhold til eco 2 logyswim er der brug for mindre bassiner, så børnene med asperger syndrom kan undervises i klasser på 5-6 personer. Det er vigtigt at der ikke er for mange forstyrrende elementer, der kan optage deres opmærksomhed, da det kan give anledning til at fordybe sig i noget andet end det er hensigten, nemlig svømning. Svømning er en oplagt motionsform, da der skal handle selvstændigt og der ikke er store krav til finmotorikken, der hos de fleste er dårlig. Kilder:

13 Topografisk analyse og registrering Vejle og omegn er i særdeleshed karakteriseret ved sin landskabelighed. En landskabelighed der markerer sig stærkest ved sin skarpe topografi, men også ved at rumme forskellige karakterer af vand. Først og fremmest er der Vejle fjord der kiler sig ind i landet, men også Vejle Å og flere mindre søer spreder sig ud over landskabet. I et topografisk perspektiv er Vejle særegen. Højdekurverne i området ligger tættere end noget andet sted i Danmark, og på denne måde gør det området unikt i et nationalt perspektiv. Det udmærker sig ved at være det nærmeste vi kommer på bjerge i Danmark. Fra Vejle by, der ligger i den flade Vejle å dal breder højdedragene sig ud langs begge sider af fjorden og ind i landskabet mod vest. Skabelsen af det kuperede landskab kan henledes til istiden. En gletcher er trængt ind over Jylland fra øst, og har forårsaget kløfter i underlaget. Smeltevandet har senere furet landskabet yderligere, og skabt de stejle højdedrag, der i dag giver Vejle en speciel bjergagtig karakter. Fænomenet hvorledes isen har formet landskabet kaldes tunneldal. I praksis sker der det, at isen ligger som en massiv kappe over landskabet og giver et voldsomt tryk på overfladen. Samtidig smelter isen nedefra og danner smeltefloder. Trykket fra isen og smelteflodernes fremdrift skaber de stejle kløfter. Står man i den flade Vejle ådal imponeres man af det kuperede terræn der udgør omgivelserne. Bakkerne skråner op fra fjorden og tager sig frodigt ud med bøgeskov på toppen. Bevæger man sig fra centrum af Vejle mod vest og den lille by Skibet, kommer man gennem den forholdsvis flade dal med udsigt til skråningerne i både nord og syd. Vejen til skibet, der er en afstikker væk fra dalområdet, giver igen associationer til bjergrige egne. Vejens forløb med hårnålesving og stigninger er udansk på en interessante måde. Husene ligger langs vejen og refererer til en bjerglandsby i lille skala. Vandet, der generelt er et indflydelsesrigt element i landskabet, er også med til at give omgivelserne omkring Skibet karakter. Den nordlige grænse af Skibet skråner mod en mindre sø omgivet af høje træer. På den anden side af søen åbner landskabet sig og horisonten lukkes af en skovklædt højderyg. Samlet set er det uundgåeligt ikke at betages af Skibets og Vejles landskabelighed

14 Koncept Projektet opererer konceptuelt med flere visioner. Dels skal det markere sig stærkt arkitektonisk, hvor formålet er at bidrage med en æstetisk og unik bygning til Skibet. Projektet skal fordre sanseligheden og optimere oplevelsen for brugerne af bygningen. Dels skal projektet illustrere en synlig bæredygtighed, der underbygger projektets rolle som forgangsprojekt. Projektet må tale, ikke kun til indbyggerne i Skibet, men til hele Vejle, og motivere den bæredygtige tankegang. Det skal iværksætte en fundamental miljørigtig udvikling for både den offentlige institution og den private husejer. At integrere disse visioner er formålet med projektet. Det konceptuelle grundlag for den arkitektoniske udformning af bygningen, skal findes i landskabeligheden der karakteriserer Skibet og hele egnen omkring Vejle. Projektet forsøger at indlemme naturens rigdom i den oplevelse man får som bruger af eco 2 logyswim. Kuperet terræn og vand, er elementer der beskriver landskabeligheden, og med disse som udgangspunkt tegner der sig et arkitektonisk koncept for projektet. Danmark har ingen bjerge, men istiden har levnet Vejle med et kuperet terræn med stejle højdedrag og lavninger hvor søer er opstået. En af disse søer grænser det nordlige skel af sitet for eco 2 logyswim. De planlagte to bassiner der udgøres af et svømmebassin og et varmtvandsbassin, tænkes ind som en art af bjergsøer, der forholder sig til den eksisterende sø i lavningen. Med en niveauforskel på de to bassiner i svømmebadet og den naturlige sø, kommer vandspejlene til at have en nivellering der minder om opdyrkede terrasser i bjergene, f.eks. kinesiske rismarker eller naturligt opdæmmede vandreservoir eller bjergsøer. Anlæggelse af udendørs spejlbassiner vil forstærke konceptet og styrke associationerne til terrassedelte bassiner. Udsigten fra hallen og i særdeleshed varmvandsbassinet vil have flere dimensioner. I nærheden vil tætstående træer og søen være dominerende, men ændres fokus, så der skues mellem træernes stammer og kroner, vil et åbent landskab pryde udsigten. Dobbeltheden som udsigten tilbyder, bidrager til en forskellighed af stemninger for de badende. I varmtvandsbassinet er det projektets hensigt at skabe en intimitet og en nærhed til naturen. En oplevelse af at opholde sig i en varm bjergsø hvor et kig ud over kanten vil afsløre endnu en sø, et niveau længere nede af skråningen. Varmtvandsbassinet er adskilt fra det store bassin både i niveau og i plan, til dels for at øge intimiteten men også for at fuldføre tanken om lagdelte bassiner. På trods af niveau forskelle gåes der ikke på kompromis med brugervenligheden. Ramper og fladetrin sikrer en sikker færdsel i hallen. Foto: Anders Biehl Foto: Anders Bonde 13

