Miljøvennlige skoleanlegg

Karin Buvik, SINTEF ØkoBygg var et utviklingsprogram for bygg- og anleggsbransjen. Målet med programmet var å bidra til å maksimere verdiskapningen i forhold til miljøbelastningen. Programmet, som varte i fem år, ble avsluttet ved årsskifte 2002-2003. Fem skoler har hatt tilknytning til programmet ØkoBygg: Grong barneskole i Nord-Trøndelag Kvernhuset ungdomsskole i Fredrikstad Borgen nærmiljøsenter i Asker Kampen skole i Oslo Kvadraturen videregående skole i Kristiansand Skolene er omtalt i heftet som inneholder sammendrag av flere arbeidsoppgaver som er utført i forbindelse med planlegging og evaluering av skoleanleggene. Fullstendige rapporter fra flere av arbeidsoppgavene er lagt ut på Læringssenteret s idebank på Internett. Se adressen: http://skoleanlegg.ls.no Velg Skoler, deretter respektive fylke. Miljøvennlige skoleanlegg I tillegg til informasjon om de fem skolene inneholder heftet en avklaring av begrepet miljøskole, anbefaling av strategier for å oppnå miljøvennlige bygningsanlegg, samt kriterier for evaluering av energi- og ressursbruk, og for evaluering av funksjonelle og estetiske kvaliteter ved skoleanlegg. 5 skoler med tilknytning til programmet ØkoBygg

Karin Buvik Miljøvennlige skoleanlegg Fem skoler med tilknytning til programmet ØkoBygg 1

2003 ØkoBygg og Læringssenteret Forord Den norske skolen er i endring. Reformer er gjennomført, og nye reformer er på trappene. Dette krever skoleanlegg som kan absorbere endringer i undervisningsformen, og som i seg selv kan være et læremiddel. ØkoBygg-programmet, byggenæringens miljøprogram 1998 2002, har støttet flere skoleprosjekter for å stimulere til utvikling og bygging av miljøvennlige skoleanlegg der skolebygninger og nære omgivelser også kan utnyttes pedagogisk. I denne veilederen oppsummeres resultatene fra noen av prosjektene. Merk at Kampen skole har fått sin støtte fra NVE, og at Borgen skole og nærmiljøsenter ikke har mottatt statlig støtte til sitt utviklingsprosjekt. Veilederen er initiert og delfinansiert av ØkoBygg-programmet. I tillegg har Læringssenteret bidratt med økonomisk støtte. Læringssenteret er underlagt Utdannings- og forskningsdepartementet og skal medvirke til målrettet og kvalitativ utvikling av opplæringen i norsk skole. Heftet er utarbeidet av seniorforsker Karin Buvik, SINTEF Rådgivere og bidragsytere: Rektor Steinar Ekeberg, Kvernhuset ungdomsskole i Fredrikstad Daglig leder Jan Willy Føreland, Tet AS, tidligere teknisk sjef i Vest-Agder fylkeskommune Professor Anne Grete Hestnes, Institutt for byggekunst, historie og teknologi, NTNU GAN Grafisk AS Forsker og sivilarkitekt Karin Buvik, SINTEF avd. Arkitektur og byggteknikk, har vært redaktør og hovedforfatter av veilederen. I tillegg har hun vært FoU-rådgiver for Grong barne- og ungdomsskole, Kvernhuset ungdomsskole og Borgen nærmiljøsenter. Mars 2003 For ØkoBygg-programmet: Det må gjerne kopieres fra dette heftet, såframt kilden blir oppgitt. Heftet skal gjøres tilgjengelig på Internett. Se adressen: http://skoleanlegg.ls.no/ Velg først Miljø, deretter Miljøskoler Erik A. Hammer Programleder Ole-Gunnar Søgnen Rådgiver 2 3

Innhold side Miljøskole som begrep... 6 Fem skoler med tilknytning til programmet ØkoBygg Grong barneskole i Nord-Trøndelag... 11 Kvernhuset ungdomsskole i Fredrikstad... 19 Borgen ungdomsskole og nærmiljøsenter i Asker... 31 Kampen barneskole i Oslo... 41 Kvadraturen videregående skole i Kristiansand... 49 Strategier for godt inneklima med lav energibruk Energibruk i skoler. Målsetting og statistikk... 58 Klimatisering ved hjelp av passive løsninger... 59 Oppvarming... 59 Kjøling... 60 Dagslys... 61 Bygningsintegrert ventilasjon... 62 Kontroll... 62 Omhyllingsflater (tak og fasader)... 63 Anvendelse av solenergi... 64 Evaluering. Metoder og kriterier ØkoProfil-metoden... 68 Klassifisering og vekting... 68 Eksempel på bruk av ØkoProfil... 68 Inneklimaparametere... 70 Kravspesifikasjoner... 70 Etterprøving... 73 Funksjonelle og estetiske forhold... 74 Emner og spørsmål... 74 Skoleanlegget som helhet... 74 Romkategorier og funksjonsområder... 76 Forslag til endringer... 79 4 5

