BonTop: Solskjerming i innglasset vinterhage

I prosjektet BonTop skal den innglassede vinterhagen med sommertemperaturer året rundt være en attraktiv møteplass for beboerne.

Tekst og illustrasjoner: Medina Deliahmedova, ingeniør og spesialist på inneklima, Inform Design, Harris Poirazis, CEO, Inform Design og Johan Casselbrant, sjefsarkitekt, eier og grunnlegger av Kanozi.

Boligkonseptet BonTop er utviklet av Bo Aktivt Sverige AB. Konseptet er basert på ideen om at mange mennesker mangler et naturlig sosialt miljø. Løsningen er å tilby boliger som legger til rette for et sosialt og aktivt liv.

Det første BonTop-prosjektet utvikles i Mölnlycke. Det består av næringslokaler på 2 800 kvadratmeter, 88 leiligheter, et velværeområde samt samt en innglasset vinterhage på 1 100 kvadratmeter. Bygget er designet som en tradisjonell bygård.

Illustrasjon av boligkompleks i by.
Boligkonseptet BonTop i Sverige.

Bak teglfasaden på gateplan er det forretningslokaler, mens leilighetene fra andre til fjerde etasje har fasade av tre.

Leilighetene har tilgang til mange fellesarealer; blant annet gym, boule-bane, spa-område med badstu og svømmebasseng, og ikke minst vinterhagen med glasstak.

Vinterhagen er selve hjertet i bygningen, og den viktigste møteplassen. Det er plantet palmer og frukttrær i behagelige middelhavstemperaturer kombinert med et tørrere klima inspirert av fjellene i Arizona.

Naturlig ventilasjon

Man ønsker best mulig innetemperatur i det komplekse området på 1 100 kvadratmeter som utgjør vinterhagen.

Det er ikke installert mekanisk kjøling i rommet, og derfor må det på plass en gjennomtenkt strategi som sikrer at naturlig ventilasjon gir jevne og behagelige temperaturer.

Når temperaturen er vesentlig lavere ute enn inne vil naturlig ventilasjon eller vifter gi best kjølingseffekt. Temperaturforskjellen gjør at rommet kan kjøles ned uten stor gjennomstrømming av luft.

Jo lavere rT (forskjell på lufttemperaturen ute og inne) desto mere luft kreves for å kjøle ned rommet. I vinterhagen ønsker man at naturlig ventilasjon skal holde temperaturen under 28 ˚C selv om temperaturen ute er mye høyere. Ifølge figur 2 betyr dette flest mulig timer i de grønne og gule feltene.

Illustrasjon på naturlig ventilasjon
Figur 1: Naturlig ventilasjon.
Illustrasjon lufttemperatur
Figur 2: Sammenlikning mellom lufttemperatur inne og ute.

Effekt av direkte solinnstråling på termisk komfort

For å vurdere termisk komfort ser vi som regel på den operative temperaturen (middelverdien av lufttemperaturen og midlere strålingstemperatur fra omgivelsene. Den operative temperaturen påvirkes også av direkte varmestråling).

I et rom med mye glass vil man oppfatte at operativ temperatur er høyere enn reell temperatur dersom man blir eksponert for den direkte solkomponenten (DSC).
Korrigert operativ temperatur (COT) inkluderer effekten av DSC.

Når vi skal vurdere faren for overoppheting tar vi høyde for både operativ temperatur og korrigert operativ temperatur.

Illustrasjon av direkte solkomponent
Figur 3: Effekten av direkte solinnstråling på termisk komfort.

 

Illustrasjon av temperaturforskjeller
Figur 4: Romlig vurdering av maksimale korrigerte operative temperaturer.

I figur 4 viser vi forskjellen på korrigert operativ temperatur i første og fjerde etasje av bygningen. I områder med mye skygge vil den korrigerte operative temperaturen være lavere enn operativ temperatur.

Hva vil gi god termisk komfort i vinterhagen?

For å vurdere operative temperatur i et rom benytter vi oss av standarder for hva som regnes som et komfortabelt nivå. Det finnes ingen standarder for rom på størrelse med vinterhagen. Det blir opp til oppdragsgiver å definere grensene for hva som er et akseptabelt nivå for de termiske forholdene.

