Hvordan sikre godt dagslys i nye skolebygg.

EN LYS FREMTID FOR SKOLEN?
Leif D. Houck
Universitetet for Miljø- og Biovitenskap
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Seksjon Bygg og Miljø
Arkitektur og Konstruksjon
2111
2005
EN LYS FREMTID FOR SKOLEN?
Leif D. Houck
Utdanning:
Sivilarkitekt NTNU/TU-Berlin
Jobberfaring:
Husbanken 1996
Snøhetta 1997
Kristin Jarmund Arkitekter 1998-2009 (Partner)
Various Architects 2009-
2111
2005
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Risør vgs 2010 (forbildeprosjekt Ecobox)
3
Arkitektstudio AS, NTNU Fakultet for
arkitektur og billedkunst
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys i skoler
Innhold:
- Hvorfor dagslys?
- Noen forventinger til arkitektkonkurranser
- Dagslyset i et klasserom
- Lovverk og andre bestemmelser ifht dagslys
- Eksempler på dagslyssimuleringer
- Store endringer i skolenes planlayout siste 10 år
- Forskningsprosjektet: Dagslysets kår blant vinnerprosjekter og
taperprosjekter i arkitektkonkurranser om nye skoler
- Hva skjer i andre land?
4
- Hva bør skje i Norge?
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Lisa Heschong, Roger L. Wright, Stacia Okura:
”Daylight Imacts on Human Performance in School”
Journal of the Illuminating Engineering Society (2002)
Det er en sterk korelasjon mellom godt dagslys og forbedret
elevytelse/adferd (15-23%)
 Bedre syn pga høye luxverdier, bedre fargegjengivelse,
bedre tredimensjonal gjengivelse pga skygge/lys, reduksjon
av ”flicker” efffekt fra elektrisk lys
 Bedre motivasjon og adferd grunnet
-Mental stimulering av varierende lysforhold
-Beroligende effekt med god sikt til naturlige omgivelser
-Kjemiske responser på dagslys (eks melatonin, østrogen)
 Bedre hukommelse grunnet prosesser nevnt over
 Forbedret helse grunnet circadianske biokjemiske responser
5
på dagslys
Lisa Heschong, Roger L. Wright, Stacia Okura, ”Daylight Imacts on Human Performance in School” 2002
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys
Mus:
-Musehjerner krymper om vinteren og en del av læreevnen og
hukommelsen redusereres
-Immunsystemet i mus påvirkes av dagslys
-Redusert dagslys gir mer agressive mus
Ohio State University, Brian Trainor, Randy Nelson mfl: http://researchnews.osu.edu/archive/estrogen.htm
6
www.umb.no
buildingSMART i utdanningen
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
 Hvorfor har vi arkitektkonkurranser
7
www.umb.no
buildingSMART i utdanningen
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
 Hvorfor har vi arkitektkonkurranser
- For å maksimere kvaliteten på løsningene
8
www.umb.no
buildingSMART i utdanningen
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
 Hvorfor har vi arkitektkonkurranser
- For å maksimere kvaliteten på løsningene
- Bør ikke dette gjelde for dagslys også?
9
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
- Byggherren tror at arkitekten tegner en
best mulig skole
10
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
- Byggherren tror at arkitekten tegner en
best mulig skole
- Men svaret kan være at arkitekten
prøver å tegne den skolen som vil vinne
11
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
-Byggherren forventer at den beste skolen
(for elevene?) vinner
12
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Arkitektkonkurranser
-Byggherren forventer at den beste skolen
(for elevene?) vinner
Men kan det være at den mest effektive
skolen vinner?
