Man bliver nødt til at regulere selve energitransporten over klimaskærmen, og flere forskere peger på integration af dynamiske facader som løsning til at nedbringe bygningers energibehov til bygningsdrift og således CO2-udslippet i bygningsmassen. En af landets førende forskere på området er enig, men påpeger samtidig to store udfordringer, som skal imødekommes, før dynamiske facader for alvor vinder indpas i byggebranchen.
– Solceller kan ikke længere levere nok point til energiregnskabet, lyder det fra Frederik Winther, som er ph.d. og chefspecialist hos Rambøll. Han mener, at teorien bag traditionel solafskærmning simpelthen er forældet i forhold til de behov, der eksisterer i dag – det værende behov for både at sænke bygningens energibehov, samtidig med at der opretholdes et godt indeklima, termisk, atmosfærisk og optisk. Samtidig mener han heller ikke, at mere eller bedre isolering i klimaskærmen vil løse problemet, for selvom det umiddelbart ville reducere varmebehovet, ville det også øge behovet for køling, når bygningen ikke er i stand til at komme af med varmen.
I stedet peger han meget overbevist på klimaskærmen i samspil med dynamiske facader som middel til at få bygninger til at leve op til de skærpede energikrav:
– Tiden er inde til, at vi kigger på andre, mere innovative løsninger til byggeriet, og her er jeg overbevist om, at fokus kommer til at ligge på klimaskærmens rolle, og hvordan vi kan regulere energitransporten på mere intelligent vis ved hjælp af dynamiske facader, siger han.
Reducerer energiforbrug med 50 %
Dynamiske facader består af bevægelige rammer, som monteres på facaden ved vinduerne, og omfatter langt flere teknologiske egenskaber end fx traditionel solafskærmning. De bevægelige rammer kontrollerer på intelligent og dynamisk vis energitransporten over facaden, solindfaldet, massetransporten og energilagringen. Både rummets energibehov til almen bygningsdrift tilgodeses, samtidig med at klimaskærmen tilpasser sin funktion og sine karakteristika i forhold til det ønskede indeklima. På den måde minimeres behovet for både opvarmning og køling.
I sit virke som ph.d. og chefspecialist har Frederik Winther gennem mange år forsket i effekten af dynamiske facader og regulering af den energi, der strømmer – eller ikke strømmer – over klimaskærmen. Han mener, at tankegangen omkring dynamiske facader relaterer sig fundamentalt til, hvordan vi som mennesker styrer vores kropstemperatur ved at tage det rette tøj på ved pågældende udeklima:
– Hvis der er koldt, tager vi som mennesker en frakke på for at holde på varmen. Hvis der senere bliver varmt, skal vi kunne tage jakken af for at komme af med varmen og bevare en behagelig kropstemperatur. Vi tager sågar solbriller på, hvis der er for meget sol, eller hvis den blænder. Det samme princip gælder for bygninger: Vi skal give en bygning mulighed for at tage den rigtige frakke på til enhver given lejlighed, forklarer Frederik Winther.
Flere undersøgelser viser, at dynamiske facadesystemer kan optimere energistrømmen gennem facaden og give besparelser på over 50 % af en bygnings energibehov, takket være den intelligente styring. Det er jo helt fantastiske tal, så hvorfor ser vi ikke byggebranchen kaste sig over denne banebrydende teknologi i de mange nybyggerier? Ifølge Frederik Winther er der to primære udfordringer, som først skal løses.
1. store udfordring: Arkitekter og ingeniører vil komme til at dele ansvar
Han mener, at vi for det første skal ændre syn på ansvarsområderne i designet af en bygning. Som forholdene er i dag, har arkitekten ansvaret for facaden, mens ingeniøren har ansvaret for indeklimaet. Hvis ingeniøren begynder at stille krav til arkitekturen, bevæger han sig ind på arkitektens område og omvendt, og det er ikke altid lige populært.
Arkitektens og ingeniørens forskellige områder er i dag meget adskilte, og det ville være et stort skridt på vejen, hvis producenter af dynamiske facadesystemer i stigende grad tilgodeser begge parters ønsker til produktet. Så kan ingeniøren gøre brug af dynamiske facaders energibesparende teknologier, uden at arkitekten går på kompromis med det arkitektoniske udtryk. Begge parter skal kunne arbejde med det samme produkt.