Miljøskole som begrep Da Kvernhuset ungdomsskole i Fredrikstad skulle planlegges, utarbeidet plankomiteen et arbeidsdokument (1995) som skulle danne grunnlag for planleggingen. Kommunen ville bygge en skole som skulle inngå i programmet for Lokal Agenda 21; de ville bygge en miljøskole. Plankomiteen gikk inn for at planleggingen av miljøskolen skulle bygge på en bred fortolkning av miljøbegrepet. Miljøtenkningen skulle gjennomsyre planlegging, bygging og senere livet og innholdet i skolen. Punktene nedenfor tar utgangspunkt i dette arbeidsdokumentet. VEDLIKEHOLD Det skal velges løsninger som har lang levetid, og som begrenser behovet for vedlikehold. Materialene, spesielt fasader og overflater, skal være enkle å reparere, eventuelt erstatte. RENGJØRING Det skal kun benyttes miljøvennlige rengjøringsmidler. RØYKFRI SKOLE Skolen skal i tråd med «Aksjonsprogrammet for barn og helse» være røykfri. FOKUS PÅ MILJØET I ALLE RELEVANTE FAG Miljøforståelse skal utvikles ved at undervisningen tar opp miljørelaterte emner. IKT SOM VERKTØY I MILJØARBEIDET Det bør arbeides for at skolen utveksler miljødata med andre skoler i Norden og Europa. Skolen bør ha tilgang til databaser som fremmer miljøforståelsen globalt og lokalt. Lokalisering TRYGG SKOLEVEI Elevene skal kunne benytte gang- og sykkelvei. MINIMALT BEHOV FOR SKYSS Skolen skal plasseres slik at flest mulig av elevene ikke har behov for skyss. VERN AV NATUR OG GOD TILPASNING I TERRENGET Skoleanleggets utforming skal skåne mest mulig av eksisterende landskap. ENERGIBRUK/LOKALKLIMA Det skal tas hensyn til lokale klimaforhold. Tomta skal være egnet til å etablere lune og trivelige uterom. NÆRHET TIL GRØNNE OMRÅDER Plankomiteen ønsker at skolen skal ha lett tilgang til naturen. Fysisk utforming ARKITEKTUR Utformingen skal legge til rette for miljøvennlige løsninger og stimulere til gjennomføring av praktiske miljøtiltak. Arkitekturen og de menneskeskapte omgivelsene skal ha en positiv virkning på menneskene. PLANLØSNING Det skal legges til rette for gode arbeidsmiljø for alle. Fleksible løsninger skal gjøre det enkelt å variere arbeidsmåter. Det må være lett å gjennomføre tiltak for å skape trivsel for alle i skolesamfunnet. UTENDØRSANLEGG Uteområdet skal gi rom for utfoldelse og legges til rette for trivsel. BYGNINGSKROPP OG INSTALLASJONER Bygningsteknisk skal det velges løsninger som tar hensyn til energieffektivitet, inneklima og utslipp til det ytre miljøet. MATERIALVALG Valg av materialer skal gjøres ut fra miljøhensyn. Materialene skal være fornybare. Det skal velges materialer og benyttes overflatebehandlinger som gir et optimalt inneklima. INVENTAR Valg av inventar og utstyr skal gjøres ut fra miljøhensyn. Inventaret skal ha en slik utforming at det ikke utsetter brukerne for belastningsskader. MILJØHENSYN I BYGGEPERIODEN Det skal gjennomføres tiltak for renhold og oppbevaring av materialer slik at verken bygningsarbeidere eller senere brukere utsettes for ekstrabelastning. Drift og vedlikehold ENERGIEFFEKTIVITET Det skal velges løsninger som på sikt gir energibesparelser. KILDESORTERING Skolen skal legge opp til praktiske miljøoppgaver. Kildesortering bør være en naturlig del av hverdagen Skolen og nærmiljøet ULIKE AKTIVITETER OG BRUKERGRUPPER Skolen skal planlegges for mange funksjoner og for sambruk med grupper i nærmiljøet. MØTESTED Skolen skal være en sosial arena med mulighet for samvær for flere generasjoner. SAMARBEID MED TREDJE SEKTOR Det skal legges til rette for at frivillige organisasjoner og skolen/kommunen kan samarbeide om felles tiltak for beboerne i nærmiljøet. Pedagogikk STIMULERENDE LÆRINGSMILJØ De fysiske rammene må være slik at de stimulerer elevene og lærerne i deres daglige arbeid. De sosiale rammene rundt grupper, klasser og trinn må vies oppmerksomhet slik at de får en positiv virkning på elevenes læringsmiljø. Det skal legges opp til aktiv elevmedvirkning og et mangfold av aktiviteter og tilbud med rom for alle elever. PEDAGOGISK PLATTFORM FOR MILJØFORSTÅELSE Personalet skal i planperioden arbeide med innholdet i miljøarbeidet og foreslå arbeidsmåter som videreutvikler miljøforståelsen. MILJØUNDERVISNING I NÆRMILJØET Skolen bør aktivt utnytte nærmiljøet i opplæringen. PRAKTISKE MILJØTILTAK PÅ SKOLEN Det skal legges til rette for gjennomføring av ulike miljøtiltak. Miljøforståelse skal utvikles gjennom praktisk handling i skolehverdagen. 6 7

Grong barneskole Fem skoler med tilknytning til programmet ØkoBygg Kvernhuset ungdomsskole Borgen nærmiljøsenter Kampen barneskole Kvadraturen videregående skole 8 9

Grong skole og samfunnshus Sol, lys og luft. Bygningsintegrert løsning i ny fløy for barneskolen Adresser Skolens adresse: Mediå, sentrum i Grong kommune Skolens Internett-adresse: http://www.grong.kommune.no/kommunen/grong-barne-og-ungdomskole.htm Deltakere i byggeprosjektet Byggeier... Arkitekter... Konsulenter VVS... Konsulenter elektro... Konsulenter bygg... FoU-rådgivere skolemiljø og energibruk... Grong kommune Letnes Arkitektkontor AS, Verdal (kaare@letnesark.no) PlanConsult VVS, Namsos Ryjord AS Nord, Steinkjer Planstyring AS, Steinkjer SINTEF og NTNU, Trondheim (Karin.J.Buvik@sintef.no) Ny fløy for barneskolen 10 11