Effektiv på arealer
Effektiv på økonomi
Effektiv på logistikk
13
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
14
Dagslys – lovverk mm
Kilde
Krav
TEK 10
Varig opphold - tilfredsstillende dagslys og utsyn
VTEK 10
I byggverk for publikum og arbeidsbygning vil alle
arbeidsrom og publikumsrom være rom for varig
opphold
Loven
Maks 20% glass og dørareal ifht oppvarmet areal
Veiledningen
2% gjennomsnittlig DF
10% glassareal ifht romareal
Byggforsk
2,5% gjennomsnittlig DF
Byggforsk
Romdybde bør ikke være mer enn 2x romhøyde
LEED
Minst 2%DF på 75% av arealet
BREEAM
Minst 2%DF på 80% av arealet – regulary occupied
Veiledning BRE
5% ADF for en rom hvor hovedlyskilden skal være
dagslys
Byggforsk
5% for arbeidsplasser uten elektrisk belysning
Rapport BRE
Ikke mindre glassareal enn 22,5% for 2-lagsglass og
26% for trelagsglass
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslysets egenskaper:
15
Fra By og Byg Anvisning 203: "Beregning af dagslys i bygninger"
Jens Christoffersen, Kjeld Johnsen, Erwin Petersen
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys
Dagens skole trend:
 Kompakte bygg
Årsak:
 Energisparing
 Programmering
 Logistikk
 Ren/skitten kombinert med desentrale innganger
 Lovverk
16
 Økonomi
 Tomteutnyttelse
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys
Konsekvens for planløsningen:
 Planer:
- Vridde klasserom
- Sekundære undervisningsrom helt eller delvis uten dagslys
og utsyn
Konsekvens for dagslys
 Sterkt redusert dagslysinnslipp
17
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Majorstua skole 1908
18
www.umb.no
•
2000 elever – 49 klasser i 1908.
•
Arkitekt: Bredo Berntsen
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Gulskogen skole 1999-2001
Arkitektkonkurranse
19
Kristin Jarmund Arkitekter AS
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
20
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Marienlyst skole 2007-2009
Ecobox, Norges første passivhusskole
Arkitektkonkurranse
Vinner: div.A
21
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Marienlyst skole 2007-2009
22
Simulering % dagslyfaktor:
Prof Thomas Thiis, UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Klasserom:
Det vridde klasserommet
Bredde x dybde: 6x10 m
Himlingshøyde=3,4 m
Simulering % dagslysfaktor
Glassareal:
10% av gulvareal
20% av gulvareal
34,5% av gulvareal=100% av fasade
23
Beregninger i Daysim: Thomas Thiss, UMB
www.umb.no
Visualisering i Velux Visualizer: Leif D. Houck, UMB
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
24
Klasserom:
Det vridde klasserommet
Bredde x dybde: 6x10 m
Himlingshøyde=3,4 m
Simulering % dagslysfaktor
Klasserom med
glassvegg mot
korridor/fellesareal
Klasserom med tett
vegg mot
korridor/fellesareal
Visualisering Velux Visualizer: Leif D. Houck, UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Byåsen skole 1999-2007, Madsø Sveen Arkitekter
Trondheim kommunes byggeskikkspris 2008
25
•
Illustrasjon fra Arkitektur N 06/10
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Byåsen skole 1999-2007, Madsø Sveen Arkitekter
Trondheim kommunes byggeskikkspris 2008
Madsø Sveen, Arkitektur N 06/10
26
www.umb.no
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Spongdal 2011, Trondheim
Arkitektkonkurranse (Entr)
Madsø Sveen Ark
27
www.umb.no
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Dagslys – Ny skole Askim 2010
28
www.umb.no
L2
Kristin Jarmund Arkitekter AS
Pir II
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Dagslys – Ny skole Askim 2010
Arkitektkonkurranse
Vinner: div.A
29
www.umb.no
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Dagslys – Ny skole Larvik 2011
Link
L2
White Arkitekter
30
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Ny skole Larvik 2011
31
Arkitektkonkurranse
Vinner: CEBRA og Various Architects
www.umb.no
CEBRA og Various Architects
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Dagslys – Ny skole Larvik 2011
32