15 Skibet i kontekst regården har rødder tilbage til 1434, men den nuværende hovedbygning er opført i Skibet er en lille by, der i nationalt perspektiv, er beliggende i en radius af 200 km fra København. Byen er en del af region syddanmark og ligger i Vejle kommune. Indbyggertallet er i følge Danmarks Statistik gjort op til 2039 i år I dag er byen ikke kun interessant i kraft af sine historiske vartegn. Byen udmærker sig ved at være nytænkende, og fremtidssigtet indenfor energi- og miljøområdet. Selv om byen er lille, er der ambitioner om at markere sig på nationalt plan for sine initiativer og forgangsprojekter. I 2007 iværsattes danmarks hidtil største udviklingsprojekt indefor passivhuse i Skibet. Det var isoleringsfirmaet Isover der var initiativtagere til projektet der skulle resultere i 10 parcelhuse bygget efter passisvhusstandarden. Projektet skal ses som et oplysningsprojekt der i et miljøpolitisk perspektiv skal udbrede kendskabet til passivhuse og de arkitektoniske muligheder der ligger indenfor dette. Den miljørigtige tankegang har i den grad forplantet sig i Skibet. Da en lukningen af Skibet svømmehal, på grund af uøkonomisk energimæssig drift, truede, var den umiddelbare indskydelse at bygge en 0-energisvømmehal. På den måde er budskabet med komforthusene blevet modtaget, og Skibet kan fortsat udvikle sig til en fremtidig grøn og bæredygtig by. Google earth Skibet liggger omtrenet 6 km vest for Vejle by. Vejen dertil bevæger sig gennem det flade tunneldalområde som smeltefloder har skabt under den seneste istid. Fortsætter man 20 km. mod vest kommer man til Billund. Byens største vartegn er Skibet kirke der er bygget omkring i romansk stil uden tårn. Frem til ca tilhørte kirken herregården Haraldskær, der er et andet af byens vartegn. Her- Vejle 6km Billund 2Okm eco2logyswim Google earth 14

16 Skibet Skole Skibet skole udmærker sig ved, foruden almindelig folkeskoleundervisning, at tilbyde undervisning til kontakthæmmede elever, hvor hovedparten af eleverne tilhører kategorierne infantil autisme og Aspergers syndrom. Aspergers syndrom er i dag placeret under autismebegrebet, og personer med Aspergers syndrom bliver betegnet som højtfungerende autister, dvs. at personerne med dette syndrom er normalt begavede, men har en række specifikke vanskeligheder, der tæller afvigelser i den sociale kontakt, kommunikation og adfærdsmønstre. Vanskelighedernes omfang kan variere fra person til person, men børn med syndromet kræver ekstra støtte. Den almindelige hovedskole har ca. 328 elever mens centerafdelingen hvor de kontakthæmmede børn modtager undervisning tæller ca. 72 elever. Det kunne f.eks. være i skoleskoven der er et skovområde som skolen råder over eller i udeværkstedet. I fremtiden vil videnshallen i det nye eco 2 logyswim kunne bruges i undervisningen om miljørigtig energi, og bidrage til, at Skibet skole kan blive ved med, at kunne hejse det grønne flag, langt ud i fremtiden. I trit med byens bæredygtige linie, har skolen også visioner på energi og miljøområdet. De har 12 gange modtaget det Grønne flag gennem netværket Grønt Flag - Grøn Skole. Grønt Flag Grøn Skole er et internationalt miljøundervisningsprogram, hvor op mod skoler fra 44 lande deltager. I Danmark deltager over 240 skoler i netværket og 60 skoler får hvert år tildelt det grønne flag som synligt tegn på, at de har gennemført et miljøundervisningsprojekt for hele skolen af høj kvalitet. På Skibet skole er der programmeret en Grøn læseplan der sikrer at alle elever i deres skoletid gennemfører projekter indenfor emnerne vand, energi, affald, naturen omkring skolen, biodiversitet og økologi. Man lægger vægt på at projekterne kan udføres eksternt i lokalområdet. Kilde: Skibet skole: notat Centerklasser for kontakthæmmede 15