Nøkkelinformasjon Barne- og ungdomsskolen er samlokalisert med et samfunnshus. Bygningskomplekset er under renovering og utbygging. En av utfordringene er å finne egnede løsninger for sambruk mellom skolen og samfunnshuset. Mange rom er planlagt både for sosiale og kulturelle aktiviteter og for undervisning og læring. En ny énetasjes bygning for barneskolen stod ferdig sommeren 1998. Utforming av barneskolen Det mest iøynefallende med nybyggets utforming er solfangerrommet. På taket av bygningen, på loftet, er det et langsgående solfangerrom som både gir lys til hjemmebasene, varme til avtrekksluften og dermed ekstra drivkrefter til ventilasjon, pluss varme til tilluften via varmegjenvinneren i avkasttårnet. Den skråstilte, sørvendte glassflaten ble utformet for å optimalisere solinnstråling i løpet av året. Ny fløy for barneskolen inneholder hjemmebaser, aktivitetsrom, rom for små grupper og innganger. Et mål var å skape fleksible arealer som kan deles inn i skolelandskap, storklasserom eller tradisjonelle klasserom. Rom for samling av flere grupper eller klasser er oppnådd ved at det er mulig å åpne skyvevegger mellom hjemmebaser og aktivitetsrom. Barneskolens størrelse Barneskolen er dimensjonert for 200 elever. Bruttoareal: 1001 m 2. Totale kostnader (as built): 14,0 millioner kroner. Kostnader til ventilasjon: 1,5 millioner kroner. FoU-prosjekt Det var knyttet et forsknings- og utviklingsprosjekt til planlegging av skolen. Målet var å oppgradere skoleanlegget og legge til rette for nye arbeidsformer, slik Reform 97 legger opp til. Ambisjonen er, på sikt, å oppgradere samfunnshuset til et regionalt kulturhus. Norges forskningsråd og Norges vassdrags- og energidirektorat har støttet prosjektet. I 1996 ble barneskolen en del av et EU-prosjekt kalt MEDUCA som omfatter planlegging av undervisningsbygg i sju land (Danmark, Norge, Sverige, Tyskland, Spania, Italia og Hellas). MEDUCAprosjektets mål var å skape demonstrasjonsbygg med lav energibruk og et attraktivt innemiljø. Strategier for energibruk Strategier for energisparing og utnyttelse av nye fornybare energikilder: Bruk av dagslys for å redusere forbruk av elektrisk energi til kunstlys. Dagslyssensorer styrer bruk av kunstlys. Noen rom er utstyrt med sonedelt styring av kunstlys. Bruk av naturlige drivkrefter (oppdrift og vind) til ventilasjon fører til lite bruk av hjelpevifter. Behovsstyring av luftmengder, varmegjenvinning og lavemitterende materialer bidrar ytterligere til energieffektivitet. Bruk av solenergi til romoppvarming og forvarming av ventilasjonsluft i den kalde årstiden, og til å øke oppdriftskreftene i den varme årstiden. Hjemmebasene er plassert på nordsiden av kommunikasjonsarealet. Aktivitetsrom, grupperom, lager og garderober er plassert på sørsiden. Nordvendte rom har ikke behov for solskjerming eller blendingsreduserende tiltak. Men nordvendte rom har lite varmetilskudd og dermed økt oppvarmingsbehov om vinteren. For å gi noe soltilskudd til de nordvendte rommene er det utformet et langsgående solfangerrom på taket av bygningen. Glass i innvendige vegger i solfangerrommet slipper inn noe sollys og høyner dagslysnivået i bakkant av rommene som dermed får jevnere distribusjon av dagslys på arbeidsplassene. Solfangerrommet brukes som plenumskammer for avtrekksluft. Solfangerrommet er med andre ord utformet med tanke på både lys, luft og varme. Før renovering Etter renovering. Prosjekt 6 4 3 4 2 1 Plan av barneskolen 1 4 2 6 1 3 2 1 5 1 Hovedatkomst 2 Vestibyle 3 Utstilling 4 Garderobe 5 Kafé 6 Skolekjøkken 7 Amfiteater 8 Bibliotek 9 Administrasjon 10 Ungdomstrinn 11 Mellomtrinn 12 Småskoletrinn 13 Svømmebasseng 14 Gymnastikksal 15 Hall 1 Innganger 2 Garderober 3 Aktivitetsrom 4 Grupper 5 Trening (ADL) 6 Klasser 12 13

