Designprocessen

Optimering af dagslysdesign

At skabe et optimalt dagslysdesign kræver grundige og bevidste tanker omkring, hvilke parametre, der skal integreres og hvordan.

Selv med meget strukturerede og velgennemtænkte designprocesser er der ofte betydelig plads til optimering af det endelige resultat. Det er tilrådeligt at opstille ambitiøse men passende effektivitetsmål, der kan revideres i løbet af designprocessen, så det sikres at målene kan nås og måske endda forbedres yderligere.

Hvor langt forbedringerne kan gå, afhænger normalt at den tid og det budget, der er til rådighed, men også af designerens erfaring. Jo mere erfaren en designer er, jo mere vil vedkommende have øje for yderligere muligheder for at optimere dagslysforholdene.

Bygningsform, design af dagslysåbninger, bygningens energieffektivitet og bygningens indeklima er indbyrdes afhængige. Derfor er det klart, at optimerede dagslysforhold sjældent alene bidrager med den bedste generelle designløsning. 

Dagslysintegration
Dagslysdesign må modificeres i forhold til og integreres med andre indeklimamæssige overvejelser. Udsyn, termisk komfort, naturlig luftcirkulation, akustik og kunstlys er alle elementer, der skal indgå i overvejelserne. En ændring i bygnings- eller komponentdesign i forhold til én indeklimaparameter vil ofte påvirke andre parametre - et vindue, der kan åbnes og give naturlig luftgennemstrømning vi også tillade støj at komme ind i rummet. Derfor må man overveje alle indeklimamæssige faktorer samtidig.

Passende integration af dagslys med bygningssystemer er nødvendige i forhold til lysstyring og mekanisk systemkoordinering. Denne integration af de forskellige elementer kan kun opnås gennem et nøje koordineret design og et kalibreret dagslys- og kunstlyssystem. Computerberegningsværktøjer kan hjælpe designeren til at kvantificere betydningen af beslutninger vedr. dagslyset i forhold til belysningsniveauer og energibesparelser.

Koordinering af systemer
Udover interessen for dagslysets betydning for perception og visuel komfort er der kommet fornyet interesse i bygningsindustrien for effekten af dagslysdesign på bygningens energieffektivitet og udvælgelsen af systemer til kontrol af indeklima og bygningsservice.

Overskudsvarme i en bygning (cooling load) må fjernes ved køling, air-condition eller ventilationsudstyr. Dette gælder især for større kontorbygninger, hvor det ofte ikke er muligt at skabe naturlig ventilation, fordi vinduerne ikke kan åbnes, da det vil forstyrre virkningen af den mekaniske køling. På samme måde vil store vinduespartier skabe for stort varmetab gennem vinduet om vinteren. Det er derfor vigtigt, at interaktionen mellem dagslys, solafskærmning og mekaniske systemer, der benyttes til opvarmning, køling og ventilation af bygningen, overvejes nøje. Jo tidligere i designprocessen dette sker, jo større er chancen for at opnå en god balance.

Ideelt set, bør man diskutere belysning, opvarmning, ventilation, airconditioning (HVAC) og kontrolteknologier tidligt i designprocessen, så det er muligt at opnå et integreret bygningssystem, der kan udfylde brugernes behov og samtidig sikre et lavt energiforbrug. En sådan holistisk tilgang til teknologier i arkitekturen er i fokus i diskussionen om "intelligente bygninger".

Koordinering af kunstlyset
Målet er at udnytte dagslysenergien på en måde, så energiforbruget til den kunstige belysning kan fjernes helt eller delvist, og den del af kølebehovet, der skyldes varme fra kunstlyset, kan reduceres. Studier udført af Electric Power Research Institute (EPRI) indikerer, at elforbruget til kunstlys i USA udgør 20 % - 25 % af det totale energiforbrug. I den kommercielle sektor i USA udgør elforbruget til belysning tilsvarende 37 % (34 % indendørs, 3 % udendørs) af det samlede forbrug.

Når man vælger en kunstig belysning, der skal integreres med dagslyset, er det vigtigt at vælge lyskilder, der har en passende farve og farvegengivelse, er energieffektive og som er velegnede til dagslysstyring. Passende rumlig fordeling af lyset fra armaturerne, uden at der skabes uønskede sideeffekter i form af blænding, er også vigtig. Indirekte lysende armaturer giver typisk færre blændingsproblemer, men er ikke så energieffektive som direkte lysende armaturer. Indirekte lysende armaturer giver desuden i et mindre interessant belysningsmiljø pga. mere reflekteret end direkte lys.

