Vertikal grönska som modernt byggnadsmaterial och dess konsekvenser för byggnadens energibalans och gatuklimat

Transkript

1 Gröna väggar modernt och bra för miljö, energi och klimat? Ann Mari Fransson och Tobias Emilsson SLU Alnarp Johnny Kronvall och Hans Rosenlund Malmö Högskola, CEC Design AB Karin Månsson PEAB Vertikal grönska som modernt byggnadsmaterial och dess konsekvenser för byggnadens energibalans och gatuklimat FORMAS BIC 13 Sustainable development of the built environment ( ) BiodiverCity (Vinnova Utmaningsdriven innovation, hållbara attraktiva städer) 2 Presentation SBHUB

2 Målsättningen med projektet Överföra konceptet Gröna väggar, Vertikal grönska, Vertikala trädgårdarfrån central Europa och Storbritannien till Skandinaviska förhållanden Testa växtval och kritiska faktorer för växterna Bedöma påverkan på fasaden och byggnaden Mäta inom och utomhusklimatet Bedöma byggbarheten och driften 3 Projektet 4 Presentation SBHUB

3 Vegetationen Ann Mari Fransson, Tobias Emilsson, Annika Wuolo och Linda Maria Mårtensson, Landskapsarkitektur, planering och förvaltning Alnarp, SLU, Modulsystemet 6 Presentation SBHUB

4 Konstruktion av fickor 7 Fickor 8 Presentation SBHUB

5 Växtlistor 9 Övervintrade i ficksystem och moduler: Kattfot Aubretia Hjärtbergenia Vinteriberis Sibiris iris Lavendel Blåtåtel Backtimjan Rölleka Strandtrift Smultron Rödfibbla Lammöron Älväxing Kattmynta Steppsalvia Backnejlika Nyplanterade torkstressade: Silverarv Ulleternell Edelweize Backsippa Mattbräcka Fylld revsmörblomma Ängsnäva Sandnejlika Lingon Smultron Gräslök Stenkyndel Allåkerbär Bergisop Alpmynta Timjan Vintergröna Pärlcypress Järnek Storfryle Gulltörel Klätterbenved Gullgröna Klätterväggar 10 Presentation SBHUB

6 Vegetationen hypoteser Den faktor som kommer att ha störst betydelse för om växterna utvecklas väl på väggen är deras vinteröverlevnad, i andra hand toleransen mot ett hårt klimat och deras torktålighet specifikt. Såbarheten i modul och ficksystemen är relaterade lt till vattentillgången till under torka och frost. Vintergröna växter som ska klara en söderexponerad grön vägg i Malmö måste vara vedartade och ha tjock kutikula (blankt gröna) eller vara vitfärgade. Tuvade växter och marktäckare utvecklas och trivs bättre i modulsystemet (vertikala system) än konventionella perenner (t.ex. salvian) och i ficksystemet. Systemens vattenförbrukning kommer ha en avgörande effekt på produktionen av biomassa oavsett system. Detgåratt odla ätbara perennaväxter påen vegetationsvägg. Klätterväxter är inte oreserverat skadliga för en fasad Klätterväxter skyddar väggar från vissa påfrestande faktorer som slagregn Det är inte fuktigare bakom klätterväxter än vid en bar fasad Det är större variationer i temperatur och fuktighet vid en bar fasad än bakom en klätterväxt 11 Plantering 15 Juni 2012 Presentation SBHUB

7 11 juli Augusti Presentation SBHUB

8 24 januari mars 16 Presentation SBHUB

9 22 april maj 2013 Presentation SBHUB

10 t 27 maj Total vitalitet i de båda systemen Fickor Moduler Vitalitet Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 VITALITET är en bedömning av växternas status Växternas status klassas enligt följande: 0 = helt oberörd, klara färger, inga vissna blad = vitalitet 100 1= enstaka blad vissna eller annan påverkan såsom näringsbrist = vitalitet 75 2 = ett dött blad eller skott = vitalitet 50 3 = mer än 50 % av växten död = vitalitet 25 4 = växten helt död = vitalitet 0 Presentation SBHUB

11 100 Antennaria dioica - Kattfot Fickor Moduler Vitalitet Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 A. dioica tycks föredra modulsystemet A. dioica har överlevt vintern med god marginal i modulsystemet 100 Bergenia cordifolia - Bergenia Fickor Moduler Vitalitet Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 B. cordifolia tycks föredra modulsystemet i början av växtsäsongerna men ficksystemet framåt hösten och efter vintern B. cordifolia har överlevt vintern med god marginal Presentation SBHUB

