Økologiske løsninger i naturligt ventileret skolebyggeri
Bilag B:
Analyserapport : LivCasA
Rapport vedrørende analyser i forbindelse med valg af konstruktioner og økologiske
materialer, der kan danne basis for naturlig ventilation.
Indhold
Indledning:
Nærværende rapport beskriver de analyser og vurderinger, der blev foretaget i begyndelsen af forsøget. Hensigten med dette arbejde var at definere og afgrænse projektet for hermed at danne beslutningsgrundlag for de involverede parter som eksempelvis brugere, bygherre, fagorganisationer, bygningsmyndighed og rådgivere.
Kommissorium:"Valg af økologiske materialer og konstruktioner, der danner basis for naturlig ventilation i forbindelse med opførelse af et skole-SFO-byggeri i Kolding."
Projektet har modtaget støtte fra Miljøstyrelsen i samarbejde med By - og Boligministeriet under den økologiske aktionsplan.
Om rapporten kan i øvrigt nævnes:
Rapporten blev udarbejdet forud for byggeprogrammet og blev anvendt i forbindelse med udarbejdelse af byggeprogram og møder med byggestyregruppen, Sverigesgruppen, bygherren og rådgivere. De samme aktører deltog endvidere i studietur og undervisning omkring naturlig ventilation.
Rapporten beskriver ikke detaljeret de overvejelser, der er gjort i forløbet, ligesom rapporten ikke er at betragte som en positivliste eller facitliste.
Der blev givet afslag på ansøgning om alternativ isolering, hvorfor dette ikke indgår i projektet.
Da forsøget startede, var der såvel internationalt som nationalt interesse for naturlig ventilation og for indklimaproblematikken som helhed. Som følge heraf var der nogen tilgængelig specialviden. Denne viden var oftest meget teoretisk eller meget specifik. Der var ingen samlede data baseret på at betragte en konkret bygning i sin helhed OG derefter omsætte teorierne til praksis.
Nærværende projekt prioriterer helhedsløsninger og realisering af et byggeri.
Det blev vurderet, om der skulle opstilles én prioriteret liste over tagløsninger, én over gulvbelægninger, én over vægbeklædninger etc. Dette blev fravalgt. Årsagen er, at indeklimaet skal vurderes på en række parametre. Et produkt vil som hovedregel have forskellige ratings afhængig af, om det vurderes på fugtregulering, varmeakkumulering, lydabsorption, hygiejne etc. Kunsten er at finde en kombination af materialer, der sammen giver det ønskede indeklima i det enkelte rum.
En ratingliste kan indebære, at der vil ske valg af materialer, der har højeste ratings. Kombinationen af en række af disse materialer i et lokale er ikke nødvendigvis det, der samlet giver det optimale indeklima.
Kun ved at forstå sammenhænge og opstille ønsker og krav til indeklimaet, kan de enkelte rum og bygningen som helhed opbygges af materialer og konstruktioner, der tilsammen opfylder ønskerne. Analysearbejdet skulle definere og afgrænse de områder, der skulle inddrages og ikke mindst finde en egnet arbejdsform.
Rapporten er opdelt i to delrapporter:
"Naturlig ventilation i skoler - krav og kriterier "
" Materialer og konstruktioner "
Analysearbejdet og rapporterne er udarbejdet af henholdsvis Søren Østergaard Jensen, Danmarks Teknologiske Institut og projektleder Aase Gilling.
Del 1: Naturlig ventilation i skoler – krav og kriterier.
Indeklima - kriterier
Indeklimaet i klasserummene skal så vidt muligt overholde følgende krav for at maksimere komforten og indlæringen:
Temperatur: Den ideelle temperatur er 20°C. Temperaturen bør ikke overstige 22°C.
Luftfugtighed: Luftfugtigheden skal ligge mellem 40 og 60% for at sikre en god luftkvalitet.
Ventilation: God luftkvalitet. Dvs. affaldsstoffer fra lærer/elever samt afgasning fra materialer i klasserummet skal fjernes.
Lufthastighed: Lufthastigheden skal ligge under 0,1-0,15 m/s for at undgå træk.
Dagslys: Der skal i dagtimerne være 500 lux på hver arbejdsplads uden blænding og ikke under 200 lux noget sted i klasseværelset.
Lyd: Lav efterklangstid og ingen lyd fra andre klasserum og gangarealer.
Uddybning
Ovenstående krav/henstillinger er ikke uafhængige. En ændring af værdien af en af de ovenstående parametre fører som regel til en ændring af værdien af en eller flere af de andre parametre.
Temperatur
Modsat beboelse og kontorer, hvor komfortniveauet for lufttemperaturen er ca. 21°C, er komforttemperaturen i skoler 20°C. Ved højere temperaturer mindskes koncentrationsevnen. Norske undersøgelser har vist en nedgang i koncentrationsevnen på ca. 10% ved en lufttemperatur på 23-24°C. Temperaturen skal helst holdes under 22°C.
