Smart Housing Småland

Smart Housing Småland bygger en internationellt ledande innovationsmiljö som, med användaren i centrum, skapar smart boende och hållbar byggd miljö med bas i glas och trä.

Fasader i fokus på Advanced Building Skins i Schweiz

540 personer från hela världen samlades under två dagar i början av oktober i Bern, Schweiz för att lyssna på det senaste om fasader på konferensen Advanced Building Skins. Endast en handfull svenskar deltog men Smart Housing var där för att bevaka det senaste främst inom parametrisk design och solceller. Det följande är nedslag från de fem parallella sessioner som hölls.

Adaptiv solfasad
En ny typ av rörliga solfångare har tagits fram och integreras nu i ”The HiLo at NEST” som håller på att byggas berättade Prageeth Jayathissa från ETH Zürich i Schweiz.


Till fasaden har man tagit fram en komplex grupp, rörliga solfångare. Ur Jayathissa, P., et al. ”Performatie Design Environments for Kinetic Photovoltaic Architecture.” In Review (2017).

 


Prototyperna installeras i the HiLo (High performance – Low energy) forsknings- och innovationsavdelningen på NEST (Next Eolution of Sustainable building Technologies).

Prageeth Jayathissa avslutade med att konstatera att det krävs mycket certifiering för att den här lösningen ska kunna bli en kommersiell tillgänglig produkt. Han berättade också att lösningen är mer effektivt för att spara energi i kalla än varma klimat.

En artikel ”The Adaptive Solvar Facade: From concept to prototypes” kan läsas här.

Ikonisk 3D-arkitektur i mellanöstern
Thomas Winterstetter från Werner Sobek Stuttgart i Tyskland presenterade ett antal av firmas prestigeprojekt i mellanöstern där man använder den senaste tekniken inom 3D, BIM (byggnadsinformationsmodellering), datoriserad design och innovativ tillverkningsteknik.

I de här jätteprojekten krävs en otrolig samordning vilket görs via BIM-modeller. De matas dagligen som en levande organism av 400 designers från 20 företag runt jorden. Det är inte helt problemfritt och redan i planeringen av ett projekt sätter man upp en standard för hur man ska göra om system kraschar. Han konstaterade att det i dagsläget inte är möjligt att utbyta data mellan olika delar utan konvertering.

Exempel på fördelar med att jobba med BIM-modeller:
• samma 3D-källa för modellering både ur ett arkitekt- och strukturellt perspektiv (Sofistik) och som bas för produktion (Tekla för stålstrukturer, Allplan för betongstrukturer)
• får en bättre överblick med 3D (krock-kontroll, produktionsbegränsningar)
• parametrisering av utformandeprocessen
• optimering av arbetsflödet
• ökad tvärvetenskaplig koordinering
• visualisering
• mängdberäkningar direktgenererade och ofta uppdaterade från 3D-modeller


En av byggnaderna som presenterades var Qatars nationalmuseum som inspirerats av en “desert rose” som är ett slags stenformation man hittar i öknen.

 


Strukturen utgjordes av ett stålskelett som klätts med betongpaneler.

Sparade pengar med parametrisk design
Thomas Kinzl från Skidmore, Owings & Merrill LLP I USA berättade om hur man jobbat med parametrisk design. I ett uppdrag där man håller på att bygga ett finanscentrum i Kina utgick man från alla funktioner som skulle rymmas på insidan när man skapade fasaden. Man jobbade med parametrisk design för att få en minimal fasad, med maximal fönsteryta.


Genom att variera toleransen mellan glas och karm med några millimeter fram och tillbaka kunde man mer än halvera antalet varianter på glaspaneler till 476.

Begränsningar och direktkommunikation med parametrisk design
Aleksandar Sasha Zeljic på Sean William McGuire Gensler, från USA berättade om ett projekt från Manilla där bland annat den lokala arbetskraftens förmåga begränsade vad man skulle kunna utföra vilket man tog hänsyn till redan vid utformningen av ett finanscenter. Genom att lägga fasaden omlott som takpannor kunde man få en visuell kurvatur utan att använda böjda glas.


Olika typer av begränsningar sattes i Grasshopper (ett verktyg som använder generativa algoritmer och används för att hitta fram till rätt form). På så sätt kunde man sedan ta hand om kundernas önskemål i realtid.

Samverkan för bättre lösningar
Kristofer Leese på Belzberg Architects, från USA talade om faran med stuprörstänk. Därför försöker han bygga nätverk på tvärs -Blurring the boundries, som han sa. I sina olika projekt försöker han redan från början få med alla inblandade kategorier. Tvärvetenskaplighet driver goda idéer, konstaterade han och berättade i två exempel om detta.


I det första fallet har man lagt till en fasad av slumpade (en teknik där man värmer glaset så att det börjar mjukna och formas av sin egen tyngd) glaspaneler med graderad transparens på en befintlig byggnad, RENO Gores Group huvudkontor. Det andra var kontorsbyggnaden Threds i Mexiko City. En fasad med djup och lager. Tredimensionella fasadfenor, användes ute för balkong och inne till kontor.

Var fångar man solen i staden?
Jean-Didier Steenackers från SunsoakDesign i Belgien tittar på vilka områden i staden som fångar solen – många ytor i staden ligger helt i skugga. Samtidigt är det i staden som det går åt mycket energi och det vore postivt att producera mer energi i själva staden. –What will be the return of my structure?, bör man fråga sig när man bygger slog Jean-Didier Steenackers fast.