12 100 Dianthus deltoides - Bergnejlika Fickor Moduler Vitalitet Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 D. deltoides tycks föredra ficksystemet D. deltoides har överlevt vintern med god marginal i ficksystemet 100 Fragaria vesca - Smultron Fickor Moduler Vitalitet Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 F. vesca klarar sig bättre i modulsystemet än i ficksystemet F. vesca har låg vitalitet under hela första växtsäsongen, men kommer igen och har högre vitalitet efter vintern Presentation SBHUB

13 Bevattning Tobias Emilsson och Ann Mari Fransson? Bevattningssystem 26 Presentation SBHUB

14 Droppbevattning Fickvägg 27 Droppbevattning Modulvägg 28 Presentation SBHUB

15 Överskott 29 Klimat och bevattning 30 Presentation SBHUB

16 Klimat och bevattning 31 Klimat och bevattning Avrinning 32 Presentation SBHUB

17 Klimat och bevattning 33 Byggnaden, energin och klimatet Hans Rosenlund, Malmö öhögskola och CECD Design Johnny Kronvall, Malmö högskola Presentation SBHUB

18 Mätningar KONTOR GSM RUMSTEMP+RH Logger INOMHUS φ 65 φ 66 EL φ 67 φ 68 φ 69 VÄRMEFLÖDE UTOMHUS YTTEMP+RH SPALTTEMP+RH SPALTTEMP+RH ÖVERST KLÄTTERVÄXT SYSTEM REFERENSYTA MODULER FICKOR UTAN MED ISOLERING SPALTTEMP+RH NEDERST VÄDERSTATION VIND V+DIR xx+yy I GL xx REGN xx xx+yy GSM xx+yy Vädercentral Logger EL INOMHUS YTTEMP+SLAGREGN SLAG REGN xx SLAG REGN xx T xx SLAG REGN xx UTOMHUS TEMP+RH I GRÖNSKAN xx+yy xx+yy 35 KLÄTTERVÄXT HUMLE REFERENSYTA KLÄTTERVÄXT FALLOPIA Byggnaden hypoteser Grönskan modifierar mikroklimatet för bakomliggande vägg Svalare på sommaren Varmare på vintern Den relativa fuktigheten varierar omvänt med temperaturförändringen Ingen förändring av den absoluta fuktigheten Gröna fasader skyddar mot slagregn Ingen risk för mögelpåväxt i konstruktionen Klätter och klängväxter skadar inte bakomliggande vägg Infästning av växtkassetter kan vara kritisk 36 Presentation SBHUB

19 Temperatur luftspalt, juli T Space Climber T Space Pocket T Space RefArea T Space Module T Space Module Insul Temperatur luftspalt, januari T Space Climber T Space Pocket T Space RefArea T Space Module T Space Module Insul Presentation SBHUB

20 Relativ fuktighet luftspalt, juni RH Space Climber RH Space Pocket RH Space RefArea RH Space Module RH Space Module Insul Relativ fuktighet väggyta, juni RH Surf Climber RH Surf Pocket RH Surf RefArea RH Surf Module RH Surf Module Insul Presentation SBHUB

21 Relativ fuktighet luftspalt, januari RH Space Climber RH Space Pocket RH Space RefArea RH Space Module RH Space Module Insul Relativ luftfuktighet luftspalt, juli RH Space Climber RH Space Pocket RH Space RefArea RH Space Module RH Space Module Insul Presentation SBHUB

22 Ånghalt luftspalt, juli 2013 Vapour pressure g/m³ VP Space Climber VP Space Pocket VP Space RefArea VP Space Module VP Space Module Insul 12,1 13,4 11,8 12,2 12,0 Above: Average vapour pressure during the month (g/m³) Ånghalt luftspalt, månadsmedelvärden 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 Climber Pocket Reference Module Module insulated 40 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 OCT NOV DEC JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OKT NOV DEC 44 Presentation SBHUB

23 Grönska skyddar mot slagregn Humle Referens Bokharabinda 45 Risk för mögelpåväxt 46 Presentation SBHUB

24 Risk för mögelpåväxt 47 Väggen bakom hur klarar den sig? Tekniska konsekvenser med gröna väggar Technical consequences of green walls Examensarbete Vt12 Jacob Jepson Byggdesign Gustav Martinsson Byggdesign Handledare: Johnny Kronvall Resultatet visar att en grön vägg kan skydda och förlänga livslängden för den bakomliggande väggen genom att bland annat slagregn mot fasaden reduceras. En jämnare fukt- och temperaturbalans skapas i väggen vilket minskar andra nedbrytande faktorer som frost- och saltsprängningar. Dock är det viktigt att den gröna väggen ses efter årligen så att eventuella risker minimeras, då växterna kan skada en vägg genom att tränga in i olämpliga håligheter och expandera. 48 Presentation SBHUB