Temperaturniveauet i danske skoler ligger som regel over 20°C. At fastholde en lufttemperatur på 20°C kræver en præcis styring af varme- og ventilationsanlæg. Termisk tunge konstruktioner vil medvirke til at udjævne temperatursvingninger og bl.a. give mulighed for at køle om natten med udeluft, således at temperaturen om morgenen er 19°C, og derefter stiger langsomt i løbet af dagen i perioder med høje udelufttemperaturer.
Luftfugtighed
Høj luftfugtighed fører som regel til gener f.eks. i form af sundhedsfarlige svampesporer og mikroorganismer i luften. Men for lav luftfugtighed skaber også problemer, som figur 6 viser.
Figur 6.
Indeklimarelaterede problemer afhængig af luftfugtigheden.
Svamp og støvmider er ikke et problem ved lave luftfugtigheder. Til gengæld udtørres slimhinderne samtidigt med, at personer bliver lettere statisk opladede, når det er tørt, hvorved de aktivt suger støv og andre partikler til sig, herunder virus og bakterier, som overlever fint i et tørt klima. Et for tørt klima giver således anledning til en øget sygdomsfrekvens både i form af infektioner, men også i form af astma og allergiske problemer. Problemer med lav luftfugtighed opstår om vinteren, hvor udeluften på grund af den lave temperatur kun kan indeholde lidt vand.
Ideelt bør luftfugtigheden holdes under 60% om sommeren (det er vanskeligt/umuligt at opnå en lavere luftfugtighed om sommeren uden affugtning) og over 40% om vinteren.
Luftfugtigheden kan om vinteren holdes oppe ved at begrænse ventilationen. Anvendelse af hygroskopiske materialer kan passivt medvirke til at regulere luftfugtigheden i rummet på samme måde, som termisk tunge materialer udjævner temperaturudsving.
Konstruktionerne må ikke have kuldebroer, hvor luftens fugt kan kondensere og derved danne grobund for mikroorganismer - råd, svamp og bakterier.
VentilationVentilationen skal være tilstrækkelig til at opretholde en god luftkvalitet, men ikke højere da ventilationen bidrager stærkt til varmebehovet i skoler.
Klasselokalet bør være bygget af sunde materialer (forstået som materialer uden afgasningsproblemer), ligeledes bør inventaret ikke give anledning til afgasning, så den nødvendige ventilation udelukkende er afhængig af personerne i rummet. Det skal være muligt at dimensionere luftskiftet udfra bortskaffelsen af menneskelige affaldsprodukter - CO2, fugt og odour - alene. Dvs. udfra et princip om minimum-ventilation om vinteren. Ventilationen kan yderligere være behovsstyret, således at ventilationen gøres afhængig af belastningen af lokalet - f.eks. antallet af personer i lokalet.
Et stort luftvolumen i klasselokalerne vil nedsætte det nødvendige luftskifte, hvilket jævnlig udluftning f.eks. i frikvarterer også vil gøre.
I perioder med høje udelufttemperaturer skal det være muligt at øge ventilationsmængden betydeligt for at kunne holde indelufttemperaturen på under 22°C ved hjælp af køling med koldere udeluft.
Lufthastighed
Køling med koldere udeluft kan give anledning til trækgener - specielt ved høje luftskifter. Indblæsningsarmaturerne skal derfor udformes således, at lufthastigheden i opholdszoner ikke overstiger 0,1-0,15 m/s.
DagslysDagslys er vigtig, dels fordi mennesket mentalt har behov for en vis daglig portion dagslys, dels fordi tilstrækkelig med dagslys reducerer elektricitetsforbruget til belysning.
Tilstrækkelige mængder dagslys om vinteren - mellem 2000 og 3000 lux af en times varighed om dagen (helst om morgenen) - vil i de fleste tilfælde forhindre vinterdepressioner.
Rigeligt med dagslys kræver store vinduespartier i dybe rum. Dette konflikter ofte med det termiske indeklima, idet store vinduespartier traditionelt giver overophedning om sommeren og kuldenedfald om vinteren. Udhæng og højisolerende ruder kan dog afhjælpe dette. Ved store vinduespartier vil der desuden være risiko for blænding.
Et højtsiddende vindue bagi i klasselokalet (modsat facaden med vinduerne) kan betydeligt forbedre lysforholdene i denne del af klasselokalet samtidigt med, at vinduespartierne i facaden kan mindskes.
Oplukkelige, højtsiddende vinduer bagerst i klasselokalet vil øge muligheden for anvendelse af naturlig ventilation. Dels som følge af øget højde mellem friskluftindtag og afkast, dels som følge af et større luftvolumen i klasselokalet som vist i figur 7.
Lyd
Selv med stor termisk masse er det muligt at holde efterklangstiden nede. Dette kan ske ved at benytte en kombination af termisk tunge overfalder og lyddæmpende overflader.
Lyd må ikke blive transmitteret mellem klasselokaler indbyrdes og fra gangarealer til klasselokaler via ventilationssystemet.
Naturlig ventilation
Naturlig ventilation drives dels af vinden, dels af den termiske opdrift, der naturligt opstår i en bygning, når indeluften er varmere end udeluften.