Dagslys Energiberegninger, modellstudier og datasimuleringer ble utført for å analysere ulike dagslysløsninger. Målet var å finne en løsning som optimaliserer soloppvarming og jevn distribusjon av dagslys på arbeidsplassene. Tre alternative utforminger ble sammenlignet. For hvert alternativ ble årskostnader til kunstlys og romoppvarming beregnet. For å finne disse årskostnadene var det nødvendig å analysere tilskuddene fra dagslys og solenergi. Analysene ble utført ved hjelp av en analysemodell basert på månedlige gjennomsnitts- temperaturer og globale strålingsdata. Deretter ble det foretatt en kostnad-nytte-vurdering. Til slutt ble det gjort en undersøkelse av romtemperaturer på dager med skyfri himmel for å framskaffe indikatorer på termisk komfort i de alternative løsningene. Basert på resultatene fra undersøkelsene ble alternativ 2 innarbeidet i den endelige utformingen. Innvendige vegger i solfangerrommet består av glass for å slippe sollys og dagslys inn i hjemmebasene. Avkasttårn Aktivitetsrom Distribusjonskammer Klasser Underjordisk tilluftskanal Tilluftstårn Snitt gjennom barneskolen. Oppriss av ungdomsskolen Ventilasjonsanlegget er integrert i bygningskroppen. Fortrengningsventilasjon. Det er lavt trykkfall gjennom luftveiene. Naturlige oppdriftskrefter benyttes i tillegg til viftedrift. Ventilasjonen er behovstyrt etter CO 2 -nivå og temperatur i hvert enkelt rom. SD-anlegget styrer avtrekksventiler i hvert rom og viftene for tilluft og avtrekk for å oppnå settverdiene på sensorene i rommene. Viftene styres i forhold til hverandre slik at differansetrykket mellom fordelingskulverten og ute blir tilnærmet lik null. Tilluftskulvert gir kjøleeffekt ved forsert nattventilasjon. SP1 SP2 SP3 SP4 SP1 SP2 SP3 SP4 SP1 SP2 SP3 SP4 Snitt fra skisseprosjektet Alternativ 1 med overlys Alternativ 2 med solfangerrom Snittalternativer som viser utsikten mot himmelen fra fire punkter. Nord er mot høyre. Snitt som viser dagslysnivåer Kontroll av kunstlys Sonedelt styring av kunstlys reduserer ujevne lysnivåer og bidrar til energisparing. Tidsbrytere og Dagslysnivåer ble kalkulert med dataprogrammet Superlight Foto av en modell plassert under kunstig himmel Ventilasjon Et tilluftstårn er plassert på utsiden av bygningen. Luften føres inn i bygningen gjennom en nedgravd betongkulvert som forbinder tilluftstårnet med et distribusjonskammer på kjellernivå, under trafikkdagslyssensorer anvendes for å kontrollere bruk av kunstig lys. arealet. Avtrekksluft trekkes ut gjennom et plenumskammer (solfangerrommet) på loftsnivå, over trafikkarealet. Et sentralt plassert avkasttårn på taket bidrar til å skape oppdriftskrefter i bygningen. Luftføringsveiene under bakken sørger for forvarming av ventilasjonsluft om vinteren og kjøling av luften om sommeren. Økt nattventilasjon i varme perioder gir betydelig nedkjøling av bygningen. Tilluften ledes inn i rommene ved gulvnivå og distribueres ved fortrengningsventilasjon. Varm og forurenset luft stiger og evakueres gjennom regulerbare ventiler, som er plassert oppunder taket, og som leder inn til plenumskammeret for avtrekksluft (solfangerrommet). Garderober og toaletter blir forsynt med overstrømningsluft, og noe avtrekksluft blir ført ut mekanisk via toalettene. For å holde luftforurensningen på lavest mulig nivå, er det i hovedsak valgt lavemitterende materialer. Når en bruker materialer med lav emisjon, kan en redusere ventilasjonsluftmengden, og det igjen reduserer behovet for energi til oppvarming av ventilasjonsluft i oppvarmingssesongen. Den varme luften i solfangerrommet (plenumskammeret for avtrekksluft) gir ekstra oppdriftskrefter til ventilasjonen, og dermed reduseres behovet for hjelpevifter. Dette er spesielt viktig for at bygningen skal bli ventilert/kjølt ved naturlig ventilasjon i skoleferien, når driftsanlegget er utkoblet. Vifteassistert tilluft og fraluft Vifter er installert både på tilluftsiden og på fraluftsiden. Tilluftsviften skal sørge for en jevn luftstrøm inn i bygningen, mens fraluftsviften brukes for å oppnå forsterket ventilasjon til kjøling om sommeren når oppdriftskreftene ikke strekker til. En forstudie indikerte at vindkrefter og oppdriftskrefter ikke alltid kunne sørge for tilfredsstillende ventilasjon. Vindstille perioder på 5 7 dager har blitt rapportert på stedet. Oppdriftskraften anses som pålitelig til å drive ventilasjonen i den kaldeste perioden av oppvarmingssesongen, men den er ikke nødvendigvis tilstrekkelig om sommeren og i enkelte perioder om våren og høsten. I tillegg fører installerte filtere og varmevekslere til trykkfall. Derfor ble en løsning med vifteassistert oppdriftsventilasjon valgt. Oppvarming og kjøling Skolen har et vannbåret varmesystem. Elektrisitet og olje er i dag energikildene. Skolen skal tilknyttes et biobrenselanlegg som planlegges bygd i området. Forvarmingen av tilluft om vinteren foregår i tre trinn: først ved varme fra termisk masse i tilluftskulverten (liten effekt), så ved en varmeveksler som tilfører varme gjenvunnet fra avtrekksluften, og til slutt ved et vannbasert ettervarmingsbatteri. Bygningen i seg selv anses som lett, men murvegger mellom hjemmebasene og trafikkarealet pluss betonggulvene sørger for noe termisk masse. Soltilskuddet fra solfangerrommet bidrar også med varme til varmegjenvinningssystemet om våren og høsten. På kalde dager anslås det at netto varmetap fra avkastluften gjennom ytterveggen i solfangerrommet fører til en reduksjon av oppdriftskraften på mindre enn 10 %. Siden temperaturen i distribusjonskammeret på kjellernivå er satt til 19 o C, kan en si at det sentrale trafikkarealet i bygningen har en slags passiv gulvvarme. 14 15

