Karlbergs Strand: Hvordan få kontroll på solstråling og dagslys

I det nye hovedkvarteret til JM AB ønsket man å finne løsninger for solskjerming som går minst mulig på bekostning av dagslys og utsikt.

Tekst: Harris Poirazis, CEO ved Inform Design, og Erik Tideholm, prosjektleder JM.

Selskapet JM AB er en av Nordens ledende prosjektutviklere av boliger og boligområder. Nå skal de skal samle ansatte under ett tak på Solna, like utenfor Stockholm.

Foto av kontorbygningen Karlsberg Strand
JMs nye hovedkvarter Karlbergs Strand. Foto: JB

Prosjektet har fått navnet K1 Karlbergs Strand, og er på 30 000 kvadratmeter inkludert garasjer. Den seks etasjer høye bygningen vil få LEED Platinum-sertifisering. Et godt inneklima og mye dagslys har stått høyt på prioriteringslisten.

Noen av fasilitetene ellers er eget treningssenter, eget padleanlegg, et taklandskap med utendørs sauna og yoga samt en restaurant. I samarbeid med fasadeentreprenøren UPB og Wingårdhs Architects har over 80 aktører vært involvert i å utvikle smarte løsninger for bygget. Inform Design er rådgivere innen fasader, bygningsfysikk og inneklima, og har bidratt til å finne løsninger for dagslys og solskjerming.

Fordeler og ulemper ved bruk av klart glass

Klart glass slipper inn mye lys, og i teorien vil utstrakt bruk av klart glass i en bygning føre til gode dagslysforhold.

Det er ikke alltid dette stemmer like godt i praksis. Bruk av klart glass med høy lystransmisjon vil kunne bety:

  • Høyt innslipp av dagslys medfører økt soleksponering.
  • Økt soleksponering fører til hyppigere bruk av solskjerming (innvendig eller utvendig) for å unngå overoppheting.
  • Hyppigere bruk av innvendig solskjerming gir mindre dagslys, spesielt i årstider med et høyt dagslyspotensial.
  • På solrike dager vil behov for hyppigere bruk av innvendig solskjerming redusere utsikten.

Konsekvenser

I stedet for å levere et bygg med godt dagslysinnslipp og gode utsiktsforhold, kan man ende opp med et bygg der den innvendige solskjermingen stadig er i bruk.

Det oppstår et avvik mellom den arkitektoniske hensikten og de reelle ytelsene, og man ender opp med et bygg med lavere kvalitet enn forventet.

Fast utvendig solskjerming

Fast utvendig solskjerming vil gi delvis skjerming av fasaden. Hvor stor denne effekten er avhenger blant annet av i hvilken retning fasaden er plassert, og utforming og størrelse på installasjonene.

På K1 var hensikten med fast utvendig solskjerming å redusere bruken av innvendig solskjerming (Figur 9).

For å teste ut dette lagde man en fysisk modell i et materiale med en lys farge og
55 % refleksjon (se Figur 7).

 

Korrekt modellering

Det finnes ulike programmer man kan bruke for å beregne solens ytelser på fasaden time for time. For en plan fasade er dette en ganske enkel beregning (Figur 10).
En mer avansert fasade som for eksempel en dobbeltfasade, eller en fasade med fast utvendig solskjerming (Figur 11), stiller større krav til programvarens evne til korrekt modellering. Her kan ulik programvare gi varierende resultater.

Nøyaktig gjengivelse er også viktig for å få korrekte beregninger av bygningens kjølebehov.

Eksakte beregninger

Fast utvendig solskjerming vil gi ulike deler av vinduet skygge i løpet av en dag.
Et eksempel på dette er Figur 12. De fire røde prikkene illustrerer beregninger basert på sensorer på vinduet.

Illustrasjon av sensorer på vindu
Figur 12: Beregninger basert på sensorer på vinduet.

I en slik simulering vil man få resultater som viser både overdreven bruk av solskjerming og mangelfull solskjerming, alt etter hvilket tidspunkt det er på dagen.

For å forutsi solstrålingen time for time bruker Inform Design metoden «Dynamic Thermal Modelling» som også tar hensyn til bygningens geometri.

For å få mest mulig presise testresultat inkluderes også meteorologiske data i modellen. Denne metoden har vist seg å redusere avvikene mellom simuleringer og reelle ytelser.
Figur 13 viser forskjellen på bruk av solskjerming basert på transmittert solinnstråling kontra tilfeldig solinnstråling.

Illustrasjon graf for bruk av ulik solskjerming

Dagslys og solskjerming i atrium

I K1-bygningen er det et atrium som strekker seg fra første til sjette etasje. Øverst er det et glasstak med solbeskyttelsesglass som bidrar til lys og varme i rommet. For å unngå overoppheting, men samtidig tillate godt med dagslysinngang testet man ut hvilken type solbeskyttelsesglass som best vil innfri kravene.

Lufttemperatur ved ulike nivåer

Å lage en korrekt modell av et atrium kan være en kompleks oppgave.

Illustrasjon av lufttemperatur
Figur 14: Innendørs lagdeling av lufttemperatur for årets varmeste time. Real-life scenario fra 11. juni kl. 14.00.

For å velge hvilken type solbeskyttelsesglass som skal brukes må man ta hensyn til (a) laginndelingen av temperaturen i de ulike etasjene, (b) luftutveksling mellom atriet og de tilstøtende områdene og (c) konsekvens av den direkte solstrålingen. For klart glass vil slippe inn mye dagslys, men kan forårsake overoppheting.

For mørkt glass eller glass med høy refleksjon vil gi god kontroll på solinnstrålingen.
Samtidig vil det slippe inn mindre dagslys av god kvalitet, noe som reduserer fordelene ved glasstaket.

Risiko for overoppheting

I løpet av dagen vil soleksponeringen gjennom takvinduet varme opp luften i atriet og i de tilstøtende områdene.

Figur 18, 19 og 20 viser den operative temperaturen (frekvens av operativ temperatur høyere enn 28 °C) i de tilstøtende områdene for fjerde, femte og sjette etasje. Som forventet øker effekten av solinnstrålingen i de øverste etasjene. Når man tar høyde for økt lufttemperatur, øker risikoen for overoppheting. I disse områdene ble det derfor anbefalt lokal solskjerming.

Potensielle dagslysfordeler

For å se hvordan de ulike solbeskyttelsesglass vil påvirke dagslysinngangen i de ulike nivåene i atriet, ble det foretatt sammenliknende analyser. Figur 21 viser dagslysfordelene ved å bytte ut et trelags solbeskyttelsesglass 50/22 med lav lystransmisjon, med et trelags solbeskyttelsesglass 60/28 med høyere lystransmisjon.

Et klarere glass gir større dagslysfordeler, og anbefales dermed, så fremt dette ikke bidrar til økt risiko for overoppheting i atriet og de tilstøtende områdene.

Illustrasjon av temperaturforhold i bygg
Figur 21: Relativ DA 100-økning når man går fra trelags solbeskyttelsesglass 50/22 til 60/28.

Fakta Inform Design

  • Etablert i 2017
  • Rådgivere innen fasader, bygningsfysikk og inneklima
  • Hjemmeside: inform-design.se

 

Siste innlegg

Foto av glassfasade

Fasadens ytelser krever helhetlig design

Med fasader, vinduer og dører av aluminium som en ytre værhud er det mulig å møte strenge krav til levetid og enkelt vedlikehold. Metallet...