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Haukerød, Sandefjord 2011
33
Hauk eller due
Kongen på haugen
6,0 lm/k
8,5 lm/k
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Haukerød, Sandefjord 2011
34
www.umb.no
•
Arkitektkonkurranse
•
Vinner: L2 Arkitekter
•
6,0 lm/k
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Dagslys – Hokksund (Nskole) 2009-
35
Urban Spire
5,5 lm/k
Purple Core
6,2 lm/k
www.umb.no
ad HOKK
ICON
5,2 lm/k
7,3 lm/k
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Dagslys – Hokksund (Nskole) 2011Enovastøtte
36
L2
4,7 lm/k
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Forskningsprosjekt:
•
Gjennomgang av 10 arkitektkonkurranser fra 2010-11 mhp
forutsetninger for godt dagslys
•
44 konkurranseforslag
•
23 ulike arkitektkontor
•
1 prosjekt fra rammeavtale
•
Referanseprosjekter
37
L2
www.umb.no
4,7 lm/k
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Kompaktskoler:
0%
30 %
70 %
100
%
Kompaktskoler
Ikke kompaktskoler
Andel konkurranseforslag
utformet som
kompaktskoler/ikkekompaktskoler i
arkitektkonkurranser
Kompaktskoler
Ikke kompaktskoler
Andel vinnerforslag utformet som
kompaktskoler/ikke-kompaktskoler i
arkitektkonkurranser
38
L2
www.umb.no
4,7 lm/k
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Type klasserom foreslått:
Alle prosjekter
Dessuten: Ikke store forskjeller
mellom vinnerprosjekter og
taperprosjekter
27 %
62 %
11 %
Klasserom med fasade på kortside
Kvadratisk klasserom
Klasserom med fasade på langside
39
L2
www.umb.no
4,7 lm/k
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Grupperom med og uten dagslys:
Veiledningen til TEK 10 sier at alle rom i byggverk for
publikum og i arbeidsbygninger skal betraktes som rom som
omfattes av lovens ordlyd ”rom for varig opphold”
I dagslysmessig forstand må skolen oppfattes som en
arbeidsbygning.
Det vil i så fall bety at regelen må være å gi gode
dagslysforhold for alle skolens arbeidsrom så som
klasserom, grupperom og felles undervisningsarealer
Dette er også understøttet av arbeidsmiljøloven.
40
L2
www.umb.no
4,7 lm/k
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Grupperom med og uten dagslys:
18 %
41 %
59 %
82 %
Grupperom med dagslys
Grupperom uten dagslys
Grupperom med dagslys
Vinnerprosjekter
Grupperom uten dagslys
Taperprosjekter
41
L2
www.umb.no
4,7 lm/k
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Felles undervisningsarealer med og uten dagslys:
2%
25 %
75 %
98 %
Felles undervisningsarealer med dagslys
Felles undervisningsarealer med dagslys
Felles undervisningsarealer utendagslys
Felles undervisningsarealer utendagslys
Vinnerprosjekter
Taperprosjekter
42
L2
www.umb.no
4,7 lm/k
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Løpemeterfasade per klasse for primære
undervisningsarealer:
43
www.umb.no
0
1
2
3
4
Konkurransenummer
5
6
7
15
14
Løpemeter fasade per klasse
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Løpemeterfasade per klasse for primære
undervisningsarealer:
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
44
Vinnerforslag har høyest antall lm fasade
Vinnerforslag har hverken høyest eller lavest lm fasade
Vinnerforslag har lavest antall lm fasade
Verdi øvrige konkurranseforslag
www.umb.no
8
9
10
715
00
11
22
33
44
Konkurransenummer
Konkurransenummer
55
66
77
14
Dybde klasserom/himlingshøyde
Løpemeter fasade per klasse
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Romdybde ifht himlingshøyde:
613
12
11
5
10
4
3
9
8
7
6
5
24
3
12
1
00
45
Vinnerforslag har best verdi
Vinnerforslag har hverken best eller dårligst verdi
Vinnerforslag har dårligst verdi
Verdi øvrige konkurranseforslag
Byggforsk: Romdybde maks 2 x himlingshøyde
www.umb.no
88
99
10
10
715
0 00
1 11
2 22
3 33
4 44
Konkurransenummer
Konkurransenummer
Konkurransenummer
555
66
77
1,4
14
Forholdet mellom bredde
og dybde
for klasserom
Dybde
klasserom/himlingshøyde
Løpemeter fasade per klasse
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
46