Tilluftskulverten og distribusjonskammeret sørger for betydelig kjøling av ventilasjonsluften om sommeren. Men med en dimensjonerende sommertemperatur på 23 o C er kjølebehovet vanligvis relativt lite. Det kan likevel være behov for å kjøle ventilasjonsluften, spesielt tidlig på høsten, når solvinklene er lave og himmelen ofte er klar. Sørvendte vinduer har ikke utvendig solskjerming. Det fører til at sørvendte rom får for høye innetemperaturer i perioder. Varmegjenvinning Varme gjenvinnes fra avtrekksluften ved hjelp av tre gjenvinningsbatterier som er plassert i avkasttårnet. Gjenvunnet varme brukes til å forvarme tilluft i en varmeveksler som er plassert mellom tilluftskulverten og distribusjonskammeret. En sløyfe med vann og glycol leder varmen mellom varmevekslerne. Varmegjenvinningsraten er på 55 60 %. Trykktapet i varmeveksleren er opptil 15 Pa på tilluftsiden og 28 Pa på fraluftsiden (inklusiv tap for avkastventil). I perioder når det ikke er behov for varmegjenvinning, går tilluften utenom varmeveksleren for å unngå trykkfall. Filter og vifter Et fuglenett er plassert ved inntaket til tilluftstårnet. Et finfilter er plassert i den indre enden av tilluftskulverten, rett foran varmeveksleren. Det er et betydelig trykkfall gjennom finfilteret, opptil ca. 30 Pa. Store partikler legger seg i tilluftskulverten, før de når fin-filteret. Ventilasjonsviftene er frekvensstyrte og av propelltypen, og de har en diameter som er tilpasset kanalenes indre diameter. Tilluftsviften, som er plassert i tilluftstårnet, har kapasitet til å øke trykket med ca. 50 Pa. Fraluftsviften, som er plassert i nedre del av avtrekkstårnet, tilfører systemet et ekstra trykk på ca. 35 Pa. Kontroll CO 2 -sensorer regulerer luftstrømmen gjennom avtrekksventilene som er montert i glassveggen mellom hjemmebasene og solfangerrommet. Temperaturfølere er installert for å overvåke oppvarmingen. Radiatorer benyttes i kalde perioder for å unngå at temperaturen synker under 20 o C. Det er svært enkelt å foreta inspeksjon, rengjøring og vedlikehold av klimaanlegget, fordi det er mulig å gå i ventilasjonskulvertene. Avkasttårnets tverrsnitt er trekantet. På hver side er det plassert ventiler med innenforliggende gjenvinningsbatteri. Avkastventilenes primære oppgave er å hindre inntrengning av nedbør og vind som kan redusere virkningsgraden for varmegjenvinningen. Avkasttårnet med ventiler ble konstruert og produsert av Auranor AS, Brandbu. Tårnet ble fraktet til Grong og plassert på skolebygningen. Soloppvarming Solfangerrommet går langs hele bygget. Den skråstilte, sørvendte glassflaten ble utformet for å optimalisere solinnstråling i løpet av året. Som tidligere nevnt gir solfangerrommet lys til hjemmebasene og fungerer som plenumskammer for avtrekksluft. Oppvarming av ventilasjonsluft utgjør en stor del av oppvarmingsbehovet i kaldt klima. Solfangerrommet gir et tilskudd av utnyttbar solenergi. Solstrålene som treffer solfangerrommet, sørger for at temperaturen på avtrekksluften stiger. Varmen i avtrekksluften gjenvinnes i varmegjenvinningsbatterier som er plassert i avkasttårnet, og gjenvunnet varme tilføres friskluften ved hjelp av en varmeveksler som er plassert i tilluftskulverten. Avkastventilen er utformet av ROOMVENT DESIGN, dr.ing. Per O. Tjelflaat. Avkastventilen består av en vindskjerm kombinert med selvregulerende spjeld og Venturi-geometri. Utformingen er patentert. Referanser Lerum, Vidar, Barbara Matusiak og Marit Thyholt. 1998. Dagslys-design for Grong barneskole. SINTEF. Tjelflaat, Per Olaf og Eystein Rødahl. 1997. Design av vifte-assistert ventilasjon. Generelle veiledere og foreslått design for energi-effektivt klimasystem for Grong barneskole. SINTEF. Tjelflaat, Per Olaf, Bjørn J. Wachenfeldt og Berouz Z. Shahriari. 2003. Trykkfall i luftveiene i hybridanlegget ved Grong barneskole. Norsk VVS nr. 1/03 Ventilasjonsmoduser - Vinterdag vanlig skoledag: Tilluft forvarmes i tilluftskulverten med jordvarme, videre med gjenvunnet varme og med ettervarmingsbatteri. Fraluftsventiler i rommene reguleres i forhold til CO 2 -nivået. Tilluftsviften går på lavt omdreiningstall. - Vinternatt skolen stengt: Radiatorer på når temperaturen faller under 20 o C. Meget lav ventilasjon basert på naturlige drivkrefter. - Sommerdag: Vifter starter og fraluftsventiler åpner seg ved utilstrekkelig innendørs luftkvalitet eller temperaturnivå over settpunktet. Tilluften føres utenom varmegjenvinningsbatteriene (bypass) for å unngå trykkfall. - Sommernatt: Nattventilasjon gjennom kulverten for å kjøle ned kulvertens og bygningens termiske masse. Dette sørger for kjøling av tilluften påfølgende dag. Stor ventilasjonsluftmengde når høye temperaturer forventes. Fellesrom på sørsiden Klasseareal på nordsiden Bildet viser klerestorievinduer mot sør. Seksåringene har parkettgulv. Merk lufttilførsel under benk. 16 17

Kvernhuset ungdomsskole i Fredrikstad Nytt skoleanlegg som inngår i kommunens program for Lokal Agenda 21 Adresser Skolens adresse: Kvernhusveien 3, 1615 Fredrikstad Kommunens Internett-adresse: www.fredrikstad.kommune.no Deltakere i byggeprosjektet Byggeier... Fredrikstad kommune (tehe@fredrikstad.kommune.no) Arkitekter... PIR II Arkitektkontor AS, Trondheim og Duncan Lewis... et Associés, Paris... (mette.melandsoe@pir2.no og ogmund.soerli@pir2.no) Landskapsarkitekter... Ostengen & Bergo AS, Oslo og Per André Hansen,... Fredrikstad Konsulenter VVS... Dagfinn H. Jørgensen AS, Drammen... (dagfinn.joergensen@dhjoergensen.no) Konsulenter elektro... Siv.ing. Sv. Bolkesjo AS, Oslo Konsulenter bygg... Reinertsen Engineering AS, Trondheim Avløpshåndtering... NAVA (Naturbasert Avløpsteknologi AS), Ås... (nava@nava.nlh.no) Planter... Fjeld Consulting AS, Ski (fjeld-t@online.no) FoU-rådgivere skolemiljø og energibruk... SINTEF og NTNU, Trondheim (Karin.J.Buvik@sintef.no) Blå avdeling mot sør 18 19