Det drivtryk vinden skaber er meget fluktuerende, dels over året og dagen, men også fra minut til minut. Vinden kommer desuden fra vekslende retninger, således at der både skabes tryk og sug ved friskluftindtaget. Naturlig ventilation bør derfor hovedsagelig dimensioneres for situationer uden vindpåvirkning. Luftindtag og luftafkast skal derefter dimensioneres, så vinden helst hjælper med til at drive ventilationen eller ikke influerer på ventilationen, og derved ikke virker mod den termiske opdrift.
Da det termiske drivtryk er en funktion af inde- og udelufttemperaturen samt højden mellem luftindtag og luftafkast, skal lokalet være så højt som muligt, eller afkastet skal ske gennem en ventilationsskorsten med en vis højde.
AfkastTrykfaldet over afkastet skal være lille, da der ved naturlig ventilation opereres med lave drivtryk - som regel < 10 Pa.
Naturlig ventilation harmonerer godt med oplukkelige, højtsiddende vinduer bagerst i lokalet, specielt hvis det er muligt at åbne vinduer eller spjæld mod alle fire verdenshjørner, idet det så altid vil være muligt at åbne i læsiden og dermed udnytte vinden til at forøge drivtrykket.
Figur 7.
Højtsiddende vinduer/spjæld bagerst i klasselokalet.
Afkastet til det fri skal være højt placeret > 5 m i forhold til friskluftindtaget. Flere lokaler kan evt. benytte samme afkast, i så fald skal der dog tages hensyn til spredningen af lyd mellem lokalerne. Lyden skal i så fald dæmpes - en dæmpning der dog kan forøge trykfaldet over afkastet.
Der vil være overtryk ved afkastet. Det skal her sikres, at fugt ikke trænger ind i konstruktionen på en sådan måde, at der dannes grobund for mikroorganismer.
IndtagTrykfaldet over friskluftindtaget skal være lille.
Indtaget af frisk luft skal sikre, at der ikke opstår trækgener f.eks. ved hjælp af diffusorer.
Ved placering af indtag gennem væg til det fri er det ikke muligt at neutralisere vindpåvirkningen, idet vinden skaber skiftende forhold af tryk og sug omkring en bygning. Ved denne placering af indtag skal det sikres, at evt. sug neutraliseres af et tilsvarende eller større vindskabt sug ved afkastet.
Indtaget skal let kunne renses. På grund af det store tryktab over normale filtre (f.eks. pollenfiltre) er det kun muligt at anvende grovfiltre, der forhindre f.eks. fugle, blade og andre større partikler i at trænge ind i bygningen.
Ved indtag af luft væk fra bygning og derefter kanalført til bygningen gennem jordkanaler og kælder/krybekælder kan vinden benyttes til at skabe ekstra drivtryk eller vindeffekten kan neutraliseres. Føring af friskluft gennem jord og kælder vil give forvarmning af friskluften om vinteren og køling af friskluften om sommeren.
Ved kanalføring i jord og kælder skal det sikres, at kondensering af fugt om sommeren ikke skaber grobund for mikroorganismer, at kanaler og kælder kan rengøres, samt at der ikke kan ske indtrængning af radon.
Styring
Luftskiftet ved naturlig ventilation er ofte meget fluktuerende, idet drivtrykket helt er afhængig af de klimatiske forhold - vind og udelufttemperatur. Der er derfor behov for en styring af åbningsarealet i afkastet og/eller i friskluftindtaget.
Automatisk styring vil umiddelbart kunne give den mest optimale styring med hensyn til at fastholde et konstant luftskifte. Men hurtigtreagerende spjældreguleringsmekanismer er i dag ikke lydløse. Selv lave lyde fra spjældreguleringen vil virke forstyrrende på undervisningen, idet lyden kommer uventet.
Manuel regulering vil som regel være mindre optimal med hensyn til fastholdelse af et konstant luftskifte. Til gengæld sker reguleringen som følge af en bevidst handling fra lærer eller elever, som derfor er forberedt på den afbrydelse, reguleringen medfører. Det vil derfor ikke på samme måde virke forstyrrende i undervisningen - og vil måske endda kunne inddrages positivt i undervisningen. Faren er dog, at systemet ikke virker efter hensigten, fordi spjældene indstilles forkert. Hvis luften forvarmes i jordkanaler om vinteren, vil de øgede varmetab som følge af en ikke optimal styring være mindre (afhængig af den aktuelle forvarmning i jorden).
Sammenfatning
Kriterier for opnåelse af god naturlig ventilation i skoler:
Minimum luftskifte om vinteren: Brug af sunde materialer med et minimum af afgasning.
Stort luftskifte om sommeren: F.eks. mulighed for åbning af vinduer i facaden samt evt. anvendelse af solvarme til forøgelse af drivtrykket.
Høje rum: Stort termisk drivtryk og stort luftvolumen.
Lille tryktab over friskluftindtag og afkast: Det er små drivtryk, der er til rådighed.
Friskluftindtag og afkast der udnytter vinden: Forøgelse af drivtrykket.
Diffusorer i friskluftindtaget: For at undgå trækgener.
Mulighed for rengøring af friskluftindtag og afkast: For at undgå forringet luftkvalitet som følge af opblomstring af mikroorganismer.
Termisk tunge materialer: Udjævning af indelufttemperaturen.
