DAGSLJUS I EN TÄT STAD DAYLIGHTING IN THE DENSE-CITY

Transkript

1 DAGSLJUS I EN TÄT STAD DAYLIGHTING IN THE DENSE-CITY Marie-Claude Dubois, PhD M. Arch., lektor (Lunds universitet) Miljöspecialist, White arkitekter, Malmö marie-claude.dubois@white.se +46 (0) maj 2016 Agenda 1. Fördelar med dagsljus 2. Nya krav (BBR) och miljöcertifiering 3. Principer i projektering 1

2 Dagsljus 10 fördelar 1. Hög visuell prestanda 2. Stimulering av dygnsrytm (natt-dag) 3. Syntes av vitamin D (hud) 4. Minskning av stress och ökad trygghet 5. Ökad arbetsproduktivitet 6. Flimmerfri 7. Mer energieffektiv 8. Förbättrad image (miljöprofil) 9. Positiv påverkan på försäljning 10. Ökat hyresvärde Dagsljus ger ett kontinuerligt ljusspektrum Ljusets spektrum ger energi i alla våglängdsband Dagsljus (ute) Glödlampa Lysrör cool white Lysrör warm deluxe Lysrör warm white Lysrör cool white deluxe [adapted from Källa: tm] 2

3 källa: Uppfinnaren, Stockholm, White arkitekter Dagsljus och hälsa Gammal kunskap gör comeback källa: 3

4 Dagsljus och hälsa Vårdmiljöer 1) Minskning av genomsnittlig vårdtid 2) Snabbare postoperativ återhämtning 3) Minskade krav på smärtlindring 4) Solljus har desinficerande egenskaper 5) Snabbare återhämtning från depression 6) Påverkan på fetma och hjärtsjukdomar källa: Nya Karolinska Solna och Psykiatrin Lund, White file.pdf Dagsljus och hälsa - Ny forskning melatonin (These pictures have been removed due to copyrights) Optic nerve Action spectrum for melatonin suppression in humans (from Barinard et al 2001) Superior cervical ganglion spinal cord After van Bommel et al, % to the visual cortex for vision. 20% to other areas of the body and brain. 4

5 Icke-visuella effekter av ljus (These pictures have been removed due to copyrights) Typical daily rhythms (24-h light/dark cycle) of body temperature, melatonin and cortisol in humans Dagsljus har en positiv påverkan på försäljning All other things being equal, an average non-skylit store in the chain would likely have 40% higher sales with the addition of skylights ( ). This was found with 99% statistical certainty. (Heschong Mahone, 1999) (These pictures have been removed due to copyrights) källa: Heschong Mahone Group (1999a). Skylighting and Retail Sales. An investigation into the relationship between daylight and human performance. Detailed Report for Pacific Gas and Electric Company. Fair Oaks, CA 5

6 Dagsljus är mer energieffektivt än belysning! källa: anpassad från Lechner N. Heating, cooling, lighting, 2003 Ökande densitet kan leda till mycket dåliga dagsljusförhållanden inomhus och utomhus källa: Paul Rogers, BAU architects 6

7 Produktiviteten är ekonomiskt viktigare än energianvändningen Kontor: 10 m 2 Byggnad: /kontor Energi: 400 /år Lön: /år * 30 år /kontor [Källa: anpassad från the REHVA Guidebook No 6 Indoor Climate and Productivity, via Anders Hall, Somfy The Economics of Biophilia 1. Productivity costs: 112 times greater than energy costs (workplace). 2. Incorporating nature into the built environment is a sound economic investment in health and productivity, based on well-researched neurological and physiological evidence. 3. Providing employees access to plants, natural views, daylight, and other biophilic design elements provide very healthy returns. 4. Integrating views to nature into an office space can save over $2,000 per employee per year in office costs, whereas over $93 million could be saved annually in healthcare costs as a result of providing patients with views to nature studies ( ): good daylighting improves tests scores, reduces off-task behavior, and plays a significant role in the achievement of students källa: 7

8 Nya krav för dagsljus i BBR 6:322 Dagsljus Rum eller avskiljbara delar av rum där människor vistas mer än tillfälligt ska utformas och orienteras så att god tillgång till direkt dagsljus är möjlig, om detta inte är orimligt med hänsyn till rummets avsedda användning. I studentbostäder räcker det dock med tillgång till indirekt dagsljus i rummet för matlagning och i gemensamma utrymmen för daglig samvaro, matlagning eller måltider. (BFS 2014:3). Allmänt råd För beräkning av fönsterglasarean kan en förenklad metod enligt SS användas. Metoden gäller för rumsstorlekar, fönsterglas, fönstermått, fönsterplacering och avskärmningsvinklar enligt standarden. Då bör ett schablonvärde för rummets fönsterglasarea vara minst 10 % av golvarean. Det innebär en dagsljusfaktor på cirka 1 % om standardens förutsättningar är uppfyllda. BBR och Miljöbyggnad Punkt för utvärdering Källa: Anna Vesterberg, Rådhuset in Ystad, Miljöbyggnad silver, White arkitekter 8

9 Dagsljusfaktor (DF, %) DF = E int * 100 E ext E ext (lux) Mulen himmel (CIE overcast sky) E int (lux) [Källa: Interface of LESO-DIAL, EPFL, Switzerland] Dagsljusfaktor (DF, %) DF = 300 * DF = 3% Mulen himmel (CIE overcast sky) lux 300 lux [Källa: Interface of LESO-DIAL, EPFL, Switzerland] 9