Nøkkelinformasjon Skolen er plassert i et skogsområde nord for byen. Elevene kommer fra omkringliggende boligområder. På tomta ligger også en treningshall. Anlegget forventes å få brukstid langt utover ordinær skoletid. I planprosessen har det vært en mer omfattende og mer organisert brukermedvirkning enn det som er vanlig. Skoleanlegget ble tatt i bruk i januar 2003. Arkitektonisk utforming Hovedideen bak utformingen var å gjøre minst mulig inngrep i eksisterende landskap og å utnytte de naturlige ressursene som tomta har, dvs. berget, trærne og bekken som renner gjennom området. Trærne, for det meste furu, danner en skjerm mot vind, støv og støy, og lyset blir filtrert mellom trærne. Hele anlegget er satt sammen av enkle rektangulære volumer, og prefabrikkerte elementer er mye brukt. Første etasje er skåret inn i berget som består av granitt, og overskuddsmassen ble brukt til gabionkledning av første etasje. Oppå berget er det plassert tre lange og smale fløyer mellom trærne. Fløyene nærmest svever over første etasje. Fasadene på fløyene vitner om at trærne har vært en inspirasjonskilde med tanke på design. Veggene består av tette felt som er kledd med trepanel fra tomta, transparente isoflexelementer og glasspaneler. Hver fløy har en anelse av én av fargene gul, grønn eller blå. Foran noen av de transparente elementene er det montert formstøpte «trær» i transparent, farget polykarbonat. I tillegg til å være dekorative og identitetsskapende elementer har disse «trærne» også funksjon som solskjerming. Pir II Arkitektkontor er nominert til EU-kommisjonens «Mies van der Rohe Award 2003» for utformingen av Kvernhuset ungdomsskole. Prisen skal være en belønning for innovative bygg som har en kunstnerisk merverdi. Nominerte byggverk konkurrerer om førstepremien på 50 000 euro, pluss betydelig oppmerksomhet i Europa. Resultatet offentliggjøres i mai 2003. Uansett utfallet er en slik nominasjon i seg selv en stor anerkjennelse av prosjektet. «Mies van der Rohe»- prisen ble opprettet i 1987 og har sitt navn etter den kjente arkitekten Mies van der Rohe. Han var den siste rektoren på Bauhaus-skolen og er mannen bak slagordet «Less is more». Anleggets størrelse Skolen er planlagt for 450 500 elever. Skolens bruttoareal er 6 865 m 2. Treningshallens bruttoareal er 1 913 m 2. Kulverter kommer i tillegg. Byggekostnader: 201 millioner kroner (as built). FoU-prosjekt Det er knyttet et forsknings- og utviklingsprosjekt (FoU-prosjekt) til planleggingen av skoleanlegget. I FoU-prosjektet fokuseres det på funksjonalitet med tanke på pedagogisk virksomhet og på tiltak for å gjøre skoleanlegget miljøvennlig, med sunt inneklima og lav energibruk. Prosjektet har fått støtte fra utviklingsprogrammet ØkoBygg. 2 3 4 5 6 8 1 9 7 Plan 1 1: Håndverk, 2: Personal, 3: Administrasjon, 4: Hovedinngang, 5: Skolekjøkken, 6: Musikk, 7: Kantine, 8: Skolekjøkken, 9: Vestibyle, 10: Tekniske rom Vestibylen er anleggets hovedpulsåre. Den går langs berget som danner bakre vegg i rommet. Vestibylen går helt fra kunst- og håndverksavdelingen og utstillingsområdet i den nordlige enden, gjennom kantinen og ender dels i scenen som egentlig er en fleksibel, multifunksjonell «black box», og dels i en utendørs kafé i den sørlige enden. Taket bæres av tømmersøyler fra tomta. Søylene har treets form. 10 5 6 1 4 2 4 4 Plan 2 1: Forming, 2: Kjemi, 3: Hjemmebaser, 4: Bibliotek, 5: Personal, 6: Biologi Hjemmebasene er fordelt på tre fløyer. Biblioteket er en «informasjonsstreng» som ligger over vestibylen. I tillegg til bøker og utstyr finnes det her individuelle studieplasser og uformelle møteplasser. Biblioteket kan fungere som en snarvei mellom fløyene. På plan 2 ligger også et atelier, rom for naturfag, veksthus og personalets pauserom. 3 3 3 UTMERKELSER Prosjektet for Kvernhuset skole ble presentert på den internasjonale arkitekturutstillingen på biennalen i Venezia i år 2000. Temaet for utstillingen var «Less Aesthetics, More Ethics». En internasjonal jury hadde valgt ut prosjektet til utstillingen. Prosjektet har siden fått stor oppmerksomhet i europeiske arkitekturtidsskrifter. Fredrikstad kommune har fått den nasjonale prisen «ØkoByggs Miljøpris 2000» for prosjektet Kvernhuset ungdomsskole, blant annet fordi «Prosjektet synliggjør synergiene mellom en funksjonell og god skole, og miljøhensyn». Snitt gjennom administrasjonen på plan 1 og hjemmebasene på plan 2 Snitt gjennom vestibylen, sett mot vest 20 21

Energi- og miljømål Det overordnede målet for FoU-prosjektet er å bygge opp kunnskap om ressurs- og miljøvennlige skoleanlegg, og å formidle denne kunnskapen til de som planlegger skoler, samt å sette temaet på dagsorden for elevene. Delmål for FoU-prosjektet: 1. I forhold til standardløsninger skal skolebygningen være arealeffektiv og tilpasningsdyktig med hensyn til ulike former for arbeid og samvær. 2. I henhold til vurderingsmetoden ØkoProfil skal skolebygningen oppnå høyeste kvalitetsklasse for hvert av de tre hovedområdene: «Ytre miljø», «Ressurser» og «Inneklima». Strategier for å nå målene Det legges vekt på å skape arealer som er multifunksjonelle og egnet for sambruk med grupper i nærmiljøet. Dagslys utnyttes for å redusere forbruk av elektrisk energi til kunstlys. Dagslyssensorer skal styre bruk av kunstlys. Noen rom utstyres med sonedelt styring av kunstlys. Naturlige drivkrefter, som oppdrift og vind, utnyttes for å redusere forbruk av elektrisk energi til ventilasjonsvifter. Luftmengder kontrolleres ved hjelp av følere for temperaturnivå.co 2 -nivå overvåkes i noen rom. Lavemitterende materialer bidrar til lave ventilasjonsbehov. grense til «ryggraden» for å få tilluft, og samtidig ha tilgang til evakueringsluke for fraluft i taket. Større rom kan deles i soner med lettvegger, reoler, skjermer, plantekasser, akvarium og trær. En slik løsning gjør det mulig å foreta en del endringer uten store bygningsmessige konsekvenser. Elever og lærere kan selv endre romdelingen i klassearealet. 3. Skolebygningen skal ha lav energibruk til romoppvarming, ventilasjon og kunstlys. Nye fornybare energikilder skal tas i bruk. Bergvarme utnyttes ved hjelp av varmepumpe til romoppvarming, forvarming av ventilasjonsluft, varmtvannsberedning og kjøling. 4. Skoleanlegget skal tas i bruk som læremiddel til støtte for miljølære. Både gråvann og svartvann renses på stedet. Trevirke og stein fra tomta brukes som bygningsmaterialer. Planløsning av hjemmebasene Fløyene består av tre langsgående soner: klasseareal, «ryggrad» og allmenning. Klassearealet er et fleksibelt areal som kan endres fra år til år. Allmenningen er et multifunksjonelt areal der det kan foregå noe røffere aktiviteter. Desentraliserte elevinnganger og garderobeskap er også lokalisert her. Mellom klassearealet og allmenningen er det en lav og tung «ryggrad», som inneholder toaletter, lagerrom og ventilasjonssjakter. Klasseareal «Ryggrad» Allmenning Allmenningen inneholder i tillegg til garderobeskap, en sone langs ytterveggen med stålbenker, vaskekummer, akvarium, plantekasser etc. Allmenningen skal fungere som en røff del av hjemmebasen. Alle rom med faste installasjoner er samlet i «ryggraden», som også tjener som skille mellom klassearealet og allmenningen. Over «ryggraden» ligger en transparent luftføringskanal som forsyner fløyene med frisk luft fra kulvertsystemet under bakken. Klassearealet er i utgangspunktet ett sammenhengende areal som kan romdeles på mange måter: - tradisjonelle klasserom, 1 modul - storklasserom, 2 moduler - storklasserom, 3 moduler - landskap med miniauditorium - «elevkontorer» med miniauditorium - kombinasjon av 2 moduler + 1 modul + 3 moduler Skolen har i dag fem paralleller. Skolen kan ta imot seks paralleller i perioder med elevtopper. Hvert årstrinn deles i tre storteam, og rommene skal gi plass til et variert antall elever (1 60). Det er mulig å sette opp tette (lyd)vegger i hovedakser og ellers der klassearealet har kontakt med til- og fraluft. Dette betyr at et avdelt rom må Eksempler på muligheter for romdeling i klassearealene. Hver fløy kan romme 150 180 elever. Blå avdeling, fasade mot nord 22 23