Hygroskopiske materialer: Udjævning af luftfugtigheden.
Evt. forvarmning om vinteren/køling om sommeren i jordkanaler: Reduceret varmetab om vinteren. Øget komfort om sommeren.
Del 2: Materialer og konstruktioner
Nedenstående beskriver primært de overvejelser og beslutninger, der kendetegnede den iterative proces i forsøgets opstartsfase. Rapporten gengiver ikke alle detaljer i processen. Rapporten blev udarbejdet forud for byggeprogrammet og skal ses i sammenhæng med studieture og møder med brugerne.
Følgende kilder var informationskanaler og diskussionspartnere i processen: Dansk Indeklimamærkning, Grøn Information, LØBīs katalog og hjemmeside, Forbrugerstyrelsen, BST, Kolding Kommunes renovationsafdeling, Astma-Allergiforbundet, tyske erfaringer, svenske erfaringer, erfaringer hos Teknologisk Institut og Gilling Byøkologi samt møder og samtaler med en lang række institutioner, rådgivere og virksomheder.
Mange forhold skulle tages i betragtning. Dansk Indeklimamærkning testede for afdunstning og partikkelafgivelse lige efter installationen. Derimod blev der ikke taget højde for miljøbelastningen forud for installationen, ligesom driftsfasen med fremtidige behandlinger, rengøringsvenlighed og støvbinding var omfattet. Det var alle meget væsentlige faktorer i forsøgsbyggeriet.
BST vurderede arbejdsmiljø i forbindelse med anvendelse af et givet produkt.
Renovationsafdelingen vurderede afskaffelse og genanvendelse af et givet materiale.
Grøn Information vurderer miljøbelastningen forud for installation og anvendelse.
Astma- og Allergiforbundet tog udgangspunkt i materialers indeklimapåvirkning. Heri indgik også vedligehold. Derimod var miljøbelastningen på det eksterne miljø ikke omfattet.
Brugeradfærd var en disciplin for sig, om end den var og er væsentlig, når målet er lave driftsomkostninger og dermed lav miljøbelastning.
Der kan nævnes flere eksempler, men for alle gælder, at det er væsentligt at vide, hvad en erklæring omfatter og dernæst sammenholde det med de opstillede ønsker og krav.
Væsentlige indsatsområder:
Det blev besluttet at opdele kravene i fire grupper med lige stor vægt. De fire grupper var:
Indeklima.
Økologi og miljø
Tilgængelighed og pris
Lovgivning
Godt indeklima er kombinationen af optimale valg af konstruktioner og materialer. Indeklimaet er defineret af temperatur, luft, lyd, lys.
For at opnå det optimale indeklima er valg af konstruktioner og materialer vigtig. Konstruktioner og materialerne skal have en kombination af følgende egenskaber:
 | Ingen eller minimal afgasning og afgivelse af partikler til omgivelserne / afgasning/ partikelafgivelse skal om muligt være kendt. |
| Hygroskopiske egenskaber, så der kan ske fugtregulering. |
| Varmeakkumulerende egenskaber, så der kan skabes et stabilt temperaturniveau. |
| Lydabsorberende egenskaber, så der er tilstrækkelig lyddæmpning. |
| Rengøringsvenlige konstruktioner og materialer og overflader, der ikke giver grobund for mikroorganismer og som er lette at rengøre. |
| Overflader, der giver optimale lysforhold i lokalet |
Da ingen konstruktioner eller materialer besidder alle egenskaber, er det vigtigt at vælge kombinationer, der sammenlagt opfylder ovenstående og dermed i samspil giver et godt indeklima.
Økologi / miljø:Det er kun de yderste 2 centimeter, der har betydning for indeklimaet. Produkter, der er omtalt under punkt 1 var ikke nødvendigvis økologiske og vise versa. Men økologiske materialer medvirkede som regel til et godt indeklima.
Der var relativt få materialer med dokumenterede miljødata, og det var generelt svært at sammenligne forskellige produkters miljødata. Der var givet en række produkter med en positiv miljøprofil, men uden dokumentation herfor. Det var derfor ganske omfattende og / eller umuligt at fremskaffe de fornødne data.
Der var ikke entydige definitioner af økologi, hvilket gjorde det nødvendigt at definere de områder, der i projektet skal være synonymt med økologi.
Under miljøforhold inddrages arbejdsmiljø.
Tilgængelighed og pris:
Jo mere konventionelt et produkt var, desto større sandsynlighed ville der være for, at projektet kunne reproduceres. Det blev vægtet højt.
Høj pris og meget specielle løsninger og materialevalg kunne udgøre en barriere for udbredelse af resultaterne til andre byggerier.
Totaløkonomiske beregninger var ønsket, idet dette inddrog langsigtede miljømæssige vurderinger og beregninger.
Lovgivning:
Der skulle arbejdes med en afvejning mellem gældende lovgivning og ønskede effekter. Ønskede mål blev opstillet og efterfølgende gennemgået med henblik på lovgining og eventuelle dispensationer. Det skulle afklares tidligt i processen, om dispensationer kunne opnås - eller, om der var kardinalpunkter, hvor der under ingen omstændigheder kunne dispenseres.