25 Skötsel 49 Byggnaden hypoteser Grönskan modifierar mikroklimatet för bakomliggande vägg Svalare på sommaren Varmare på vintern Den relativa fuktigheten varierar omvänt med temperaturförändringen Ingen förändring av den absoluta fuktigheten Gröna fasader skyddar mot slagregn Ingen risk för mögelpåväxt i konstruktionen Klätter och klängväxter skadar inte bakomliggande vägg Infästning av växtkassetter kan vara kritisk 50 Presentation SBHUB

26 Energi & klimat hypoteser Grönskan förbättrar byggnadens energibalans På vintern ger den extra isolering På sommaren bidrar den till kylning Särskilt i kontorsbyggnader med stor inre värmelast Grönskan förbättrar stadsklimatet På sommaren kyler den evaporativt Bättre effekt vid högre temperaturer 51 Dynamiskt värmeflöde januari 2013 Thermal transmittance (diurnal average) Global solar Radiation (W/m²K) Flux Climber Flux Pocket Flux RefArea Flux Module Flux Module Insul SolRad_GL (Wh/m²day) 2, Montly average outdoor temperature 1,5 1,0 1,04 0,97 1,02 1,04 0,86 Above: Average thermal transmittance during the month (W/m²K) 0, , , ,5 1, , ,0 2,5 Total Global Solar Radiation (kwh/m²) , Presentation SBHUB

27 Dynamiskt värmeflöde juli 2013 Thermal transmittance (diurnal average) Global solar Radiation (W/m²K) Flux Climber Flux Pocket Flux RefArea Flux Module Flux Module Insul SolRad_GL (Wh/m²day) 2, Montly average outdoor temperature 1,5 1,0 0,14 0,78 0,10 0,58 0,46 Above: Average thermal transmittance during the month (W/m²K) 15, , , ,5 1, , ,0 2,5 Total Global Solar Radiation (kwh/m²) , Dynamisk värmegenomgång årsvariationer Thermal Transmittance Solar radiation (kwh/m²) W/m²K Climber Pocket RefArea Module Module Insul I GL T ave Temperature ( C) 1, Average: 0,67 0,91 0,57 0,88 0, , , , ,50 okt 12 nov 12 dec 12 jan 13 feb 13 mar 13 apr 13 maj 13 jun 13 jul Presentation SBHUB

28 Simulering av gröna väggar Byggnaden Energy Plus Modell för gröna tak används vertikalt Avancerade funktioner (LAI, stomatal resistance, albedo, evapotranspiration ) Indata saknas i stor utsträckning men skapas i projektet Urban miljö ENVI met Allmän vegetation används även som gröna väggar (typ hög häck) Avancerade funktioner (LAI, albedo, RAI, evapotranspiration ) Indata saknas i stor utsträckning men skapas i projektet Stor skala grov geometri Ny version? 55 Tunga, oisolerade väggar Ingen grönska Kontor imalmö Grön vägg 56 Presentation SBHUB

29 Lätta, isolerade väggar Ingen grönska Kontor imalmö Grön vägg 57 Urbanklimat exempel Malmö Typ: Sluten kvartersstad Urban Heat Island UHI Genomsnittlig temperaturförhöjning i gaturummet, C 58 Presentation SBHUB

30 Urban komfort kl 12 PET = Physiological Equivalent Temperature Utan grönska 34,6 C Översatt till inomhustemperatur Gröna tak Gröna väggar Grön gata Trädplantering 33,9 C 34,4 C 33,1 C 20 C 59 Klimatförändring Dygnsmedeltemperaturen ökad med 10 C, en framtida värmebölja Max UHI effekt vid middagstid mitt i kvarteret Obevuxen asfaltyta: +0,5 C (idag +0,4 C) 25% värre UHI Trädbevuxen modell: 1,3 C, (idag 0,9 C) 44% bättre UCI Grönskans evapotranspiration ökar med stigande temperaturer och kyler därför luften ännu bättre! Presentation SBHUB

31 Energi & Klimat hypoteser Grönskan förbättrar byggnadens energibalans På vintern ger den extra isolering På sommaren bidrar den till kylning Särskilt i kontorsbyggnader med stor värmelast Nya byggnader Grönskan förbättrar stadsklimatet På sommaren kyler den evaporativt Bättre effekt vid högre temperaturer 61 Byggarens/ägarens tankar Karin Månsson PEAB Presentation SBHUB

32 Målet Mer grönska Mer fauna Bättre klimat Odling Upplevelse Profilering och varumärke Uppförande Beprövat byggsystem Beständigt byggsystem Integrerad fasadlösning Rationellt byggsystem Presentation SBHUB

33 Drift och underhåll Driftsäkert Lättskött Kostnadseffektivt Förvaltning Typ av fastighetsägare Driftsorganisation Varumärke Presentation SBHUB

34 Attityder Praxis/inställning/tradition/ /rekommendationer Trender Frågor? Presentation SBHUB