Solskjerming og dagslys i The Loops atriumsområde

Hvordan sikre godt med dagslys i et atriumsrom og samtidig unngå blending og overoppheting?

Tekst: Harris Poirazis, Iason Bournas, Inform Design og James Reader, White Arkitekter.

«The Loop» befinner seg i Science Village i Lund, Sverige, som ofte omtales som en del av Stor-København der Skandinavia møter verden. Med 4 millioner innbyggere, 17 universiteter og høyskoler, 14 000 forskere, 190 000 studenter, 19 vitenskapsparker og innovasjonsinkubatorer er det et knutepunkt for næringsliv, akademiske miljøer og forskningsmiljøer.

The Loop utvikles av Skanska. I hjertet av prosjektet er et atriumsområde med glasstak. I forkant av designprosessen samarbeidet prosjektutviklerne med Inform Design for å sikre gode dagslysforhold i dette området.

For å nå målene må to forutsetninger oppfylles:

1. Forenklede byggeforskrifter gir ikke alltid de beste forutsetningene for å skape god design. Ved å bruke egnede analysemetoder og -verktøy blir resultatet bedre.
   Man må se atriet som en helhet, og foreta samtidige analyser av dagslysinnslipp, solskjerming og inneklima.
2. Jo tidligere i designfasen man foretar slike beregninger, desto lettere er det å implementere løsningene i designprosessen. Dette vil også sikre at den arkitektoniske hensikten ikke blir kompromittert med ad-hoc-løsninger i etterkant.

Dagslys av god kvalitet

Man skulle tro at takvinduer med store glassflater automatisk vil føre til god tilgang på dagslys. Figur 1 viser et scenario der man har designet glasstaket ut fra gjeldende forskrifter. I teorien skal dette sikre rikelig med dagslys og godt inneklima i alle etasjer.

I praksis vil de som har kontorer i de øverste etasjene oppleve overoppheting på grunn av direkte solinnstråling (figur 2).

For å unngå termisk ubehag kan ad-hoc- løsninger for solavskjerming forekomme i etterkant. Dette vil gi dårligere dagslysforhold for de som jobber der (figur 3).

Skreddersydd glasstak

Ved å identifisere positive og negative konsekvenser av ulike glassløsninger på et tidlig tidspunkt kan man eliminere flaskehalser, og sikre skreddersydde løsninger for optimal ytelse. I denne prosessen undersøkte man følgende alternativer:

1. Kun solbeskyttelsesglass

Kontorene i de to øverste etasjene utsettes for direkte solstråling, og vil ha behov for solskjerming.

Tar man utgangspunkt i denne flaskehalsen er sannsynligheten stor for å velge et mørkt solbeskyttelsesglass som reduserer dagslysinngang og kvaliteten på dagslyset i atriet (figur 4).

2. Utvalgte områder med frit

• Frit: Såkalte «frit» er keramiske komponenter som printes på utsiden av det ytterste glasslaget, eller på innsiden av lamineringen. Frit kan være jevnt eller ujevnt fordelt. Jo tettere komponentene printes, desto høyere blir solskjermingseffekten.

Ved å benytte frit på utvalgte områder av glasstaket kan disse fungere som solskjerming for de utsatte kontorområdene.

Dermed kan man benytte et lysere solbeskyttelsesglass i glasstaket, og få bedre dagslystilgang i hele atriet.

Ved en skreddersydd glassløsning unngår man at hele designet baserer seg utelukkende på behovene til «flaskehalsene».

Fire steg for å imøtegå ytelseskravene:

1. Soneinndeling

Avhengig av hva de ulike rommene og sonene i «The Loop» skal brukes til, og når på døgnet de benyttes, vil områdene ha ulike behov for dagslys og inneklima (figur 5).

De som er på jobb i kontorlokalene vil ha forventninger til gode dagslysforhold og et stabilt og godt inneklima, og ha mindre toleranse for lokalt ubehag.

Skal man spise lunch eller ta seg en kaffe er det enklere å flytte litt på seg hvis sollys eller temperatur kjennes ubehagelig.

For å identifisere de ulike behovene har man delt atriet og de tilstøtende områdene inn i fire ulike typer av soner:

1. Kontorer og møterom. Dette er de mest krevende områdene. Her kan man ikke flytte på seg hvis man blir blendet av sola, eller hvis direkte solinnstråling kjennes ubehagelig. I disse områdene tillater vi kun moderat solgevinst.
2. Lunch/spiserom. I disse områdene vil behovet for solskjerming være størst mellom kl. 11.00 og 13.00. Utenom disse tidspunktene er det ikke like stort behov for solskjerming.
3. Oppholdsrom. Dette er områder hvor det ikke er faste bevegelsesmønstre. Her går det an å flytte på seg hvis man opplever ubehag. I denne sonen tillater man relativ høy soltransmisjon.
4. Områder for gjennomgang. Dette er områder der man beveger seg fra A til B, og oppholder seg i korte perioder. Her tillater man høy soltransmisjon.

2. Behovsanalyse

Hvis man velger glass som er veldig klart, vil det sannsynligvis medføre overoppheting av kontorene i de øverste etasjene (figur 6).

Ved å bruke mørke solbeskyttelsesglass i glasstaket løses problemet med overoppheting (figur 7), men dagslystilgangen forringes både i de nederste områdene i atriet og i kontorområdene (figur 8).

3. Frit

Ved å integrere frit i glasstaket vil to av målsetningene innfris; a) tillater man høyere soltransmisjon i visse deler av glasstaket gir det bedre dagslystilgang i de nederste delene av atriet (figur 9), og b) solskjerming i områder som er utsatt for overoppheting (figur 10).

For å beregne optimal plassering og tetthet av frit kombinerte man analysemetoder som beregnet hvor solstrålene vil treffe, og de termiske effektene i ulike deler av atriet.

4. Andre parametre

Man må ta hensyn til ytterligere to parametre; a) spesielt i de øverste etasjene vil det potensielt være en risiko for blending på grunn av solstrålenes lave vinkel (figur 11) og b) utveksling av luft med ulik temperatur i atriet og de tilstøtende områdene (figur 12).

Konklusjon

Kun solbeskyttelsesglass

Hvis man velger solbeskyttelsesglass 30/17 (LT: 26%) reduseres risiko for overoppheting i de øverste etasjene, og det er ikke behov for ytterligere solskjerming.

Dette valget vil ha to ulemper; a) forringet dagslystilgang og redusert utsikt (figur 13) og b) spesielt på vinteren, tidlig vår eller sen høst vil det skape mørke og ganske triste innendørsforhold (figur 14).

Skreddersydd glassløsning med frit

• Alternativ A: Man velger et klarere solbeskyttelsesglass, 62/29 (LT 54%), og frit plasseres slik at de gir solbeskyttelse i de to øverste etasjene (figur 15). Dette forbedrer dagslystilgangen i de nederste etasjene på vinteren, tidlig vår eller sen høst (figur 16).
• Alternativ B: For å unngå for mye frit på glasstaket anbefales solbeskyttelsesglasset 51/23 (LT 45%) (figur 17). Dette medfører bedre kvalitet på dagslyset enn alternativet med solbeskyttelsesglasset 30/17, og de laveste etasjene i atriet vil få god tilgang på dagslys på vinteren, tidlig vår eller sen høst (figur 18).

LES OGSÅ: Hvordan få kontroll på solstråling og dagslys på Karlsberg Strand?