Naturlig ventilation udløste krav om dispensation.
Lydforhold var et ufravigeligt krav til bygningen.
Brugerinddragelse:
Brugernes aktive rolle var væsentlig i projektet. Blandt andet var det vigtigt at informere brugerne om, at der skulle udvises stor opmærksomhed ved valg af inventar m.m. Det skulle stå klart for brugerne, at bygningen kun var en del af det samlede indemiljø. Mennesker, inventar, og hvad, der ellers er i bygningerne, bidrager alt sammen med afgasninger og influerer derfor på luftkvaliteten.
Brugerne skulle gøres ansvarlige for den daglig anvendelse, vedligeholdelse og evt. fornyelse af bygningen og ikke mindst rengøring.
Brugerne skulle inddrages i problematikken, så den optimale løsning kunne findes. En isoleret set god løsning, ville ikke finde anvendelse, hvis der ikke kunne findes opbakning til denne hos brugerne. Udgangspunktet var motivation og forståelse for byggeriets miljøpåvirkninger. Hvis brugerne ikke oplevede, at byggeriet levede op til deres behov og forventninger, ville der være en risiko for, at de ville ændre på byggeriet eller anvendelsen heraf. Bygningsændringer og anden anvendelse end oprindelig forudsat, kunne ændre den økologiske profil.
Valg og afgrænsninger:
Valg af naturlig ventilation efter de anførte principper udløste en række krav til konstruktioner og materialer.
Det betød, at den egentlige miljøvurdering blev begrænset til få materialegrupper.
På arbejdsmiljøområdet forelå en række data i modsætning til området omkring indeklima og miljøvurderinger. Som følge heraf blev der i flere tilfælde taget udgangspunkt i viden omkring arbejdsmiljø. Det gjaldt for eksempel valg af fugemasse, hvor det blev forudsat, at den fugemasse, der var mindst skadeligt for den udførende håndværker, alt andet lige ville være mindst skadelig for indeklimaet i bygningen.
Det blev endvidere forudsat, at de produkter, den kommunale renovationsafdeling stillede færrest krav til, også var de produkter, der alt andet lige var mindst skadeligt for miljøet.
Prioritering:
Prioritering og afgrænsning var meget væsentlig i projektet. Følgende forhold skulle indgå i alle beslutninger:
Udgangspunkt i forudsætninger for naturlig ventilation (anvendelse og lokale forhold)
Tænke mursten og mennesker sammen (bygning, mennesker, inventar, drift og vedligehold)
Helheder, totaler og lang tidshorisont (1/3 af en bygnings totale miljøbelastning sker i anlægsfasen og 2/3 i driftsfasen, totaløkonomi, arbejdsmiljø, internt miljø, eksternt miljø)
Miljø:
Der blev arbejdet med tre former for miljø:
Arbejdsmiljø:
A: håndværkerne
B: eleverne
C: lærerne
D: rengøringspersonalet
Indeklima:A: bygningen
B: mennesker
C: inventar
D: rengøring, vedligehold
Eksternt miljø: ( "økologi" )
A : forbrug af ressourcer (anlæg, drift og vedligehold )
B : produktion af affaldsstoffer
Beskrivelse af proces for udvælgelse af materialer og konstruktioner:
Der var ingen danske paradigmer og regelsæt for, hvordan økologi skulle eller kunne defineres i forbindelse med valg af byggematerialer og konstruktioner.
Procesforløb:
Trin 1: Udarbejdelse af definition af de egenskaber, byggeriet skulle have.
Trin 2 :Definition af de udvalgte materialegrupper.
Trin 3: Vurdering og udvælgelse af materialer indenfor de enkelte materialegrupper.
Trin 1:
Da naturlig ventilation var en væsentlig del af byggeriet, blev der indledningsvis foretaget undersøgelser af, hvilken form for naturlig ventilation der skulle vælges, SAMT forudsætning for dette.
Det blev besluttet, at den naturlige ventilation skulle udføres efter svensk model med kældergange. Beslutningen var baseret på svenske erfaringer, der viste, at energi og driftsomkostninger kunne halveres i forhold til traditionelle bygninger samt elever og læreres oplevelse af et godt indeklima. Den valgte form for naturlig ventilation udløste følgende krav til materialer og konstruktioner:
| Der skulle etableres kældergange, luftkanaler i vægge, stor rumhøjde, oplukkelige vinduer i kip. etc. |
| Der skulle vælges materialer indendørs, der kunne give det optimale indeklima. |
| Det var væsentligt at vælge materialer med fugt og varmeregulerende egenskaber. |
| Materialer og konstruktioner skulle være uden eller næsten uden afdunstning og støvafgivelse. |
Som det fremgår, betød valg af naturlig ventilation, at der skulle arbejdes med indeklimaet i langt større grad end ved traditionelt byggeri.
Det var en forudsætning, at brugerne blev inddraget aktivt. Driftsfasen er meget afhængig af, om brugerne forstår den bygning, de er en del af. Bygningen skulle levere rammerne for et sundt indeklima med naturlig ventilation. Valg af inventar, fremtidig maling og anvendelsen i øvrigt kan ændre forholdene radikalt.