17 Situationsplan 1:

18 Site Plan 1:2000 Hvad enten man ankommer til eco 2 logy swim med bil eller fra en af skolens afdelinger, er adgangsforholdene ubesværede og let tilgængelige. Skolens elever kan sikkert bevæge sig mellem klasseværelset og svømmebadet, og bilister kan parkere i umiddelbar nærhed. Skolens pladser for fysisk aktivitet bindes sammen i en stærkere forbindelse, end hvad de eksisterende forhold formår. Pladsen indbyder til ophold og rekreativ beskæftigelse. Børnene kan opholde sig her i pauser eller efter svømmeundervisning og forældre kan som alternativ til foyeren vente på deres børn her, i solskin ved små bassiner og beplantning. 17

19 Placering på sitet 18

20 Skitse proces 23 19

21 Formgivning Bygningens ydre formgivning er et resultat af en skitseproces og et volumenstudie, hvor integreret design har været implementeret i overvejelserne. Samtidig med en loyalitet overfor det overordnede koncept og et ønske om at skabe en bygning der er arkitektonisk udfordrende, har det været et primært formål at indtænke energirigtige løsninger. Foruden et synligt solvarmeanlæg placeret på taget af bygningen, har det også været en del af visionen, at skabe en bygning, der med sin form alene giver et visuelt udtryk af bæredygtighed. Det appellerer til omverdenen og fordrer en miljøorienteret og økonomisk tankegang. På den måde forholder bygningen sig til fremtiden med øget fokus på energi og ressourcer. Solens effekt har afgørende indflydelse på de energimæssige forhold i en svømmehal, og det har derfor været et primært mål med det integrerede design, at implementere en solafskærmning i formen. De skråtstillede vægge yder en effektiv afskærmning for solens stråling men tillader maksimalt dagslys at trænge ind i bygningen. Med sine forskydninger frem og tilbage giver bygningen en varieret facade. Lommerne der skabes både ude og inde udgør nicher der indbyder til ophold. Derudover er bygningens fremspring med til at definere et hierarki i de forskellige bokse. De har forskellige identiteter og funktioner der kendetegner dem. Et fremspring fungerer som en udsigtskorridor, der giver mulighed for et kig igennem bygningen fra syd til vand og natur. En anden boks markerer bygningens indgangsparti, mens det største fremspring rækker ud og griber fat i søen på nordsiden og etablerer illusionen om lagdelte bassiner. Med store vinduespartier mod syd er facaden indbydende og let, og henvender sig positivt til Skibet der er den primære adgangsvej til Skibet Skole. Facadens vinkling og den moderate trafikale belastning af vejen eliminerer frygten for at føle sig udstillet som bruger af svømmehallen. Sø Udsigtskorridor Udsigtskorridor Indgangsparti 20

22 Niveauer En del af den arkitektoniske ide er, at forbinde byggeriet med omgivelserne ved at etablere bassiner i forskellige niveauer. Dette er inde i bygningen gjort ved, at lægge varmtvandsbassinet lavere end undervisningsbassinet. Allerede ved ankomsten til bygningen afslører et blik gennem de sydvendte vinduer et mindre bassin mod nord og en vinduesfacade med udsigt over det karakteristiske landskab. For at koble søerne sammen med pladsen foran eco 2 logyswim er der her etableret et opholdsområde, hvor der plads til afslapning og hygge. For at sikre en intim atmosfære i selve hallen holdes udendørsområdet adskilt fra bygningen med mindre bassiner placeret op mod facaden. Yderligere laves der bænke og mindre beplantning der kan understrege ideen om en bygning der er integreret i naturen. Udendørsinventaret laves i samme stenmateriale som den tunge kerne der beklæder omklædningsrummene. Principsnit med niveau deling Niveau 1 Niveau 3 Niveau 2 Niveau 4 21