10 Exempel dagsljusberäkning - Studenthus Valla Linköping Så här arbetar vi med dagsljus: 1.Klimat och plats 2.Orientering 3.Planens djup 4.Fönsters storlek och placering 5.Fönsternisch och karm 6.Glasets egenskaper 7.Inomhus- och utomhusreflektans 8.Ljusfördelning 9.Glas i mellanpartier 10.Dagsljus i mitten av byggnaden 10

11 Klimat och plats CIE mulen himmel dominerar i Sverige [källa: Kittler et al, 1988 in Bülow-Hübe H. Energy-efficient window systems, 2001 and Baker & Steemers, 2002, Daylight Design of Buildings] Så här arbetar vi med stadsplanering Exempel Nya Sjukhusområdet (NSM) Malmö källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White,

12 VSC för Vertical Sky Component källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White, 2016 VSC för Vertical Sky Component källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White,

13 Dagsljusfaktor på horisontell yta inomhus NSM Malmö Våning 2 källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White, 2016 Dagsljusfaktor på horisontell yta inomhus NSM Malmö Våning 7 källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White,

14 Dagsljusfaktor på horisontell yta utomhus Kvarter Dekanen, Malmö Simulation Tool DIVA4Rhino Radiance Parameters ab: 6 ad: 1000 Reflectance Value Ground Surface: 10% Outside Facade: 30% Location Triangeln, Malmö källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White, 2016 Dagsljusfaktor på horisontell yta utomhus Kvarter Dekanen, Malmö Belysningsstyrka (lux) här Jämfört med här utan byggnader källa: Dagsljus beräkningar, NSM Malmö, Stephanie Jenny Angeraini, White,

15 Whites analysmetod Den yttre dagsljus faktorn får inte vara mindre än 50% på 80% av ett stadsområde. Detta innebär att byggnader inte bör ta bort mer än hälften av dagsljuset. Ett stadsområde i det här fallet är t.ex. en gata, ett torg, etc. 5 våningar beräkning av yttre DF Lägsta DF är mellan 35% till 40% 15

16 7 våningar beräkning av yttre DF Lägsta DF är mellan 26% till 35% Planens djup Dagsljus minskar mycket snabbt från fönstret H 2-2.5H = dagsljus zon [källa: CLEAR 16

17 Planens djup Common building plans before XXth century, allowing natural ventilation and daylighting (These pictures have been removed due to copyrights) [källa: Public Works and Government Services, 2002, Daylight Guide for Canadian Commercial Buildings] Fönsters storlek och placering Förenklad metod för genomsnitt dagsljusfaktor för tidiga planeringsstadier (These pictures have been removed due to copyrights) A glazing = Net glazing area (m 2 ) A total = Total area of internal surfaces (m 2 ) = Sky exposure angle ( ) vis R mean = Visual transmittance of glazing = Area weigthed reflectance of surfaces Källa: Reinhart & LoVerso (2010) A rules of thumb-based design sequence for diffuse daylight. Lighting Research and technol 42:

18 Fönsters storlek och placering (These pictures have been removed due to copyrights) källa: Ritning Malin Alenius, White, Stockholm (vänster), och höger bild ritad av Jeff Niemasz, MIT, från Daylight Handbook I, Reinhart, C 2014 Exempel projekt SEB bank Stockholm USING RESEARCH RESULTS IN PRACTICE TRANSDISCIPLINARY KNOWLEDGE PRODUCTION 18

19 Inomhus- och utomhusreflektans Diffuse and highly reflective interior finishes are key to achieving good daylighting källa: Sumpner s equation. Relation between surface reflectance and the inter-reflected light as surface illuminance. (Tregenza P., Wilson M., 2011) + Östra stallet Stockholm, White Inomhus- och utomhusreflektans Obehagsbländning och behovet av elektriskt ljus påverkas av kontraster (These pictures have been removed due to copyrights) [källa: Bagsvaerdkyrka, Denmark, Jorn Utzon arkitekt, foto Tomas Täggil arkitekt och Arkitektur skola, Köpenhamn, foto MC Dubois] 19

20 Inomhus- och utomhusreflektans Obehagsbländning Vårdmoduler och behovet Malmö SUS av elektriskt ljus ++ påverkas Miljöbyggnad av kontraster Silver ++ [källa: Vårdmoduler, Malmö SUS, beräkning Marie-Claude Dubois, White arkitekter] Inomhus- och utomhusreflektans Obehagsbländning Vårdmoduler och behovet Malmö SUS av elektriskt ljus ++ påverkas Miljöbyggnad av kontraster Silver ++ Med yttervägg mark refl % => DF 1.08 % 80-50% => DF 2.00 % 20

21 Concluding remarks (These pictures have been removed due to copyrights) [källa: Emmanouil Saratsis, Timur Dogan & Christoph F. Reinhart (2016): Simulation-based daylighting analysis procedure for developing urban zoning rules, Building Research & Information, DOI: / ] Concluding remarks Netherlands: a residential building is considered daylit if its principal facade receives three hours of direct sunlight between 21 March and 21 September (MVRDV, 2006) China: national regulations specify internal to external light level ratios for various indoor spaces ( Standard for daylight design of buildings, GB/T ) and a minimum requirement of sunlight hours in residential buildings ( Code of Urban Residential Areas Planning & Design, GB ) (Lu & Du, 2013). New York City (NYC): is widely considered to be the birthplace of solar access-inspired zoning laws with initial resolutions dating back to Indeed, the city s zoning resolutions have been used as model manuscripts for cities around the world. Sweden???? Göteborg? Stockholm? Malmö? When???????? [källa: Emmanouil Saratsis, Timur Dogan & Christoph F. Reinhart (2016): Simulation-based daylighting analysis procedure for developing urban zoning rules, Building Research & Information, DOI: / ] 21

22 Tack för att ni lyssnat! 22