Da der er tale om et SFO-skolebyggeri, skulle materialerne kunne tåle hårdt slid. Det var samtidig givet, at der løbende skete udskiftning af brugere. Bygningen og driften heraf skulle således være indrettet, så den også var velfungerende med en ny brugergruppe. Det stillede krav til bygningens udformning om, at også fremtidige brugere er opmærksomme på bygningens anvendelse. Bygningen måtte endvidere gerne indgå som en del af pædagogikken.
Brugerne blev inddraget aktivt i beslutningsprocessen.
Lydforholdene var et ufravigeligt krav fra BUPL og lærerforeningen: Det blev således fastlagt, at lydforhold skulle overgå alle andre forhold i beslutningsprocessen.
Det skulle endvidere tilstræbes at opnå gode lysforhold. Gode lysforhold giver bedre arbejdsmiljø og lavere el-regning og dermed miljøbelastning.
Som det fremgår, blev der i trin 1 truffet en række afgørende valg og afgrænsninger for valg af materialer og konstruktioner.
Trin 2:
Med udgangspunkt i de beslutninger og afgrænsninger, der blev foretaget i trin 1, blev trin 2 indledt.
I trin 2 blev der opstillet følgende krav til materialer og konstruktioner:
| Lang levetid |
| Lav drift og vedligehold |
| Undgå bly |
| Undgå PVC |
| Undgå kemiske produkter og under ingen omstændigheder anvendelse af produkter på Miljøstyrelsens liste over uønskede produkter. |
| Undgå kuldebroer for at undgå skimmelsvampe og for at reducere varmetabet |
| Undgå lag på lag løsninger, idet det er ressourcebesparende såfremt et materiale alene kan opfylde de ønskede egenskaber frem for at anvende flere materialer i kombination. |
| Konstruktiv beskyttelse for at forlænge holdbarheden og reducere vedligeholdelsesomkostningerne |
| Undgå dampbremse |
| Traditionel isolering, da der desværre ikke var givet tilskud til alternativ isolering. |
| Manuel betjening af lys, vand, varme for at inddrage brugerne aktivt |
Der blev herefter opstillet krav til enkelte materialegrupper:
Kravene varierede fra materialegruppe til materialegruppe. Det var for eksempel ikke de samme egenskaber, der var ønsket eller krævet ved facadebeklædning og sanitet.
Følgende materialegrupper vurderes:
| Hårde hvidevarer / sanitet |
| Tagbeklædning |
| Udvendig beklædning |
| Indvendige vægge |
| Vinduer |
| Gulvbeklædning |
| Lofter |
| Overfladebehandling |
| Lavt vandforbrug |
| Lang levetid |
| Miljøomkostninger |
| Synligt forbrug |
| Minus dampbremse |
| Konstruktiv beskyttelse |
| Minus kuldebro |
| Minus bly |
| Minus PVC |
| Minus kemikalier |
| Lang levetid |
| Lave drifts - og vedligeholdelsesudgifter |
| Arbejdsmiljø |
| Lave miljøomkostninger ( de enkelte produkters herkomst - genanvendeligehed - transportbelastning -) |
| Konstruktiv beskyttelse |
| Minus kuldebro |
| Minus bly |
| Minus PVC |
| Minus kemikalier |
| Lang levetid |
| Lave drifts- og vedligeholdelsesudgifter |
| Arbejdsmiljø |
| Lave miljøomkostninger baseret på de enkelte produkters herkomst, genanvendeligehed og transportbelastning |
| Minus dampbremse ( ydermur ) |
| Konstruktiv beskyttelse |
| Minus kuldebro ( ydermur ) |
| Minus PVC |
| Minus kemikalier |
| Regulering af fugt |
| Regulering af varme |
| Lang levetid |
| Lave drifts- og vedligeholdelsesudgifter |
| Ej støv |
| Ej støj |
| Ej afdunstning |
| Rengøringsvenlig overflade |
| Arbejdsmiljø |
| Lave miljøomkostninger baseret på de enkelte produkters herkomst, genanvendeligehed og transportbelastning. |
| Lyskvalitet |
| Passiv solvarme |
| Konstruktiv beskyttelse |
| Minus kuldebro |
| Minus bly |
| Minus PVC |
| Minus kemikalier |
| Reducere energitab |
| Lang levetid |
| Lave drifts- og vedligeholdelsesudgifter |
| Ej støv |
| Ej støj |
| Ej afdunstning |
| Rengøringsvenlig overflade |
| Arbejdsmiljø |
| Lave miljøomkostninger baseret på de enkelte produkters herkomst, genanvendeligehed og – transportbelastning. |
| Skal tåle stærkt slid |
| Konstruktiv beskyttelse |
| Minus kuldebro |
| Minus PVC |
| Minus kemikalier |
| Reducere energitab |
| Lang levetid |
| Lave drifts-vedligeholdelsesudgifter |
| Ej støv |
| Ej støj |
| Ej afdunstning |
| Rengøringsvenlig overflade |
| Arbejdsmiljø |
| Lave miljøomkostninger baseret på de enkelte produkters herkomst, genanvendeligehed og transportbelastning. |
| Overfladens egenskaber skal bevares efter behandling |
| Lysforhold |
| Lang levetid |
| Lave drifts og vedligeholdelses udgifter |
| Rengøringsvenlig overflade |
| Afdunstning |
| Arbejdsmiljø |
| Lave miljøomkostninger ( de enkelte produkters herkomst - genanvendeligehed - transportbelastning -) |
I projektets opstart blev der foretaget en række sonderinger med hensyn til alternativ isolering.