23 Kapitel 4 Tegninger

24 Plantegning 1:100 Lille bassin 38,4m 2 Opbevaring Omklædningszone Areal 64,5m 2 Stort bassin 160m 2 Bassinzone Areal incl bassiner 433,6m 2 Opholdszone Areal 64,5m 2 23

25 Kælderplan 1:100 Kælder og ingeniørgang Areal 161,5m 2 24

26 Ankomst til eco 2 logyswim 25

27 eco 2 logyswim fra Skibet Skole 26

28 Kapitel 5 Solafskærmning

29 Solafskærmning Overvejelser angående bygningens vinduesareal. Dette projekt, om en økologisk svømmehal, skal ses i et perspektiv af architectural engineering. Det betyder, at nogle arkitektoniske overvejelser skal kombineres med det ingeniørmæssige fagområde. Der skal tænkes i integreret design, der både er bæredygtigt, funktionelt og har en arkitektonisk kvalitet. Målsætningen er at implementere energioptimerende løsninger i det arkitektoniske udtryk, så der opstår en harmonisk synergi. Et område hvor kombinationen af det visuelle udtryk og den tekniske funktionalitet gør sig gældende, er når det kommer til solen og dens indvirkning på bygningen. En stillingtagen til omfanget af vinduesarealer i svømmehallen og behovet for solafskærmning er af afgørende betydning både i en arkitektonisk og en teknisk sammenhæng. Arkitektonisk Dagslys er en væsentlig faktor for menneskets velbefindende i en bygning. Forskning indenfor området viser, at dagslys har en positiv indvirkning på vores almene trivsel, og at det forbedrer vores koncentration, ydeevne og humør. Desuden medvirker det til, at vi opretholder vores naturlige dagsrytme. Vi trives altså bedst ved naturlig belysning, og det er derfor ønskeligt, at sikre en maksimal tilførsel af dagslys. Ved etablering af vinduesåbninger med forskellige orienteringer kan lysindfaldet styres efter den ønskede karakter. Basalt kan det siges, at vinduer mod nord giver et indirekte lys, mens vinduer vendt mod syd giver et stærkere og mere direkte lysindfald. Vinduer i en bygning bidrager også til en menneskelige komfort, da det med sin transparente egenskab, tillader folk, at være i kontakt med omgivelserne under opholdet i bygningen. At kunne se ud, giver en tryghed og bekvemmelighed, der i kombination med dagslysets indfald gør opholdet i bygningen behageligt. Udbyttet at dagslyset benyttes, i arkitekturen, som et middel til at skabe rum og oplevelse. På baggrund af det eksisterende behov for dagslys, eksperimenteres der visuelt og praktisk med lyset, og der forskes i dets muligheder. Lys er et centralt værktøj hvormed stemninger kan skabes og æstetisk interessant arkitektur frembringes. Lyset kan sammen med udsigten til det fri, tilføre en bygning en lethed og rumlighed, der ikke kan erstattes af kunstig belysning. I et arkitektonisk perspektiv kan dagslys betragtes som menneskelig bæredygtighed. Teknisk På et teknisk plan er dagslys i sig selv uvæsentlig. Det får derimod betydning, når varmetilskuddet fra solens stråling tages med i betragtning. Bidraget fra strålingen, der er stærkest ved sydvendte facader, har indflydelse på indeklimaet. Der kan drages nytte af denne gratis energi i form af varme og lys, således at varme og energibehovet nedsættes, men der kan også ske det, at der opstår en uønsket overophedning af bygningen. Det vil give behov for køling, hvilket er uhensigtsmæssigt for energiregnskabet. Ved en balanceret kombination af vinduesarealer og passende solafskærmning, kan køling undgås. I et samlet energiregnskab må der på trods af et energitilskud ved stråling, også medregnes, at varmetabet gennem klimaskærmen er større for vinduer, end for en isoleret ydervæg. Det kan derfor være fordelagtigt at minimere vinduesarealer mod nord, da stråling fra dette verdenshjørne er begrænset og varmetabet overstiger tilskuddet. Af tekniske årsager, ville en svømmehal uden åbninger i klimaskærmen være den optimale løsning. Der søges at opretholde en konstant temperatur i hallen, for at mindske fordampningen fra bassinerne, og med et varieret solindfald kan dette være ukontrollabelt. Et direkte solindfald i bassinerne vil yderligere øge fordampningen og dermed stille videre krav til ventilationen. Kompromis En totalt aflukket hal ville være et uinteressant alternativ i en komfort og oplevelsesmæssig henseende. Den grundlæggende konceptuelle ide for projektet, indebærer en oplevelse af nær kontakt med naturen, og det ville være at gå på kompromis med projektets vision og fortælling, at lave en lukket hal. Udfordringen består derfor i at udforme et løsningsforslag der ikke går på kompromis med hverken de arkitektoniske kvaliteter eller bæredygtige driftsmæssige forhold. Design Designet af svømmehallen har resulteret i en formgivning hvor en række bokse langs en øst-vestgåenden akse placerer sig med indbyrdes forskydning. Alle bokse har vinduesåbninger mod syd, mens fire bokse har åbning mod nord. Øst og vestfacaderne er helt lukkede. Baggrunden for placeringen af vinduerne mod nord, skal findes i den landskabelige rigdom der åbenbarer sig mod nord, samt sikringen af et ligevægtigt lys i hallen. Kontakten til naturen etableres, mens vinduesarealet er begrænset. Den store åbning af sydfacaden skal yde bygningen rummelighed og transparens. Samtidig er det formålet at drage maksimal nytte af solens varme. Figur 5-1 Vinduernes placering 28