Dagslys Dagslys har stor betydning for helse, trivsel, konsentrasjonsevne og visuelt inntrykk av rom. I dagslysdominerte rom med lysstyringsanlegg kan en også oppnå betydelig energisparing. Analyse av dagslysforhold Det ble foretatt en analyse av dagslysforholdene med utgangspunkt i tegninger fra konkurranseprosjektet. Dagslyssimuleringer er utført ved hjelp av dataprogrammet LesoDial. I rapporten fra arbeidet vektlegges betydningen av dagslys i skolebygg. Rapporten inneholder kravspesifikasjoner til dagslys- utnyttelse i Kvernhuset ungdomsskole og forslag til løsninger som forbedrer dagslysnivå og dagslysfordeling i hjemmebaser og spesialrom, kontorer og lærernes arbeidsplasser. Analysen viser at det enkleste og mest effektive alternativet for hjemmebasene er overlyskupler i bakre del av arealet. I administrasjon- og personalavdelingene er det anbefalt å utforme veggen med store vertikale smyg på begge sider av vinduene og å bruke glassvegger mot en godt belyst allmenning. Kravspesifikasjoner til bruk av dagslys er tatt med i kapitlet Inneklimaparametere. Ventilasjon Skolen har et årstidstilpasset ventilasjonsanlegg basert på kulvertløsning. Første etasje har mekanisk ventilasjon. I andre etasje utnyttes naturlige oppdrifts- krefter. Det er lagt vekt på at anlegget skal ha lave trykkfall. Kravspesifikasjoner til termisk innemiljø og luftkvalitet står på side 73. nord sør Snitt gjennom hjemmebase, plan 2 Naturlige oppdriftskrefter utnyttes i kombinasjon med hjelpevifter. Tilluften ledes fra kulverter via sjakt til distribusjonskammer over birommene. Tilluften er noen grader kjøligere enn romluften og synker derfor ned. Avtrekksluften evakueres via takoppbygg for overlyskuplene. Klasseareal «Ryggrad» Allmenning Vindfang Store vinduer mot nord og overlyskupler gir høyt dagslysnivå i hjemmebasene Plan 0 Mellomplan Planer som viser luftføringsveier (kulverter) Vestibylen under bygging Utskrifter fra programmet LesoDial Dagslysfaktorer i et 10 m dypt rom med et høytsittende sørvendt vindu i veggen mellom klasseareal og allmenning. Dagslysfaktorer i et 10 m dypt rom med et høytsittende sørvendt vindu i veggen mellom klasseareal og allmenning. I tillegg er to kvadratiske overlyskupler plassert i bakre del av klassearealet. Bilde tatt fra hovedinngangen 24 25