Et eksempel på et dynamisk facade-system med arkitektoniske muligheder er Energy Frames fra designlab’et Art Andersen Cph. Energy Frames er markedets eneste vinduesbårne, dynamiske solafskærmningssystem. Art Andersen har lagt en meget stor indsats i at tilbyde et æstetisk sortiment, der giver bred, arkitektonisk frihed med en række forskellige valgmuligheder inden for overflade, materiale og farver. Man kan for eksempel se Energy Frames på den ikoniske FIH Bygningen på Langelinje i København, hvor de bevægelige skodderammer med kipbare lameller konstant ændrer bygningens udtryk.
For Art Andersen Cph har det været meget magtpåliggende at inddrage arkitekternes ønsker i det dynamiske facadesystem.
– Vi ser, at arkitekturen er i forandring på grund af stadigt skærpede energikrav til byggerier, og som produktdesigner ligger vores helt store udfordring i at forene det forfinede med det robuste for at tilgodese både arkitektens frihed og ingeniørens krav til facadens funktionalitet i det samlede energiregnskab. Derfor har vi skabt Energy Frames således, at både det æstetiske og det tekniske aspekt spiller sammen i ét og samme produkt, fortæller Business Developer i Art Andersen Cph, Michael Felthaus.
Energy Frames er udviklet blandt andet ud fra Frederik Winthers dybdegående analyser og algoritmer for sammenhængen mellem solafskærmning, natsænkning og isolering og minimering af en bygnings energibehov. Og han så gerne, at endnu flere begyndte at flette denne teknologi sammen med arkitektoniske muligheder.
2. store udfordring: Afspejlingen af dynamiske facadeteknologier i energiberegningen
Den anden udfordring, som ifølge Frederik Winther gør, at byggebranchen endnu ikke har taget skridtet fuldt ud inden for dynamiske facader, er, at de dynamiske facadeaspekter, som blandt andet arbejdes med i Energy Frames, ikke afspejles korrekt i myndighedsprogrammet til beregning af bygningers energibehov. Derfor anvender Energy Frames i høj grad den viden, der er udviklet i forbindelse med ph.d.-projekterne ”Intelligente glasfacader ved det strategiske forskningscenter for energineutralt byggeri”. Herved tilpasses randbetingelserne anvendt i energiberegningen, således at de dynamiske facadeaspekter netop afspejles korrekt i energiberegningen. Men dynamiske facaders teknologi generelt er endnu ikke integreret i beregningskernen. Den lader vente på sig, og det er en flaskehals for udbredelsen af dynamiske facader, mener Frederik Winther:
– Når energiberegningsværktøjer endnu ikke formår at inddrage de dynamiske aspekter integreret i facadeteknologien, er dynamiske facader ikke en parameter, som ingeniører og rådgivere ser som en mulighed. Beregningsmodellen er stadig unødig kompleks, og dét lider udbredelsen af dynamiske facader under i dag, siger Frederik Winther.
Han påpeger dog, at der i skrivende stund arbejdes hårdt på at få inddraget dynamiske facader i energiberegningsværktøjet, og han forudser endda, at når det er på plads, vil vi se, hvordan det kickstarter anvendelsen af dynamiske facader på samme måde som ved solceller:
– Langt størstedelen af analysearbejdet af effekten af dynamiske facaders ydelse på en bygnings energibehov er gjort. Nu mangler vi bare at få denne faktor ind i energiberegningsværktøjet, og så tror jeg, at vi vil se det samme, som vi så ved solceller: Før teknologien blev integreret i energiberegningen, var der ingen, som brugte solceller, men da effekten blev målbar, eksploderede anvendelsen af solceller over ganske få år. På samme måde er en ukompliceret beregning af dynamiske facaders ydelse en vigtig parameter for dynamiske facaders fremmarch i byggebranchen.
Alle analyser og selve teorien, der er udviklet til beregning af natsænkning, ligger lige nu hos SBi for nærmere godkendelse og implementering. Indtil det er på plads, bruger facadesystemer så som Energy Frames en konfigurator som guideline på referenceprojekter