30 Repræsentativt udsnit For at undersøge solens påvirkning på hallen tages et repræsentativt udsnit. Udsnittet er roteret 20 grader så det matcher placeringen på sitet. Se figur 5-2 Soldiagram I kraft af jordens hældning og dens bane omkring solen, varierer solens placering på himlen over året. Et soldiagram kan vise solens højde og azimut på forskellige specifikke koordinater som en fordeling over året. Solens højde og azimut er vist i figur. 5-3 Figur 5-4 viser kurver der hver angiver enkeltdage fordelt over året. Det fremgår, at solen den bevæger sig over den mindste vinkelbue og står lavest på himlen, mens den 21-6 er dagen hvor der opnås den største azimutvinkel samt solhøjde. Timetallet der figurerer i soldiagrammet, er angivet i sand soltid, og ikke i lokal zonetid. Sand soltid er bestemt ved, at klokken er 12:00, når solen står højest på himlen. Det betyder, at den lokale zonetid ikke nødvendigvis er 12:00 når solen antager sin maksimale højde. Betegnelsen for afvigelsen mellem den lokale tid og sand soltid kaldes tidsekvivationen. Tidsekvivationen (i minutter) kan beregnes af følgende udtryk: Tj = 229,2 * (0, , cos (B) - 0, sin (B) - 0, cos (2B) - 0,04089 sin (2B) ) hvor B indsættes i grader og beregnes efter udtrykket: B = (n 1) * (365/360 ) hvor n er dagens nummer. Figur 5-3 Ved brug af programmet Soldia 2.0 er der optegnet et soldiagram, der viser solens variation over året i Skibet. Figur 5-4. Byen er placeret på 9.00 o østlig længde og o nordlige bredde. For at omregne til lokal tid er der endvidere nødvendigt, at korrigere for det forhold, at zonetiden anvendes for et relativt stort område omkring tidszonens meridian. Denne korrektion kaldes lokalkonstanten. Lokalkonstanten i minutter kan findes af følgende udtryk K = 4 * (L m L st ) (2.4.1) hvor K = lokalkonstanten i minutter L m = tidsmeridianens længdegrad L st = stedets længdegrad Omregning mellem lokaltid (zonetid) og sand soltid kan nu foretages vha. følgende udtryk: Ts = Tz + Tj + K + evt. korrektion for sommertid Figur 5-4 Hvor: Ts = soltid Tz = lokaltid (zonetid) Tj = tidsekvivationen K = lokalkonstanten Figur 5-2 Repræsentativt udsnit 29

31 Solens placering, i forhold til lokal zonetid i Skibet, på dagene med maksimal og minimal azimutvinkel og solhøjde, er angivet i figurenre 5-5 og 5-6. Den maksimale solhøjde bestemmes til 12 o til lokaltiden 12:22 den og til 58 o kl. 13:25 den Figur 5-5 Solens azimut i forhold til bygningen Studiet af bygningen i forhold til solens azimut, foretages med udgangspunkt i det repræsentative udsnit på ekstremdagene og Bygningens rotation i forhold til nord-sydaksen betyder, at solens position er vinkelret på facadens normalplan, når den står i azimut 20. Figur 5-7 Solhøjde Med viden om solens azimut og højde er det muligt at undersøge nogle geometriske forhold for solens påvirkning af bygningen. Solhøjden kan især benyttes til at bestemme det direkte solindfald gennem vinduespartierne. Bygningen er designet med en integrerede solafskærmning, hvis formål er, at mindske det direkte solindfald i de perioder hvor solen er stærkest. Betragtes det repræsentative udsnit af bygningen den kl. 12:00 sand soltid, forholder det sig sådan, at den integrerede solafskærmning reducerer det direkte solindfald med 70 % og i alt har et solindfald på knap en meter, når solen står højest på himlen. Figur 5-9 Figur 5-6 Figur 5-8 Figur

