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 1 2013 08 30 Vertikal grönska som modernt byggnadsmaterial och dess konsekvenser för byggnadens energibalans och gatuklimat FORMAS BIC 13 Sustainable development of the built environment (2011 2013) BiodiverCity (Vinnova Utmaningsdriven innovation, hållbara attraktiva städer) 2 Presentation SBHUB 2013-08-29 1
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 2013-08-29 2
Vegetationen Ann Mari Fransson, Tobias Emilsson, Annika Wuolo och Linda Maria Mårtensson, Landskapsarkitektur, planering och förvaltning Alnarp, SLU, 5 2013 08 30 Modulsystemet 6 Presentation SBHUB 2013-08-29 3
Konstruktion av fickor 7 Fickor 8 Presentation SBHUB 2013-08-29 4
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 2013-08-29 5
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 2013-08-29 6
11 juli 2012 13 27 Augusti 2012 14 Presentation SBHUB 2013-08-29 7
24 januari 2013 15 22 mars 16 Presentation SBHUB 2013-08-29 8
22 april 2013 7 maj 2013 Presentation SBHUB 2013-08-29 9
t 27 maj 19 100 Total vitalitet i de båda systemen Fickor Moduler 80 60 Vitalitet 40 20 0 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 2013-08-29 10
100 Antennaria dioica - Kattfot Fickor Moduler 80 60 Vitalitet 40 20 0 Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 A. dioica tycks föredra modulsystemet A. dioica har överlevt vintern 2012-2013 med god marginal i modulsystemet 100 Bergenia cordifolia - Bergenia Fickor Moduler 80 60 Vitalitet 40 20 0 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 2012-2013 med god marginal Presentation SBHUB 2013-08-29 11
100 Dianthus deltoides - Bergnejlika Fickor Moduler 80 60 Vitalitet 40 20 0 Juni 2012 Augusti 2012 April 2013 Juni 2013 Augusti 2013 D. deltoides tycks föredra ficksystemet D. deltoides har överlevt vintern 2012-2013 med god marginal i ficksystemet 100 Fragaria vesca - Smultron Fickor Moduler 80 60 Vitalitet 40 20 0 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 2012-2013 Presentation SBHUB 2013-08-29 12
Bevattning Tobias Emilsson och Ann Mari Fransson? 2013 08 30 Bevattningssystem 26 Presentation SBHUB 2013-08-29 13
Droppbevattning Fickvägg 27 Droppbevattning Modulvägg 28 Presentation SBHUB 2013-08-29 14
Överskott 29 Klimat och bevattning 30 Presentation SBHUB 2013-08-29 15
Klimat och bevattning 31 Klimat och bevattning Avrinning 32 Presentation SBHUB 2013-08-29 16
Klimat och bevattning 33 Byggnaden, energin och klimatet Hans Rosenlund, Malmö öhögskola och CECD Design Johnny Kronvall, Malmö högskola 34 2013 08 30 Presentation SBHUB 2013-08-29 17
Mätningar KONTOR GSM 29+30 31+32 RUMSTEMP+RH Logger INOMHUS φ 65 φ 66 EL φ 67 φ 68 φ 69 VÄRMEFLÖDE UTOMHUS 1+2 5+6 13+14 17+18 25+26 YTTEMP+RH 3+4 7+8 15+16 19+20 27+28 SPALTTEMP+RH 9+10 21+22 SPALTTEMP+RH ÖVERST 11+12 23+24 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 2013-08-29 18
Temperatur luftspalt, juli 2013 45 T Space Climber T Space Pocket T Space RefArea T Space Module T Space Module Insul 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2013 07 01 2013 07 02 2013 07 03 2013 07 04 2013 07 05 2013 07 06 2013 07 07 2013 07 08 2013 07 09 2013 07 10 2013 07 11 2013 07 12 2013 07 13 2013 07 14 2013 07 15 2013 07 16 2013 07 17 2013 07 18 2013 07 19 2013 07 20 2013 07 21 2013 07 22 2013 07 23 2013 07 24 2013 07 25 2013 07 26 2013 07 27 2013 07 28 2013 07 29 2013 07 30 2013 07 31 37 Temperatur luftspalt, januari 2013 25 T Space Climber T Space Pocket T Space RefArea T Space Module T Space Module Insul 20 15 10 5 0 5 10 2013 01 01 2013 01 02 2013 01 03 2013 01 04 2013 01 05 2013 01 06 2013 01 07 2013 01 08 2013 01 09 2013 01 10 2013 01 11 2013 01 12 2013 01 13 2013 01 14 2013 01 15 2013 01 16 2013 01 17 2013 01 18 2013 01 19 2013 01 20 2013 01 21 2013 01 22 2013 01 23 2013 01 24 2013 01 25 2013 01 26 2013 01 27 2013 01 28 2013 01 29 2013 01 30 2013 01 31 38 Presentation SBHUB 2013-08-29 19
Relativ fuktighet luftspalt, juni 2013 100 RH Space Climber RH Space Pocket RH Space RefArea RH Space Module RH Space Module Insul 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2013 06 01 2013 06 02 2013 06 03 2013 06 04 2013 06 05 2013 06 06 2013 06 07 2013 06 08 2013 06 09 2013 06 10 2013 06 11 2013 06 12 2013 06 13 2013 06 14 2013 06 15 2013 06 16 2013 06 17 2013 06 18 2013 06 19 2013 06 20 2013 06 21 2013 06 22 2013 06 23 2013 06 24 2013 06 25 2013 06 26 2013 06 27 2013 06 28 2013 06 29 2013 06 30 39 Relativ fuktighet väggyta, juni 2013 100 RH Surf Climber RH Surf Pocket RH Surf RefArea RH Surf Module RH Surf Module Insul 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2013 06 01 2013 06 02 2013 06 03 2013 06 04 2013 06 05 2013 06 06 2013 06 07 2013 06 08 2013 06 09 2013 06 10 2013 06 11 2013 06 12 2013 06 13 2013 06 14 2013 06 15 2013 06 16 2013 06 17 2013 06 18 2013 06 19 2013 06 20 2013 06 21 2013 06 22 2013 06 23 2013 06 24 2013 06 25 2013 06 26 2013 06 27 2013 06 28 2013 06 29 2013 06 30 40 Presentation SBHUB 2013-08-29 20
Relativ fuktighet luftspalt, januari 2013 100 RH Space Climber RH Space Pocket RH Space RefArea RH Space Module RH Space Module Insul 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2013 01 01 2013 01 02 2013 01 03 2013 01 04 2013 01 05 2013 01 06 2013 01 07 2013 01 08 2013 01 09 2013 01 10 2013 01 11 2013 01 12 2013 01 13 2013 01 14 2013 01 15 2013 01 16 2013 01 17 2013 01 18 2013 01 19 2013 01 20 2013 01 21 2013 01 22 2013 01 23 2013 01 24 2013 01 25 2013 01 26 2013 01 27 2013 01 28 2013 01 29 2013 01 30 2013 01 31 41 Relativ luftfuktighet luftspalt, juli 2013 100 RH Space Climber RH Space Pocket RH Space RefArea RH Space Module RH Space Module Insul 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2013 07 01 2013 07 02 2013 07 03 2013 07 04 2013 07 05 2013 07 06 2013 07 07 2013 07 08 2013 07 09 2013 07 10 2013 07 11 2013 07 12 2013 07 13 2013 07 14 2013 07 15 2013 07 16 2013 07 17 2013 07 18 2013 07 19 2013 07 20 2013 07 21 2013 07 22 2013 07 23 2013 07 24 2013 07 25 2013 07 26 2013 07 27 2013 07 28 2013 07 29 2013 07 30 2013 07 31 42 Presentation SBHUB 2013-08-29 21