På äldre byggnader har man ofta inte utnyttjat hela höjden man hade tillstånd att bygga. I det här fallet kunde man lägga till fyra våningar. Man gjorde en urban park med solfångande glas som hänger i en stålram

En solstruktur som genererar energi ger stor skillnad i byggnadsnämndens inställning för tillstånd, konstaterade Jean-Didier Steenackers

Tvärvetenskapligt studentarbete om solfångande lättviktsstrukturer
Timo Carl och Markus Schein från University of Kassel, Tyskland presenterade resultaten från tre månaders arbete där studenter från flera ämnen samverkade. Man sökte designkoncept som kombinerade passiv skuggning med sol-elproduktion i form av tredimensionella strukturer som anpassar sig till omgivningen.


Ett förslag var strukturen ”Solar Spline” som nu byggs på University of Kassel för att demonstrera den estetiska potentialen. Den kan ses där resten av året. Modellen på bilden visar solanalys och konstruktionsdata.

Framtidens byggnader måste ha energiproduktion och –bevarande från början
Anna Colley, NSG Pilkington, Storbritannien konstaterade att en värld utan glas vore trist. Glas behöver framtidssäkras. Gå från passivt till aktivt. Det behöver samverka med sin omgivning. Byggnader kan skörda energi från egna kraftverk.


Fasader med semitransparent arkitektur som fångar solen ger inte bara energi utan ljus. NSG Pilkington har flera produkter som stödjer detta.

Kanske ska man inte skicka ut överskottsenergi till nätet utan använda det till behov som redan finns i byggnaden som komfortvärme i varma fönster, väggpaneler och element av glas, avslutade Anna Colley.

Minskad effekt av skugga med nya solceller
Lenneke Slooff-Hoek från ECN, Nederländerna konstaterade att utvecklingen går framåt men att man ofta använder standardsolmoduler.


En jämförelse på samma byggnader mellan hur äldre och nyare solceller kan se ut när de installerats.


En liten skugga, till exempel från en skorsten ger stort bortfall från standardprodukter.

Hon visade en ny lösning som dock endast produceras i labbskala än som är betydligt tåligare mot skugga. Energiproduktionen slås bara ut i den lilla del som skuggas. En beskrivning av produkten kan läsas här.

Solceller med mönster
John van Roosmalen från ECN, Nederländerna visade olika exempel på mönstrade solceller. I och med att solceller blir ett allt större inslag i energimixen blir de också mer synliga. Här försöker man med hjälp av mönster ge bättre estetiska kvaliteter till solcellerna.


Han konstaterade att bästa resultatet för de mönstrade solcellerna är 30 % mönstertäckning som gör att man inte förlorar mer än 20 % i effekt.

Solceller som utnyttjar solen både på fram- och baksida
Karin Söderström från CSEM i Schweiz berättade om när man bytte fasad på sitt huvudkontor och använde tvåsidiga (bifacial) solceller. Hon konstaterade att de genom att använda de tvåsidiga solcellerna fick ut tio procent extra effekt jämfört med vanliga solceller uppmätt under ett år.


Tvåsidiga solceller kan ge god effekt men måste placeras på rätt ställe för att fungera, till exempel där ljuset kan studsa mot en vit vägg.

Växter för ökad prestanda
Det var ett antal föreläsare som talade om möjligheten att använda växter på en fasad eller mellan en dubbel fasad främst för att reducera övertemperaturer inne. Olika försök visar att det ger en stor temperaturreducering på fasadens yta. Problemet blir naturligtvis utsikten som helt eller delvis försvinner.


En annan intressant växt-vinkel var att använda mossbräken bland annat för luftrening inomhus. En liten vattenväxt som flyter på vattenytan och är en av världens snabbast växande växter.

Hooman Parhizkar från National University of Iran presenterade resultatet av försök med en dubbelfasad som hade luftutbyte med kontorsrum. I ”baljor” i fasaden växte mossbräken.

Fasadväxterna plus växter i kontoret gav:
• Isolering mot värme genom skuggning
• Bättre ljudmiljö
• Luftfiltrering från damm
• Ökad syreproduktion och koldioxidminskning
• Positiva psykologiska effekter och
• Estetisk stimulans

Exempel från utställningar
Förutom föreläsningar så fanns det en mängd utställare på konferensen. Några exempel:


H.Glass visade transparenta färgade solceller baserade på DSSC-teknik (Dye Sentitized Solar Cells). Den nya generationen har bättre prestanda än tidigare och produktionen håller på att skalas upp till större paneler. De är tvåsidiga, fungerar både ute och inne, även i diffust ljus.

SageGlass visade sitt dynamiska glas som går från klart till färgat. Det styrs antingen automatiskt eller manuellt och man kan ställa hur mörkt glaset ska bli i olika procentsatser. Ett sätt att skydda mot övervärme och bländning. Systemet är tyst och en glaset kan delas in i flera zoner för olika effekt.

 

Företaget Solaxess håller nu på att dra igång produktion av tunnfilm som helt täcker solcellen. Med hjälp av nanoteknik och tunnfilm har helt vita solceller skapats – på bekostnad av 60 % av effekten. Fördelen är att man får en produkt som ser ut som vanligt byggmaterial.