Forholdet mellom bredde og dybde for klasserom:
613
1,2
12
11
5
1,0
10
9
4
0,8
8
7
3
0,6
6
5
20,4
4
3
10,2
2
1
0
00,0
Vinnerforslag har best verdi
Vinnerforslag har hverken best eller dårligst verdi
Vinnerforslag har dårligst verdi
Verdi øvrige konkurranseforslag
www.umb.no
88
99
10
10
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Forholdet mellom bredde og dybde for klasserom:
Rødt: Klasserom til vinnerforslag
Blått: Klasserom til taperforslag
47
www.umb.no
715
0 00
1 11
2 22
3 33
4 44
Konkurransenummer
Konkurransenummer
Konkurransenummer
555
66
77
1,4
14
Forholdet mellom bredde
og dybde
for klasserom
Dybde
klasserom/himlingshøyde
Løpemeter fasade per klasse
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
48
Forholdet mellom bredde og dybde for klasserom:
613
1,2
12
11
5
1,0
10
9
4
0,8
8
7
3
0,6
6
5
20,4
4
3
10,2
2
1
0
00,0
Vinnerforslag har best verdi
Vinnerforslag har hverken best eller dårligst verdi
Vinnerforslag har dårligst verdi
Verdi øvrige konkurranseforslag
www.umb.no
88
99
10
10
0
1
2
3
4
Konkurransenummer
5
6
7
8
9
10
20,0
17,5
15,0
Dybde klasserom i meter
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Romdybde for klasserom:
12,5
10,0
7,5
5,0
2,5
0,0
49
Vinnerforslag har best verdi
Vinnerforslag har hverken best eller dårligst verdi
Vinnerforslag har dårligst verdi
Verdi øvrige konkurranseforslag
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Oppsummering resultater:
Rødt: Klasserom til vinnerforslag
Blått: Klasserom til taperforslag
50
www.umb.no
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Resultater for ett arkitektkontor:
51
www.umb.no
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Løpemeterfasade per klasse for primære
undervisningsarealer:
52
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Konklusjon:
-Det har skjedd et paradigmeskifte innenfor skolearkitektur:
Det er kompaktskolen som foreslås av arkitekter og kåres til
vinnere av juryene
Om ikke annet presiseres av byggeprogrammet vil:
•
Få eller ingen grupperom få dagslys
•
Felles undervisningsarealer vil ikke få dagslys
•
Klasserommene vil være smale, dype og ha lav
himlingshøyde slik at de med nød og neppe tilfredsstille
lovens minimumskrav til dagslys
•
Det vil ikke være tilstrekkelig løpemeter fasade til å sikre
at bygningsstrukturen kan ivareta ulike planløsninger
53
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Tiltak i programmeringsfasen:
Byggherren kan motvirke dette ved å:
•
Sette krav om lm fasade til 8-10 lm (Hjørner medregnes ikke)
•
Sette krav til dagslys i grupperom
•
Sette krav til dagslys i felles undervisningsarealer
•
Sette krav til form på klasserom
54
www.umb.no
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Institutt for matematiske realfag og teknologi
Mäderer Usscheallr Vorarlberg, Østerike 1999
55
ARK:Baumschlager -Eberle
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Hohen Neuendorf, Berlin 2011, Plussenergiskole
56
http://www.enob.info/de/neubau
IBUS Architekten, Berlin
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Hohen Neuendorf, Berlin 2011, Plussenergiskole
57
1. Nanogel : Lichtstreuung, Blendschutz
2. Okasolar : Sonnenschutz, Lichtlenkung
3. VIP : Vakuumisolationspaneele
4. Elektrochrome Verglasung : Sonnenschutz
www.umb.no
Institutt for matematiske realfag og teknologi
NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES
Framtidas skole
•Skolene må ha godt med dagslys, ikke bare spare energi
•Vi må få til en “best practice” også i forhold til dagslys
•Lovgiver må sette detaljerte krav på forskriftsnivå
•BIM-prosjektering gjør det enklere å simulere og dokumentere
dagslys
•Skoleeiere må ta innover seg hva det vil si å sikre fleksibilitet i
forhold til fremtidige pedagogiske endringer
•Byggherrer må sette tydelige krav til dagslys i
konkurranseprogrammene
58
Fra By og Byg Anvisning 203:
"Beregning af dagslys i
bygninger" / Jens Christoffersen,
Kjeld Johnsen, Erwin Petersen
www.umb.no