Kontakt til de danske udviklingsprojekter med hamp, hør og papirisolering i plader viste, at udviklingen var på et niveau, hvor producenterne ikke ønskede at indgå i et fuldskalaforsøg på størrelse med forsøgsbyggeriet.
Der viste sig store forskelle på dokumentation og krav til udførelse med papirisolering fra produkt til produkt. Tyske produkter kunne fremvise dokumentation for papirets oprindelse, produktion samt indhold af kemiske produkter. Der blev endvidere stillet krav til de tyske isolatører.
Papirisolering havde arbejdsmiljøproblemer i form af støv, hvorfor beskyttelsesdragter og støvværn var påkrævet. Papirmåtter viste sig meget tunge og dermed belastende for håndværkerne, der skulle håndtere materialet. Dette blev forstærket af, at alle tilskæringer skulle foretages på en speciel maskine, der nødvendigvis måtte stå på gulvplan. Det betød, at håndværkerne skulle ned fra stilladset, hver gang en tilskæring skulle foretages. Normalt kunne dette udføres med kniv på stedet. De mange transporter og løft var negativt for arbejdsmiljøet.
For flere af de alternative isoleringsmaterialer forelå kun få langtidsstudier for isoleringseffekt.
Det var et ønske, at alternativ isolering kunne indgå i projektet i form af papirisolering i plader suppleret med de tre dansk produkter i mindre skala efter aftale med de danske producenter. Arbejdsmiljøforholdene skulle blandt andet klarlægges i den forbindelse.
Projektet opnåede desværre ikke tilskud, hvorfor det ikke var muligt at gennemføre projektet med alternativ isolering.
Det blev besluttet at gennemføre projektet med Glasuld. Glasuld har en dokumenteret isolerende virkning på lang sigt, produktionen var miljøcertificeret, over 60% består af genbrugsglas, der ellers ville belaste lossepladser. Arbejdsmiljøforholdene var kendte.
Glasuld blev valgt af arbejdsmiljømæssige årsager., idet det er lettere at bære og løfte for håndværkerne end for eksempel Rockwool.
Trin 3:
Efter gennemgang af materialeegenskaber for de enkelte materialegrupper, skete en udvælgelse af de bedst egnede materialegrupper.
Der var få materialegrupper tilbage efter trin 1 og trin 2.
Indenfor de enkelte materialegrupper blev produkter og deres data gennemgået med henblik på at finde de produkter, der kunne opfylde de stillede krav. Ved denne vurdering indgik egentlig miljøvurdering.
Fordelen ved denne metode var, at der kun var den gruppe produkter, der kunne opfylde de stillede kriterier, der skulle miljøvurderes. Metoden var baseret på, at økologi blev defineret ved vurdering af det enkelte produkts egnethed til den konkrete anvendelse. Under egnethed hører også totaløkonomiske overvejelser. (lang levetid og få driftsomkostninger). Miljøvurderingen blev udført på materialer, der udgjorde de største mængder. Projektets omfang giver ikke mulighed for en totalanalyse af hele bygningen. Miljøvurdering blev foretaget på baggrund af oplysninger fra leverandører og en række databaser.
Trin 3 er et puslespil. Vælges de optimale materialer i hver enkelt materialegruppe, kan dette medføre, at materialerne i sammenhæng ikke vil give de ønskede samlede kvaliteter i de enkelte lokaler og bygningen som helhed. Som eksempel kan nævnes:
Vælges store arealer af sten på vægge for at opnå fugt og varmeregulerende egenskaber, kan dette give støjproblemer. Er der til loftbeklædning og gulvbeklædning tilsvarende fundet materialer, der isoleret set er optimale miljømæssigt men med samme indvirkning på støj, må kombinationerne af materialer ændres.
Det var vigtigt, at de oprindelige intentioner for bygningen og de enkelte lokaler blev fastholdt i hele processen.
Der skulle således løbende foretages samlede vurderinger. Det skete ved en iterative proces.
Eksempler på beslutninger og overvejelser i trin 3:
| Bygherren ønskede naturlig ventilation svarende til Risebergaskolan. Ventilationen skulle suppleres med mekanisk ventilation i køkken og bad. Hermed var de ydre rammer givet i omrids med høje skrå tagflader med taglys og ventilation. |
| De enkelte rum skulle være selvregulerende med hensyn til luftskifte, varme-og fugtregulering samt lyd. |
| Indvendigt var bærende synlige konstruktioner af træ en mulighed. Træet kunne udarbejdes som bindingsværk. I felterne kunne genbrugsmursten anvendes. Alternativt kunne anvendes hel murstensvæg af nye sten. |
| Dampspærre skulle undgås. |
| Malerbehandling skulle tilgodese de hygroskopiske egenskaber. |
| Den udvendige facade kunne udføres i mursten og / eller træ afhængig af lys og skyggeforhold. |
| Gammeldags kalfaltringsfuger skulle overvejes såvel ved indvendige som udvendige samlinger. |
| Tagudhæng skulle yde konstruktiv beskyttelse og forebygge overophedning. |
| Vinduerne skulle optimeres i forhold til det enkelte rum og orienteringen, så der kunne opnås optimale balancer mellem passiv solvarme og overophedning. |
| Isolering skulle udføres traditionelt som følge af manglende tilskud. |
| Skillevægge kunne udføres i sten eller gips. De to produkter skulle vurderes med hensyn til pris, vedligehold, lyd og brand. |
Fordele:
| Lang holdbarhed. |
| Varme og fugtakkumulerende egenskaber. |
| Lave vedligeholdelsesomkostninger. |
Ulemper :
| Kan give lydproblemer, hvis der anvendes meget stenmateriale i et lokale. |
| Ressourcekrævende under forarbejdning og hermed også miljøbelastende. |
Da de største miljøbelastninger sker i produktionsfasen og i nedbrydningsfasen, skulle genbrugsmursten inddrages som alternativ. Ved genbrugssten er miljøomkostningerne i forbindelse med produktion og nedbrydning afholdt. Sidstnævnte kan dog forsinkes, hvis stenene genanvendes.
Afgasning var ikke kendt for nye sten. Der var ingen afgasning fra genbrugssten.
Anvendelsen af genbrugssten skulle vurderes nøje. Genbrugssten var klassificeret som bagmursten og kunne som sådan ikke anvendes, hvor der var særlige krav til styrke og holdbarhed.
Genbrugsmursten kunne anvendes til indvendige mure. Alternativt kunne der opmures i rammekonstruktioner (indvendigt bindingsværk).Endvidere kunne genbrugsmursten anvendes til gulvbelægning.
Gulvene ville ikke kræve mere vedligehold (- primært støvsugning). Gulvene ville have varmeakkumulerende og vandabsorberende egenskaber.
Genbrugssten kunne afgive støv i større mængder end nye sten og dermed udgøre en risiko for allergi.
Gulve med genbrugsmursten var dyrere i anlægspris end linoleum. Totalprisen og de samlede miljøomkostninger skulle vurderes nærmere.
Lydforholdene skulle undersøges.
Eksempel 2 træ:
Fordele:
Træ var som udgangspunkt det mest økologiske byggemateriale, der kunne anvendes (oplagret solenergi).
Ved valg at træsort var det vigtigt at fastlægge, hvad og hvor træet skulle anvendes, hvor træet kom fra (transport) og i enkelte tilfælde, hvad træet ville afgive til omgivelserne.
Det var en forudsætning, at der blev arbejdet med konstruktiv beskyttelse.
Til facader og bærende konstruktioner kunne dansk gran være egnet.
Det var muligt at anvende genbrugstømmer. Da dette materiale højst sandsynligt skal transporteres fra København til Kolding, blev det vurderet, at det var mere miljørigtigt at anvende dansk træ fra et nærliggende savværk.
Test på afgasningsstoffer på det anvendte træ skulle overvejes. Det var hermed muligt at skaffe en næsten fuldstændig miljø - og afgasningsprofil for det træ, der blev anvendt i det konkrete tilfælde.
Ulemper :
Vedligehold afhængig af den valgte træsort og anvendelsesområde.
Anvendelse:
Bærende konstruktioner, eventuel indvendig bindingsværkskonstruktion (synlig) i hvilken der kunne indmures (genbrugs)mursten.
Trægulve ville påvirke efterklangstiden positivt (modsat sten)
Træ til gulvbelægning ville være et godt valg. Ved anvendelse af genbrugsparket kunne opnås en positiv miljøprofil . Afgasning af lim m.m. ville være tilendebragt.
Der forelå dokumentation for genbrugsparkets indeklimaforhold.
Ved anvendelse af genbrugsparket skulle transportforholdene inddrages.
Parket var mindre egnet, hvor der var risiko for vand såsom gangarealer og fugtige områder (toiletter). Derimod ville det være egnet til klasselokaler, kontorer etc.
Genbrugsparket havde lang holdbarhed og kunne blive som nyt ved en afslibning. Der var hermed valgt et gulv med mange års historie og levetid. Gode signaler på genbrug = miljø.
Nye trægulve ville være et godt og miljørigtigt valg. Gulvene kunne produceres af dansk træ og behandles med sæbevand. Kraftige gulvbrædder kan afslibes, hvorved gulvene kan fremstå som nye.
Det skønnedes, at prisen i anlægsfasen ville være højere ved den traditionelt anvendte linoleum. Ved brug bliver linoleum slidt og parket patineret. Linoleum er såvel indeklimamæssigt som miljømæssigt mere belastende end genbrugsparket.
Rengøring og vedligehold skulle vurderes af Kolding Kommunes rengøringsafdeling.
Eksempel 3 kemiske produkter mv.:
Det tilstræbtes at anvende konstruktionsprincipper, så anvendelse af kemikalier kunne begrænses. Gammeldags kalfaltringsfuger var en mulighed.