Brugerbaseret bygningsevaluering (Post-Occupancy Evaluations - POE)
En anden måde at øge effektiviteten af dagslyset i bygninger er at lære af andres succeser og fejl i eksisterende bygninger. I den forbindelse er POE et fremragende værktøj.

Brugerbaserede bygningsevalueringsprocesser giver et godt indtryk af, hvordan en bygnings design fungerer i praksis. POE har typisk følgende formal:

  • at identificere i hvor høj grad bygningen modsvarer det tilsigtede design
  • at afgøre i hvor høj grad bygningen lever op til brugernes krav og ønsker
  • at foreslå potentielle modifikationer, der kan forbedre områder, der ikke er i overensstemmelse med brugernes behov
  • at tilpasse bygningen og dens udstyr løbende til nye funktioner, brugere og behov
  • at identificere positive tiltag og viden, som kan indarbejdes i fremtidige bygningsprojekter.

I tillæg til gennemgang af bygningsprogrammer og designplaner, konstruktionstegninger og tilhørende dokumenter, interviews med forskellige brugere af bygningen eller interessegrupper samt indsamling af relevant information i øvrigt, involverer POE ofte registrering af fysiske mål for bygningens effektivitet. Ved evaluering af dagslyseffektiviteten, kan det sidste inkludere en detaljeret vurdering af belysningsmiljøet i repræsentative rum og områder i bygningen, hvor der er blevet identificeret problemer eller hvor der findes fremragende belysningsforhold.

Den synlige kvalitet ved bygningens rum afhænger af faktorer som farver, flader, reflektanser, positioner af synsopgaver (f.eks. arbejdspladser), blænding samt dagslys- og kunstlysniveauer. Nogle faktorer kan evalueres ved enkle visuelle observationer, andre kræver et trænet øje eller brug af teknisk udstyr eller tekniske metoder samt kendskab til belysnings- og styringsteknologi. I det enkleste tilfælde må evalueringsteamet udføre målinger af belysningsstyrker i rummet og regelmæssighed i kritiske punkter, målinger af luminanser med luminansmeter eller CCD kamera samt vurdere potentielle blændingsproblemer og betjening af belysningen og betjeningsanordninger i forbindelse med denne.

En systematisk undersøgelse af brugernes holdning til det indendørs miljø kan hjælpe til at forstå fordele og problemer ved dagslyssystem inkl. betjening, når dette er tilpasset den specifikke bygning og de forhold, der er skabt af bygningsdesignet og bygningens anvendelse. Udtrykt utilfredshed må bruges til at prøve at forstå, hvor og hvorfor problemerne er opstået. På denne måde kan potentielle ændringer foretages og forholdene forbedres.

Eftersom brugerne er mennesker, er det normalt ikke muligt at finde et system, der kan accepteres af alle brugere til alle tider. Det er vigtigt at være opmærksom på dette, når man udarbejder undersøgelser og også i forbindelse med udførelsen af dem. Da dagslysforholdene ændrer sig afhængig af skydækket, tid på dagen og året, kan en enkeltstående undersøgelse ikke anses for at være repræsentativ for dagslyskvaliteten i bygningen eller dens systemer.

Brugernes reaktion på forskellige udendørsforhold må betragtes over en lang periode. Dette medfører, at en undersøgelse må gentages eller i det mindste designes til at indhente svar, der dækker en udvidet anvendelsesperiode. En POE kan suppleres med indikatorer på arbejdsmiljøets kvalitet, sygefravær, registrering af spontane klager over arbejdsforhold, klager over træthed, øjenproblemer relateret til det visuelle miljø, for lave eller for høje temperaturer samt træk og eventuelle støjproblemer mv.

(Specifik information om hvad, man må overveje, når man udfører en POE for dagslys kan findes her: www.iea-shc.org/task21/publications/D_POE_procedures_and_results/Task21POE.pdf)

(Mere generelle aspekter af brugercentreret bygningseffektivitetsvurdering kan findes i Baird et al.'s Building Evaluation Techniques, 1995.)

(Se også LBNL Tips for Daylighting with Windows.)

 

Relaterede emner: