byen som collage

8.11.2007

Bæredygtighed lægger ikke bånd på arkitekturen. Bæredygtighed kræver

netop et helhedssyn der kun kan fordre en større sammenhæng i den arkitektoniske formgivning. Bæredygtighed er således arkitektens største udfordring i fremtiden.

Forslaget søger at forene argumenter omkring ressourcebevidsthed i en syntese, i en konceptuel idé for et skitseret bolig og erhvervsområde på en grund i Ørestaden.

Ørestadens største potentiale er det nye, - synliggjort i muligheden for fremtidens boligform og erhvervsområder. Ideen søger at støtte Ørestadens forventninger til nytænkning, men vil samtidig udvikle området således at det særlige potentiale som grund, plangrundlag og programmet for et ressourcebesparende byggeri åbner for, udfordres til et anderledes boligområde med sin egen identitet.

Konceptet tager konkurrencens skitsekarakter alvorligt - derfor er bebyggelsesgrader, boligtyper og materialeholdninger ikke præcist defineret, men vil, med skitsens karakter, stå som antydninger der kan udforskes i en følgende konkurrenceperiode.

Ressourcebevidst projektering

For at nå tilstræbte mål er det centralt at holde fokus på resultaterne undervejs i en given proces.

Med et værktøj til bæredygtighedsvurdering som nedenstående, kan det samlede projekts egenskaber vises med et billede. Værktøjet virker på basis af anerkendte, nationale og internationale indikatorer.
Bæredygtighedsværktøjet viser:

• Løbende overblik over projektets samlede kvaliteter med hensyn til miljø og bæredygtighed
• Fokusering på de væsentlige forhold
• Bedre beslutningsgrundlag for bygherren
• God kommunikation med interessenter
• Virker som samlende faktor for helhedsvurderinger og afvejning af krav og ønsker

For et traditionelt byggeri i Ørestaden kunne profi-len være som vist i eksemplet hvor nærheden til bl.a. offentlig transport giver en positiv vurdering:.
Afslutningsvist gives et eksempel på hvilken profil det fremlagte projekt kunne få.

Tre bud om bæredygtigt byggeri

• opvarmning uden radiatorer
• køling uden køleanlæg
• hybrid ventilation

Bæredygtighed er ikke kun lavt varmebehov. Det ses klart udfra en betragtning af danskernes samlede energi-forbrug.

Næsten 10 tons CO2 per år per person svarer det til i gennemsnit, og kun en lille del er direkte relateret til fx boliger. Opvarmning af en nyere bolig med fjernvarme giver således en årlig emission på 300 kg CO2 per person ved et boligareal på 30 m2/person, mens en families elforbrug giver 150 kg/person.

Erfaringerne med at sænke varmebehovet yderligere er efterhånden talrige. Når energiforbruget til klimatisering sænkes så meget forpligter det imidlertidigt designeren til såvidt muligt at tage fat i de øvrige energiforbrug.

Fx giver 15000 km/år i bil en emission på 4000 kg/år svarende til 1000 kg/person hvis fire personer deler bilen. Kan byggeriets udformning påvirke transport-behovet med bare 10%, kan altså vindes mere end det samlede resterende varmebehov.

Principper

Vigtigste principper er:

• Spar på bygningens energiforbrug
• Spar specielt på elforbrug
• Påvirk transporten

Ud af mål for både energi og transport opstår to yderli-gere principper om tæthed og forskellighed.

Projektet

Fokus i projektet er på løsninger der giver flere sam-tidige fordele, f.eks. besparelser i anlægsudgift, men større rumhøjde og mindre energiforbrug, men bedre klima.
Det fremstillede projekt er karakteriseret ved:

• Opvarmning uden radiatorer
• Køling uden køleanlæg
• Hybrid ventilation
• En høj grad af passiv klimatisering
• Mulighed for at arbejde hjemme / tæt på hjemmet
• Mange muligheder tæt ved hjemmet
• Faciliteter for miljøvenlig transport

Økonomi og Energi

SPAR ENERGI - SPAR ANLÆG - SPAR

De største økonomiske besparelser ligger i at fjerne installationssystemer og i anden række i at reducere deres dimensioner. Forudsætningen for at kunne mini-mere varme- og køleanlæg er, at selve varme- og køle-behovene begrænses til et niveau hvor behovene nemt kan dækkes ad anden vej eller generne af ikke at få dem dækket kan accepteres.

Midlerne er enkle og ligger i høj grad i arkitek-tekturen:

Varmestrømme ud og ind af en bygning skal kunne mini-meres når der er behov for det - både sol, transmission og ventilation
Bygningen skal være kompakt
En stor termisk masse kan bidrage sammen med de mini-merede varmestrømme til at holde en konstant temperatur
Overflader i specielle materialer med kapacitet til at udjævne svingninger i luftfugtighed, kan begrænse ventilati-onsbehov
Varmetilskud fra elektrisk udstyr skal altid holdes på et minimum

Fordelene ved passiv klimatisering er:

Enklere anlæg
Mindre og billigere service
Sparede udgifter til energi
Større sikkerhed overfor udsving i forsyning - både kort- og langsigtet
Bedre udnyttelse af bygningens areal og rumhøjder
Hvor god bygningen er til selv at opretholde de ønskede temperaturer kan man få et indtryk af ved en simulering af temperaturforholdene, hvor varme- og køleanlæg sættes ud af drift. Jo mere den »frit flydende« temperatur der kom ud af dette ligger inden for komfortområdet, desto mindre energi skal anlæggene bruge på at flytte temperaturen det sidste stykke, og desto bedre kan de undværes.

Kontor / bolig synergi

Kan varmeoverskudet fra kontorer udnyttes i boli-ger? Så længe kontorerne har overskud en stor del af året og boligerne har underskud vil der være fornuft i det. Efterhånden som varmeoverskud hhv. -behov reduceres bliver perioden hvor de to størrelser optræder samtidig dog stadig kortere for snart at forsvinde.
Den energimæssige synergi ved at bringe kontorer og boliger sammen ligger derfor primært i at varme- og elforbrug i en bebyggelse udjævnes over døgnet til gavn for forsyningen (central eller lokal).

Synergi: forsyning / omsætning / forbrug

Fordelen ved et jævnt forbrug - både på døgn og på årsbasis - er at anlæggene til forsyning og omsætning bliver mindre og at de kører med højere virknings-grad. I princippet drejer det sig derfor om at fjerne eller minimere varierende belastninger, herunder varmebehovet:
Når variationerne i det enkelte byggeri mindskes bliver der også mindre behov for udjævning over et stort distributionsnet. Der bliver derfor bedre mulig-hed for lokal omsætning, og med faldende energifor-brug bliver den lokale omsætning også stadig mere logisk som alternativ pga. de mindre tab til distribu-tion.
Den lokale omsætning kan for eksempel være kraft-varme baseret på gasmotor eller brændselsceller. Energien skal dog stadig hentes udenfor bebyggelsen.
Når variationerne i energiforbrug over året reduceres passer forbrugesprofilen også bedre til adgangen til specielt vindenergi:
Reduktion i energiforbruget kan altså bidrage til en optimering af forsyning og omsætning og samtidig åbne flere muligheder.

 Opvarmning uden radiatorer

Opvarmning

Der foreligger i dag i vores nabolande omfattende, dokumenterede erfaringer med boliger og kontorer hvor varmetabet er så lavt at det traditionelle radia-toranlæg helt kan undværes og den samlede effekt kan decimeres. Varmebehovet i disse bygninger er omkring 10 kWh/år per m² bruttoetageareal svarende til 2 kg CO2/m²/år ved fjernvarme.

At radiatorerne helt kan undværes skyldes at det samlede varmetab er så lavt, at varmen kan tilføres via ventilationen (uden at øge luftmængden), og at vindu-ernes varmetab er så lavt at kuldenedfald helt undgås. Besparelsen i det samlede varmeanlæg er så stor at den sammen med de løbende driftsbesparelser kan finan-siere tiltagene til at sænke varmetabet.

Principperne for at nå det nødvendige, lave varmetab er enkle og kendte:
- U-værdier på omtrent det halve af bygningsreglemen-tets krav
- Konstruktioner uden kuldebroer
- Kontrolleret luftskifte med effektiv varmegenvinding
- Minimalt ukontrolleret luftskifte (infiltration)
- Kvalitet i udførelse og projektering
Erfaringerne med byggerierne viser en høj luftkvalitet pga. konstant ventilation, behagelige temperaturer og stor brugertilfredshed.

Kvalitet

De enkle principper er intet værd uden kvalitet i udfø-relse og projektering, for der er mange eksempler på demonstrationsprojekter hvor det ønskede, lave varme-behov ikke er opnået. Årsagerne har fx været:
- Større infiltration end forventet
Der har måske ikke været fokus på tæthed under projekteringen. Fokus har måske også manglet under udførelsen. Og endelig har man sjældent brugt målinger af infiltrationen (gøres nemt med tryksætning af bygnin-gen) for at evaluere om infiltrationn holder sig til det forudsatte.

- For stor ventilation
Specielt ved naturlig ventilation kan luftskiftet nemt blive større end forudsat. Enten skal forudsætningerne rette sig efter det eller også skal ventilationen kunne styres mere nøjagtigt.

- Mindre varmegenvinding end forventet
Ofte har varmegenvindingen ikke levet op til kravene. Enten har prøvningsmetoden været fejlbehæftet, der er givet forkerte oplysninger eller anlægget er opbygget forkert.

- Kuldebroer
Varmetab fra samlingsdetaljer får stadig større betyd-ning. I velisolerede bygninger er det simpelthen ikke muligt at beregne varmebehovet rigtigt uden at med-regne kuldebroerne. Er samlingsdetaljerne først projek-teret rigtigt og deres varmetab vurderet skal der blot følges op ved udførelsen.

Køling uden anlæg

Køling

I erhvervsbygninger er køleanlæg snart lige så alminde-lige som varmeanlæg. Årsagen er at krav om bestemte temperaturer i teknikrum og kontorer kolliderer med en arkitektur der ikke er indrettet på dette. Det er dog muligt langt hen ad vejen at imødekomme kravene uden køleanlæg; så langt at køleanlæg ofte helt vil kunne undværes.

I boliger hvor varmebelastningen er langt mindre instal-leres sjældent køling. Indeklimaet i boligerne kan dog have gavn af de samme principper som i erhvervsbyg-ningerne.

I kontorer er hovedsagen er at varmetilførslen skal begrænses - når temperaturen er højere end ønsket skal der ikke lukkes mere sol ind end nødvendigt for dagslyskvaliteten, og der skal generelt bruges energi-effektivt udstyr. Dernæst er det vigtigt at have en vis termisk masse i bygningen, så temperaturudsving bliver udjævnet.
Ved disse tiltag begrænses perioderne hvor der bliver varmere end ønsket, til de tidspunkter hvor der er forholdsvist varmt udenfor. Og jo mindre temperatur-forskellen mellem ude og inde er, desto mere luft kan en bygning ventileres med uden at det skaber trækge-ner; derfor kan det resterende varmeoverskud normalt fjernes ved naturlig ventilation.

Minimering af varmetilskud

Varmetilskudet fra elektrisk udstyr kan minimeres sam-tidig med andre fordele ved at anvende bærbare com-putere, desktops med fladskærme, individuel belysning og apparater med minimalt standbyforbrug.

Det er dog også stadig et spørgsmål om brugervaner.

Hybrid ventilation

Hybrid ventilation

Sunde materialer og frisk luft er et krav for at opnå et behageligt indeklima. Den enkleste ventilation findes i en gammel lade, hvor både gulv og vægge er piv utætte, og temperaturen er derefter. Som modsætning står moderne bygninger med mekanisk ventilation der bruger el til at tvinge luften rundt gennem bygningen. Til gengæld giver de centrale indtag og afkast mulighed for nem og effektiv varmegenvinding.

Den ideelle form, der både giver frisk luft under alle forhold, lavt elforbrug og effektiv varmegenvinding er en kombination af disse, en hybrid.

Den hybride ventilation tager udgangspunkt i de samme principper som skal opfyldes for at lave ren naturlig ventilation:
-Lave tryktab
-Gennemgående vertikale sammenhænge

Indtag og afkast samles:

-Mulighed for effektiv varmegenvinding
-Luftmængder styres efter behov
(behersket tryktab giver systemet autoritet)
-styr på luftbevægelser
-Også ventilation når der ikke er naturligt drivtryk

Midlerne er:

-Overdimensionerede lyddæmpere og hovedkompo-nenter
-Lidt større hovedkanalerhætter der skaber overtryk ved indtag og undertryk ved afkast
-Optimerede ventilatorer
Resultatet er et lavere energiforbrug og en lavere CO2-emission end både mekanisk ventilation og ren naturlig ventilation.

Transport

- skal være bekvem

Der skal ikke megen reduktion i transportens ener-giforbrug til at spare mere end hele bygningens var-mebehov. Transport skal være bekvem og en måde at påvirke transportens energiforbrug på er derfor at gøre de mindst forurenende transportmidler mere bekvemme.
Det er påvist hvordan transport påvirker energiforbruget væsentligt. I denne sammenhæng udgør Ørestaden et fordelagtigt udgangspunkt idet den kollektive trafik er tilgodeset med Metroens umiddelbare nærhed og dens forbindelse til det øvrige trafiknet. Der vil ofte være kortere til metroens holdeplads end parkeringspladsen. Servicezoner i karréen støtter denne mulighed.

Reducere behovet

Projektet lægger i høj grad op til en reduktion af transportbehovet. Der er selvfølgelig altid mulighed for hjemmekontor men ydermere er der i det pågældende projekt mulighed for arbejdsplads tæt på hjemmet.

Flyt til andre transportmidler

Omtrent halvdelen af alle bilture er under 5 km og kan derfor forholdsvist nemt substitueres af gang og cykling. For at gøre denne transport mere bekvem kunne der for eksempel være cykelservice på ejendommen, auto-matiske døre til cykelkælderen (chip i nøglebundtet?), arkader hvor man kunne gå i tørvejr etc.

Størstedelen af turene er desuden under 40 km og er derfor mulige med elbiler (der delvis kunne oplades vha. solceller og derved spare forssile brændsler).

At yderligere påvirke transportformens drivmiddel og energiform ligger uden for dette projekt. Men boformen kan måske netop fremme et ønske om alternative systemer, f.eks. leje elbiler.

Samtidig er muligheden for at leve 24 timer i Ørestaden året rundt tilstede. Der vil være indkøbsmuligheder, rekreative faciliteter og børne- og uddannelsesinstitutioner i umiddelbar nærhed. Projektskitsen vil forme et aktivt bo- og erhvervsmiljø, der ikke vil ligne almindelige monofunktionelle byområder. Man får bogstaveligt lyst til at blive i bebyggelsen - unge og gamle, arbejdstagere,
pensionister/børn vil danne en dynamisk bo- og arbejdsform, der således mindsker behovet for at flytte sig.
Hjemmekontoret er pludseligt blevet attraktivt - man er ikke alene, og arbejdspladsen kan også findes på den anden side af væggen - eller i den næste karre.

Tæthed

Tæthed - varmen fra hinanden

Det kompakte byggeri - begrænsning af det byggede område, dvs. højt og tæt, går godt i spænd med ressourcebevidsthed og Ørestadens ønsker om urbane kvaliteter. Ved at koncentrere nås samtidig de passive karakteristika der sikrer en begrænsning af varmeforbrug. Tæthed er den enkleste måde at spare jordareal på og tæthed betyder også øgede muligheder for social kontakt. Tæthed i Ørestads sprog betyder også højt: 12 etager ud mod parken, 8 mod nord og i kanterne.

I den kompakte bygningsstruktur vil placeringen være af afgørende betydning idet der fokuseres på en løsning hvor boliger og kontorer i høj grad regulerer indeklima ved orientering og placering i stedet for at indarbejde ressourcekrævende tekniske løsninger.
De primære bygningslænger mod parken og mod Bel-lacenteret er brede indeholdende både erhverv og boliger pakket omkring hinanden som L'er.

Boliger mod syd

Boligerne er orienteret mod syd placeret øverst i længerne, måske opbygget i lettere materialer som dog skal opnå den ønskede tyngde for den passive energiopbygning. Boligfacaderne domineres af træbeklædninger suppleret med stålplader. Tagdæk er begrønnet hvor muligt, og en omfattende terrassering muliggør at alle boliger kan forsynes med udeopholdspladser, atriumgårde eller vinterhaver.

Erhvervsetager mod nord

Ved placeringen mod nord undgås varme fra solbeskinnede facader og medfølgende gener ved skærmarbejde. Etagerne kan derfor udformes rimeligt traditionelt og uden fordyrende køleanlæg og afskærmning.

Den lodrette gade

Boliger og erhverv ligger samlet omkring en fælles »vertikal gade«. Gaden belyses dels af »udsparringer« horisontalt i facaden, hvor frokostterrasser giver kik mod nord og syd for erhvervsetagerne og dels af ver-tikale durchsichte der henter lys ned fra bygningens top. Idet der er tale om en dobbeltsidig korridor kan gaden forsynes med få elevatorer og de nødvendige trapper i bygningen midte. Gaden forlænges op til taget hvor et fabulerende landskab af bygningsformer og tekniske anlæg kan iagttages.

Omkring gaden ligger zoner med tekniske anlæg, servicerum mv. for erhvervsetagerne og med vådrum, køkken, bad etc. for boligerne. Herved udnyttes byg-ningens dybde optimalt og føringsveje kan rationelt installeres og serviceres, og ændres over tid, såfremt funktion og krav ændres.
Både mod nord og syd er indbygget tilbagetrukne stueetager med adgang til opgange.

Tæthed betyder også alternative friarealer. Grønne tage er oplagte så dele af det bebyggede jordareal genetableres og skaber en 5.facade med referencer til fælleden.
Belagte arealer i gårdrummet er en anvendelig og for-nuftig løsning i forhold til vedligeholdelse og skaber et mere bymæssigt uderum i kontrast til de store park-anlæg i Ørestaden. Gårdrummet tænkes således mere brugsorienteret til leg, sportsbaner, lokal parkering etc.

Forskellighed

Forskellighed- styrken fra hinanden

Nye boligområder oplever ofte problemstillinger der skyldes den funktionsopdelte by. Ørestaden har mulig-heden for at bryde denne spiral, som samtidig medfører problemer med udsatte grupper, etniske enklaver og modsætninger imellem beboere resulterende i værste scenarier til kriminelle handlinger. Den funktionelle integration er mulig i Ørestaden.

I fremtidens bokvarterer skal forskelligheden være en kvalitet. Hvis et område kan tilbyde forskellige bofor-mer og erhvervstilbud, så står kvarteret stærkt for at fremme integration og modvirke fremmedgørelse. Dvs. erhverv og boliger kan blandes i etagerne - store og små, kollektiver og penthouses, alle forskelligheder skal tilbydes i en fleksibel struktur. Idet der samtidig er en overlapning mellem faciliteter til bolig og kontorer er hjemmekontoret/arbejdspladsen med power naps og fritidstilbud pludselig et fristende tilbud.

Boligerne kan spænde fra ungdomsboliger til olde-koller og med fleksible zoner i strukturen opstår der muligheder for at boligenhederne kan omdannes såfremt beboermønstre revideres.

Den kontinuerlige rytme i bebyggelsen er også kri-minalpræventivt optimal og det skaber sikkerhed for beboere og for de forskellige arbejdspladser.