32 Ses der tilsvarende på forholdende den er billedet forandret. Solafskærmningen har ikke den samme effekt, og kan ikke forhindre det direkte sollys i at trænge igennem hele bygningen, i hvert fald i teorien. Diagrammerne skal betragtes som teoretiske, da der ikke tages forbehold for skyggefaktorer i form af landskab, beplantning og øvrige bygninger. Figur kl. 6:00 sand soltid. Det fremgår, at solen vil bevirke et lysindfald gennem nordfacaden i de tidlige morgentimer. Dette ligger dog udenfor brugstiden, og vil ikke have indflydelse på hallens brugere. Den kl. 12:00 sand soltid, hvor solen står højest på himlen er solindfaldet begrænset. Solafskærmningen beviser sin effekt i en sommersituation, hvor der ønskes en balanceret fordeling mellem dagslys og et begrænset varmetilskud. Den kl. 13:00, sand soltid, står solen frontalt på sydfacaden. Billedet fra kl. 12:00 er tilnærmelsesvis uforandret. Samlet set viser simuleringen, at lyset ikke på noget tidspunkt af dagen, bortset fra et kortvarigt indfald gennem nordvinduet i morgentimerne, trænger længere ind i bygningen, end ved den skitserede situation kl. 13:00. Figur kl sand soltid Situationen der er illustreret er repræsentativ for en paradoksal problematik, der er aktuel gennem vinterhalvåret. På den ene side, er det fordelagtigt med det megen solindfald, da man på denne årstid søger en maksimal udnyttelse af solens energi. På den anden side ønskes det, at minimere det direkte solindfald i bassinet for at forhindre en øget fordampning fra overfladen, og fordi en direkte solpåvirkning kan være til gene for de badende. Denne problematik vil der blive fulgt op på. Foreløbig konstateres det blot, at mængden af direkte solindfald øges over vinterhalvåret. Figur kl sand soltid Solindfald simuleret ved X-Sun Med programmet X-Sun, der er en del af programpakken til simuleringsprogrammet B-Sim, er det muligt at simulere solindfaldet i en bygning på udvalgte dage. En undersøgelse af solindfaldet i det repræsentative udsnit figurerer i det følgende. Undersøgelsen er udelukkende en betragtning af lysets indfald i bygningen, og forholder sig derfor ikke til, om bassinet udsættes for direkte solpåvirkning. Diagrammerne skal læses på den måde, at det gule felt illustrerer området, hvor det direkte solindfald rammer. Når feltet falder udenfor bygningsudsnittet skal det blot forestilles, at bygningen fortsætter på begge sider af udsnittet. Det lidt mørkere farvede område af vinduet viser hvorigennem solindfaldet sker. Den simulerede situation viser det teoretiske solindfald den Figur kl sand soltid 31

33 Et tilsvarende studie af situationen den giver et nyt perspektiv. Tidsmæssigt gør solens indvirkning sig gældende over et kortere interval, men lysindtrængningen står i kontrast til, hvad tilfældet var den Udviklingen, på figur 5-14 viser hvad der sker over tidsperioden fra kl. 10:00 til 13:00. Det er iøjnefaldende at lyset trænger langt ind i bygningen, hvilket giver en høj udnyttelsesgrad af det direkte solindfald. Det ses også, at der sker en hastig ændring af lysets indfald over kort tid i forhold til den VARMEBELASTNINGEN OVER ÅRET Med solindfald følger solstråling og varmebelastning. For at optimere bygningen kan det have interesse at undersøge hvad udbyttet fra solen betyder og hvordan forskellige løsninger af solafskærmningen har effekt på varmetilskuddet. Vi har opereret med forskellige måder at udforme vinduespartierne og den integrerede solafskærmningen på, for at finde frem til en passende løsning, der både i et arkitektonisk og teknisk perspektiv indfrier ambitionerne. Udgangspunktet er blevet to løsningsforslag der har rudens hældning til forskel. De bygger på de samme principper og afviger ikke individuelt fra det arkitektoniske koncept. Imidlertid opfører de sig forskelligt i forhold til hvilken løsning der tillader det største varmetilskud. Løsningsforslagene der danner sammenligningsgrundlag tager sig ud som på figur Løsningen på figur xxx helt uden solafskærmning. Den skal primært fungere som reference for de øvrige solafskærmningers effekt. Figur xxx er en løsning med lodret stillet vindue, mens figur xxx er med skråtstillet vindue. Udhænget er 2 meter og i løsning to, er en sideafskærmning markeret med stiplet linje. De tre modeller er også testet hvor der i stedet for ét stort vindue er arbejdet med en sprosse opdeling som figur Figur Figur Figur Figur Figur 5-15 Figur Figur

34 Ved sprosseinddelingen forøges rammearealet fra 0,9m 2 til 2m 2, svarende til 122 %. Effekten af dette kan ses af figur 5-16 tilfælde (1). På baggrund af de mulige løsninger for den integrerede solafskærmning er der udført simuleringer i BSim der for hver løsning viser det samlede varmetilskud fra solen over et referenceår i kwh. Til venstre ses resultaterne af simuleringen med ét vindue, mens der til højre er afbilledet resultater af simuleringen med sprosseinddeling. Øverst ses det, at det øgede sprosseareal alene nedsætter varmebelastningen med 18 %. Undersøgelsen bekræfter at designet af den integrerede solafskærmning har en effekt, hvad enten der vælges den ene eller den anden løsning. Dog forekommer det, at modellen med det skråtstillede vindue reducerer varmebelastningen mest effektivt. Dette har medvirket til en beslutning om, at arbejde videre med denne løsning. Den matcher det arkitektoniske udtryk, og giver en balance i bygningen. I stedet for at have skråtstillede vinduer mod nord og lodret stillede mod syd, opnås nu en harmoni ved at have skråtstillede vinduer i begge facader. Ikke alene er det et resultat af en optimeringsproces, men også en løsning der tilgodeser både tekniske og arkitektoniske forhold. Selv om undersøgelsen er foretaget på det repræsentative udsnit, hvor der er vinduesparti i både nord og sydretning, så bør det også vises, hvordan det forholder sig med varmebelastningen i et udsnit der kun har vindue mod syd. Resultatet vises kun i tilfældet med skråtstillet vindue. Igen er det resultatet for én rude der ses til venstre og resultatet for en firedelt sprosserude der ses til højre. Det kan konkluderes ud fra denne undersøgelse, at ca. 30 % af det samlede varmetilskud fra solens stråling, passerer gennem det nordvendte vindue. Det er tidligere vist, at vinduet bliver påvirket af direkte solstråling i sommerperioder, mens det øvrige bidrag må tilskrives diffus himmelstråling og reflekteret stråling. (1) (2) (3) Uden sprosser Med sprosser (4) Figur

35 VARMEBELASTNINGENS FORDELIG OVER REFERENCEÅR For den valgte udformning med det skråtstillede vindue undersøges det nu hvordan det forholder sig med varmebelastningen fordelt over året. Formålet er at nedsætte varmebelastningen i de varme måneder, mens der skal drages maksimal udbytte af den i de kolde. Diagrammerne om solhøjden og simuleringerne af lysindfaldet, bekræftede en geometrisk virkning af solafskærmningen i denne henseende. En afbildning af den tilførte energi fordelt på året, vil her vise at målsætningerne indfries. Figur For at den ønskede effekt opnås, skal der ske et sammenfald af kurverne i de kolde måneder, og en afvigelse i de varme, og det er netop det billede der tegnes. Forskellen mellem kurverne viser virkningsgraden af solafskærmningen. Denne virkningsgrad kan afbildes som en procentsats af hvor meget afskærmningen reducerer varmebelastningen med. Figur Figur 5-17 I maj, juni, juli og august viser afskærmningen sig mest effektiv ved at udelukke ca. 40 % af den varme, der ville være strømmet ind, hvis ikke der havde været solafskærmning. Frem mod december falder virkningsgraden til ca. 20 % i takt med at solhøjden aftager. Undersøgelsen beviser at solafskærmningen opfylder det teoretiske formål, men ikke om det i praksis vil fungere når hele bygningen tages i betragtning. Om solafskærmningen er tilstrækkelig til at opretholde en temperatur på 28 grader i hallen, eller om den afskærmer for meget, vil en senere simulering af hele bygningen vise. Figur