Ånghalt luftspalt, juli 2013 Vapour pressure g/m³ 20 19 18 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) 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 2013 07 01 2013 07 02 2013 07 03 2013 07 04 2013 07 05 2013 07 06 2013 07 07 2013 07 08 2013 07 09 2013 07 10 2013 07 11 2013 07 12 2013 07 13 2013 07 14 2013 07 15 2013 07 16 2013 07 17 2013 07 18 2013 07 19 2013 07 20 2013 07 21 2013 07 22 2013 07 23 2013 07 24 2013 07 25 2013 07 26 2013 07 27 2013 07 28 2013 07 29 2013 07 30 2013 07 31 43 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 2013-08-29 22
Grönska skyddar mot slagregn Humle Referens Bokharabinda 45 Risk för mögelpåväxt 46 Presentation SBHUB 2013-08-29 23
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 2013-08-29 24
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 2013-08-29 25
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) 2,0 14000 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) 0,1 12000 0,5 10000 0,0 8000 0,5 1,0 6000 1,5 4000 2,0 2,5 Total Global Solar Radiation (kwh/m²) 10 2000 3,0 2013 01 01 2013 01 02 2013 01 03 2013 01 04 2013 01 05 2013 01 06 2013 01 07 2013 01 08 2013 01 09 2013 01 10 2013 01 11 2013 01 12 2013 01 13 2013 01 14 2013 01 15 2013 01 16 2013 01 17 2013 01 18 2013 01 19 2013 01 20 2013 01 21 2013 01 22 2013 01 23 2013 01 24 2013 01 25 2013 01 26 2013 01 27 2013 01 28 2013 01 29 2013 01 30 2013 01 31 0 52 Presentation SBHUB 2013-08-29 26
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) 2,0 14000 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) 15,9 12000 0,5 10000 0,0 8000 0,5 1,0 6000 1,5 4000 2,0 2,5 Total Global Solar Radiation (kwh/m²) 151 2000 3,0 2013 06 01 2013 06 02 2013 06 03 2013 06 04 2013 06 05 2013 06 06 2013 06 07 2013 06 08 2013 06 09 2013 06 10 2013 06 11 2013 06 12 2013 06 13 2013 06 14 2013 06 15 2013 06 16 2013 06 17 2013 06 18 2013 06 19 2013 06 20 2013 06 21 2013 06 22 2013 06 23 2013 06 24 2013 06 25 2013 06 26 2013 06 27 2013 06 28 2013 06 29 2013 06 30 0 53 Dynamisk värmegenomgång årsvariationer Thermal Transmittance Solar radiation (kwh/m²) W/m²K Climber Pocket RefArea Module Module Insul I GL T ave Temperature ( C) 1,50 180 Average: 0,67 0,91 0,57 0,88 0,73 160 1,00 140 120 100 0,50 80 60 40 0,00 20 0 0,50 okt 12 nov 12 dec 12 jan 13 feb 13 mar 13 apr 13 maj 13 jun 13 jul 13 20 54 Presentation SBHUB 2013-08-29 27
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 2013-08-29 28
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 2013-08-29 29
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 2013-08-29 30
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 62 2013 08 30 Presentation SBHUB 2013-08-29 31
Målet Mer grönska Mer fauna Bättre klimat Odling Upplevelse Profilering och varumärke Uppförande Beprövat byggsystem Beständigt byggsystem Integrerad fasadlösning Rationellt byggsystem Presentation SBHUB 2013-08-29 32
Drift och underhåll Driftsäkert Lättskött Kostnadseffektivt Förvaltning Typ av fastighetsägare Driftsorganisation Varumärke Presentation SBHUB 2013-08-29 33
Attityder Praxis/inställning/tradition/ /rekommendationer Trender Frågor? 68 2013 08 30 Presentation SBHUB 2013-08-29 34