I BonTop-prosjektet ønsker man at det alltid skal være mer behagelig å oppholde seg i vinterhagen enn å være ute, selv om verdiene overstiger de normale grensene for et komfortabelt nivå.

Som vist i figur 5 kan en person som befinner seg utendørs føle seg mye varmere ute enn inne, selv om temperaturen er høyere innendørs. Dette skyldes den direkte strålingen fra sola.

Illustrasjon av termisk komfort
Figur 5: Selv om lufttemperaturen ute er lavere enn den er inne, føles det varmere på grunn av strålingen fra sola.

Vi har fokusert på forskjellen på korrigert operativ temperatur når man befinner seg i vinterhagen og når man er utendørs, som vist i figur 6.

De røde arealene indikerer forhold der utvendig COT allerede er ganske høy, og beboerne vil oppfatte at det er varmere inne enn ute. Vi ønsker å begrense omfanget av opphold i disse røde sonene så mye som mulig.

Illustrasjon av COT
Figur 6: Romlig vurdering av maksimalt korrigert operativ temperatur.
  • Mørke grønne felt: Vinterhagen fungerer som et komfortabelt, avskjermet område der det er mer behagelig å oppholde seg enn å være ute.
  • Lyse grønne felt: Deler av vinterhagen som også er komfortabel å oppholde seg i sammenliknet med forholdene utendørs.
  • Rosa felt: Områder som oppfattes varmere enn temperaturen utendørs.
  • Røde felt: Områder med forhøyet risiko for overoppheting. Slike områder ønsker vi å unngå.

Soleksponering

I vinterhagen er det kun naturlig ventilasjon. Det gir begrenset mulighet til å kjøle ned rommet. Når sola skinner gjennom glasstaket vil rommet bli varmet opp, og dette ønsker vi å forhindre.

Illustrasjon av solstråling på glasstak
Figur 7: For å skape gode termiske forhold må soleksponeringen begrenses.
Illustrasjon av solstråling på glasstak
Figur 8: Full soleksponering.
Illustrasjon av solstråling på glasstak
Figur 9 : Skreddersydd glasstak som kun tillater soleksponering der det er ønsket (på plantene i første etasje).
Foto av solbeskyttelsesglass
Figur 10: Glasset i midten er et ganske klart solbeskyttelsesglass som vil slippe inn godt med dagslys.
Foto av frit
Figur 11: Keramisk frit printes på glasset for å gi solskjerming.

Den enkleste løsningen er å bruke ganske mørke solbeskyttelsesglass på hele glasstaket, se figur 10.

Dette medfører dessverre at det blir svært begrenset med dagslys til plantene i første etasje. En annen ulempe er at de som sitter på balkongene oppover i etasjene ikke får noen skjerming mot sola.

Mørkt solbeskyttelsesglass vil også påvirke kvaliteten på dagslyset, og hvordan man oppfatter selve rommet.

Vår tilnærming er et skreddersydd glasstak med ganske klart solbeskyttelsesglass kombinert med keramiske komponenter, såkalte frit, printet på utvalgte områder.

Resultatet av dette er:

  • man kan begrense gjennomsnittlig soleksponering på ønskede områder
  • man sikrer dagslys av god kvalitet i vinterhagen
  • man kan skjerme utsatte balkonger for direkte solstråling
  • plantene i vinterhagen får tilstrekkelig med sol og lys

Skreddersydd glasstak

Vi foreslo å printe fire ulike mønstre med keramisk frit på glassene i taket. Mot nord bør det være et mønster med maksimalt 70 % tetthet av frit.

Jo lenger sørover man kommer på glasstaket, desto mer ønsker vi å slippe inn dagslys helt ned på bakkenivå. Her anbefales det derfor et mønster med gradvis reduksjon av tettheten av frit.

Glass med frit printet i et standardmønster vil være minst kostnadskrevende, og også enklest å erstatte ved behov. Figur 12 viser fordeling av frit på glasstaket.

Illustrasjon av tetthet av frit på glasstak
Figur 12: Skreddersydd fordeling av frit på glasstaket.

Siste innlegg

Foto av fasade

Digitalisering av bygningselementer

Schüco lanserer Internet of Façades. Ved å skanne en liten brikke på fasaden, døren eller vinduet, vil en app sørge for all nødvendig informasjon...