36 ALTERNATIV SOLAFSKÆRMNING Den integrerede solafskærmning forholder sig primært til varmebelastningen. Skal der tages forbehold for det faktum, at direkte solpåvirkning ved ophold i bassinet er ubehageligt, er den integrerede solafskærmning ikke tilstrækkelig. Det blev dokumenteret at lysindfaldet i vintersæsonen på ekstremdagene, trænger igennem hele bygningen. Projektet tilbyder derfor en alternativ solafskærmning, der har til hensigt at skyggelægge bassinet i perioder hvor det vil være udsat for direkte sollys. Designet tager udgangspunk i tanken om, at begrænse skyggeprofilet til kun at dække bassinet, så der stadig tillades indkom af dagslys og varmeenergi til det øvrige rum. Første skridt er at undersøge i hvilke perioder den alternative solafskærmning er nødvendig. Derfor søges grænsedagene for, hvornår den integrerede solafskærmning ikke er tilstrækkelig, og lige akkurat tillader sollyset at ramme bassinkanten. På eksperimentelt grundlag er grænsedagene fundet med X-Sun. Figur Billederne synes identiske, men repræsenterer i virkeligheden hver deres grænsedag. Den første grænsedag er den kl. 13:00 mens den anden er den kl. 13:00. Imellem disse datoer, hen over sommeren, vil bassinet ikke være påvirket af direkte sollys, mens der i den modsatte periode vil forekomme en påvirkning. Optegnes soldiagrammerne for den og , forventes de at udvise samme lighed som billederne fra X-Sun simuleringen. Dette faktum viser sig at være tilfældet. Figur Soldiagrammerne viser, at grænsedagene for hvornår bassinet påvirkes af solindfaldet, indtræder, når den maksimale solhøjde understiger ca. 40 grader. Ved en geometrisk fremgangsmåde kan der bestemmes en grænseværdi for solhøjden, under hvilken, bassinet vil være direkte solpåvirket. Grænseværdien for solhøjden antager 36. Det betyder, at når solhøjden understiger 36 grader vil bassinet være direkte solpåvirket. Figur Figur Solinfald Figur Solindfald Figur Soldiagram Figur Soldiagram Figur

37 Den eksperimentelle og geometriske fremgangsmåde gav tilnærmelsesvis samme resultat for den dimensionerende grænse for solhøjden. For at illustrerer konceptet for den alternative solafskærmning vil der blive taget udgangspunkt i den geometriske model. Figur Figur 5-22 Figur Ideen til den alternative solafskærmning bygger på et fleksibelt system af translucente plader, der er bevægelige i et vertikalt plan. Når solen stiger vil pladen være indstillet til at følge dens placering, således at bassinet akkurat skyggelægges. Ved at lave pladerne translucente vil der stadig være udbytte af dagslyset der vil få en diffus karakter. Figur 5-22 Pladens placering og størrelse afhænger af solens højde. Systemet styres automatisk og pladen tænkes at være inddelt således, at de kan inddækkes under hinanden så skyggearealet kan varieres, og at solafskærmningen kan foldes sammen og have minimal skyggeeffekt i perioder hvor afskærmning er unødvendig. Diagrammerne på figur 5-23 viser princippet i den alternative solafskærmning. Vinklerne angiver solhøjden. Det viser sig, at ved en soløjde på 18 grader, kræves det største afskærmningsareal. For referenceudsnittet betyder det, at pladen skal kunne indtage en maksimal højde på 3,3 m. Når solhøjden stiger til over 18 grader, vil taget overtage en del af afskærmningen, og pladen vil folde sig sammen. Afskærmningen tænkes, at være monteret på indersiden af glasset, idet formålet er at afskærme for lysindfald og ikke at udelukke varme. Figur Figur

38 Undersøgelsen er udført for referenceudsnittet hvor afstanden fra vinduet til bassinkanten er 4,6 meter. Denne afstand varierer i bygningen og vil derfor have indflydelse på placering og størrelse af den alternative solafskærmning for de forskellige vinduespartier. Det giver et interessant spil og en varierende facade. For skolens børn og hallens brugere vil bygningen forekomme foranderlig. Solafskærmningen er defineret af både årstiden og tidspunktet på dagen, og det kan være en interessant udvikling at følge, hvordan pladerne bevæger sig. Figur 5-24 viser princippet i solafskærmningens fleksibilitet. Den første situation viser hvordan bygningen vil tage sig ud når solen står lavt på himlen, mens den anden situation viser det øjeblik solen står i en højde af 18 grader, og solafskærmningen indtager sit maksimale areal. Kilde: Solstråling Forelæsningsnotat Grundkursus i bygningsenergiteknik Svend Svendsen, August 1998 Figur Solafskærmning ved lav solhøjde Figur Solafskærmning ved solhøjde på 18 o 37