Arkitektonisk tager strukturen udgangspunkt i en »ren« ramme, som særligt indeholder forskelligheden i karrens indre.

Boligideen kunne være »megamews«. Boformer, der er en omskrivning af den engelske mews, gader der tidligere rummede erhverv, men nu er delvist omdannet til boliger, værksteder m.v. dvs. Denne blanding indbyder til en inspirerende collage af bo- og arbejds-former, hvor alt flettes ind i hinanden og hvor alterna-tive fleksible rumligheder er indbygget.

Karreen bliver således tæt og idet de funktionelle pro-grammer overlapper formes et mere rigt liv i dag/nat perioden. Dette vil styrke kontinuiteten i byen, i kvar-teret og i selve opgangen - helt ind i den enkelte bolig.

Byen som collage

Bygningens cirkulationsakse er en rygrad indrammet af servicezoner til erhvervsetager (toiletter, køkkener, serverrum etc.) og vådrum til boligetager.
Boligtyperne bør være domineret af enkle fleksible rum der suppleres af servicezonen.

Karreen er det beskyttende rum:fysisk og psykisk, gennem funktion, form og konstruktion.

Materialer

Bebyggelsens arkitektoniske formsprog afspejler tæthed og forskellighed i et dynamisk billede der har mindelser om collagen. Bebyggelsen skal fremtræde som en collage af arbejds- og boformer, som en collage af varierende størrelser - både bolig- og »mennesketyper«. Boligsammensætningen skal øge collagen - forskelligheden skal styrke bebyggelsen modsat ghettoiseringen, og forskelligheden i brugsmønstre vil sikre bebyggelsens liv hele døgnet.

Bebyggelsens materialeholdning bekræfter collagen. Erhvervsbebyggelsens regularitet understreges i mere rationelt og konstruktivt konstruktionsmetoder og boligbebyggelsernes mere fabulerende rytmik vil indeholde en større variation over materialer.

Både boliger og erhverv er moduleret over rationelle bygningsprincipper der dels muliggør en industriel produktion - som vil være ressourcebesparende - og dels giver fleksibilitet og muligheder i fremtidigt perspektiv.

Målopfyldelse

Målopfyldelse

I projektet håndteres nogle af de væsentligste problemstillinger omkring energiforbrug knyttet til byggeri. Der er mange andre aspekter som ikke er behandlet, men som også ville indgå i en ressourcebevidst projektering.
Hvis også disse aspekter (omkring for eksempel materialevalg) forfølges, ville projektet få en profil de nærmede sig den nedenstående:

Fremtidsmusik?

Besparelserne i varmebehov er kommet så vidt at det bliver meget vanskeligt at komme videre, hvis man ikke tænker alternativt. Ser man på den enkelte bygning har det kun akademisk interesse at sænke varmebehovet længere end 10 kWh/år/m2 (brutto-etageareal). Løsningerne bliver i så fald endnu mere tekniske:

- Klimaskærmen skal isoleres endnu bedre
- Vinduerne skal måske forsynes med vakuumruder
- Alternativt kan de forsynes med tætte, højisolerede
skodder der styres automatisk efter varmebalancen
- Bygningen skal være særdeles kompakt.

Det er kort sagt vanskeligt. Men der er alternativer. Bygningens energiforbrug er allerede reduceret til et niveau hvor det vil være lige så nemt at forsyne med alternative energikilder (vind, sol og evt. biomasse)
Der er herved tale om forbrug hvor lokal kraftvarme er en alvorlig konkurrent til den centrale, både sam-fundsøkonomisk og energimæssigt.

Yderligere løsninger kunne være:
- Elbiler og solceller
- Brintdistribution fra centrale elektrolyseanlæg base
ret på vind
- Decentrale forgasningsanlæg for biomasse og affald
kombineret med brændselscelleanlæg og varmepum
per på bygningsniveau som producerer el og varme.

Dette stade sætter således nye krav til bygningsudformningen og til arkitekten. Her ligger da fremtidens udfordring.