Bygningsmessige miljøtiltak Romoppvarming, romkjøling og bruk av dagslys Oppvarming... Varmepumpe, vinduer mot sør, termisk masse... lavenergivinduer Kjøling... Varmepumpe, vinduer mot nord, termisk masse... fast solskjerming (nisjer, planter, polykarbonat-«trær»),... utvendige persienner, nattkjøling Dagslys... Nordvendte vinduer, overlys, transparent isolasjon... Bygningsintegrert ventilasjon Utnyttelse av naturlige drivkrefter... 2. etasje (oppdrift og vind),... store kanaltverrsnitt, lave trykktap (hele bygget) Årstidstilpasning... Justering av settverdier på SD-anlegget Varmegjenvinning fra avtrekksluft... Fra mekanisk anlegg i 1. etasje Forvarming/kjøling av ventilasjonsluft... Kulverter, varmeveksler, varmepumpe Lavemitterende bygningsmaterialer... Miljømerking, miljødeklarering Fuktighetsregulerende materialer... Betong, tegl, tre Belysning Energieffektivt kunstlys... Inne Skoleanlegget som læremiddel Målet er å synliggjøre tiltak som bidrar til mer bærekraftig bygging, slik at tiltakene får en demonstrasjonsog opplæringseffekt. Med tanke på synliggjøring, og med tanke på skoleanlegget som læremiddel, er det definert tre nivåer: 1 Eksponering av miljøtiltak i skoleanlegget 2 Bygningsintegrerte demonstrasjonstiltak 3 «Forskningsstasjoner» og kunstnerisk utsmykning Første nivå Løsninger som er valgt for hele bygningskomplekset Inne: Stein og trevirke fra tomta i konstruksjoner og kledninger Gjenbruk av teglstein Tittevinduer inn til tekniske rom og kulverter. Eltavle med glassdør Gangtunnel i glass gjennom luftinntakstårn (vindfang) Utstrakt bruk av grønne planter Solur Ute: Målestasjoner for vannkvalitet i renseanlegget (naturbasert renseanlegg for svartvann og gråvann) Drivhus. Kompostbinge. Teleskop i glasskuppel Takvann ført til bekken i rør via pumpe Trær plantet av elever Nyttevekster i skolehage på bakkeplan og tak Skjerming av naturområder ved hjelp av stier og beplantning Trevirke fra tomta i konstruksjoner, skulpturer og benker Sprengstein fra tomta i røyser og veifyllinger Kontroll Avanserte kontrollsystemer... Automatisk kontroll med bruk av kunstlys... Behovsstyrte luftmengder... Sentral driftskontroll (SD-anlegg) Dagslyssensorer, tidsbrytere (manuell overstyring) Reguleres iht. temperatur, fuktighet og CO 2 -nivå Vestibylen Hovedinngangen Vann Vannrensing på stedet... Vannsparende toaletter... Soloppvarming av tappevann... Rengjøringsvennlige løsninger Rent-bygg-prosedyre... Veggmonterte toaletter... Inntrukne sokler... Lav hyllefaktor... Lav loddenhetsfaktor... Resirkulering Gjenbruk av bygningskomponenter... Gjenbruk av materialer... Gjenbruk av inventar... Klargjøring for gjenbruk... Avfallshåndtering Avfallssortering inne... Avfallssortering ute... Rensing av svartvann og gråvann Ja Nei Ja Ja Lite belistning Ja Ja Nei Tegl, stein, treverk Noe Nei («fra vugge til vugge») Fire fraksjoner Miljøstasjon Avløpsvann Slamavskiller Pumpekum Sikkerhetsoverløp Vannrensing For å rense avløpsvannet fra Kvernhuset ungdomsskole er det valgt et NAVA Bed renseanlegg. I anlegget benyttes naturens egne prinsipper. Organisk stoff i avløpsvannet brytes ned av mikro-organismer i et biofilter og fosforet bindes til spesielle «Leca-kuler» i fosforfilteret. Når kulene er mettet med fosfor byttes de ut med nye. De brukte kulene, som inneholder mye kalk i tillegg til fosforet de har suget til seg, brukes som jordforbedringsmiddel. På denne måten bringes fosforet til det naturlige kretsløpet. Renseanlegget er gravd ned og ligger under skolegården. Renset vann slippes ut i bekken som går gjennom området. Overbygg med spredesystem Biofilter Biofilterhus Fosforfilter Nivåkum Nivåslange 26 27

Andre nivå Bygningsintegrerte demonstrasjonstiltak er tiltak som er for kostbare eller på annen måte lite egnet til å bli valgt som løsning for hele bygningskomplekset. Elevenes hjemmebaser deles i tre avdelinger som skal ha demonstrasjonstiltak på hvert sitt spesielle område: I avdeling GUL er det fokus på solenergi og total energibruk. I avdeling GRØNN er det fokus på vekst og kretsløp. I avdeling BLÅ er det fokus på vann. Tredje nivå «Forskningsstasjoner» i fellesarealene og bygningsintegrert kunstnerisk utsmykning er ment å inspirere til økt interesse for miljøtema. EKSEMPLER PÅ KUNSTNERISK UTSMYKNING Steinblokker fra tomta er anleggets hovedutsmykning. Steiner fra hele Norge er innfelt i gulvet i vestibylen. Steinene er geografisk ordnet i et norgeskart. Geologien i Østfold synliggjøres ved at de sju nederste trinnene i hovedtrappen inneholder stein fra ulike geologiske lag. Ulike tresorter er brukt til kledning. kulturelle og miljømessige verdier og faglig informasjon (inskripsjoner av sitater, figurer, formler, det gylne snitt, noter, dyrespor malt på gulv, osv.). Betonggulv med markering som viser at her har det stått et tre I tillegg har skolens ansatte planlagt en hel rekke elementer som også skal bidra til å fokusere på Polykarbonat-«tre» som solskjerming i avdeling GRØNN Solceller på avdeling GUL. Merk også isoflexelementene i fasaden og sedumtaket. Referanser Andresen, Inger. 2001. Miljøvurdering av Kvernhuset ungdomsskole. SINTEF Andresen, Inger og Tor Helge Dokka. 2001. Energianalyse av Kvernhuset ungdomsskole. SINTEF Buvik, Karin. 2001. Informasjonshefte om FoU-prosjekt knyttet til Kvernhuset ungdomsskole. SINTEF Solceller på GUL avdeling Elektrisiteten som produseres i solcellepanelene skal sendes til elnettet og leses av på SD-anlegget. Solhøyder (maks. og min.) kl. 12.00 for breddegrad 59: 90-59 ± 23,5 Sommersolverv: 54,5º Høst- og vårjevndøgn: 31,0º Vintersolverv: 7,5º Lien, Ann Gunnarshaug. 2001. Demonstrasjonsanlegg med solceller på Kvernhuset ungdomsskole. SINTEF Matusiak, Barbara. 2001. Dagslys i Kvernhuset ungdomsskole. SINTEF PIR II Arkitektkontor. 2001. Planløsning av hjemmebaser. Utredning om rominndeling og møblering Fotografier av Jiri Havran Allmenningen i avdeling GUL Gjenbruk av tegl På grunn av høye trær var det best å plassere solceller på det sørvestlige hjørnet. Modulene er plassert på øverste del av to glassfelt. Vurderingen av skyggeforhold er gjort ved hjelp av et solkart for breddegrad 60 N. Et gitt punkt på solcellepanelet er merket av på kartet. Det viser hvilke timer i løpet av året punktet får skygge fra gitte bygninger og trær. Transparent luftføringskanal over grupperom og birom 28 29

Borgen nærmiljøsenter i Asker Omfattende fornyelse av ungdomsskole Adresser Skolens adresse: Borgenveien, 1388 Borgen Skolens Internett-adresse: http://www.borgen.gs.ah.no Deltakere i byggeprosjektet Byggeier... Prosjektledelse byggeadministrasjon... Prosjekteringsledelse... Asker kommune (jan.rolland@asker.kommune.no) Sohlberg & Toftenes AS (ee@sohltoft.no) Åke Larson Construction AS (svein.eriksen@akelarson.no) Arkitekter... HUS arkitekter Trondheim AS/HUS pka-oslo AS... (t.forsberg@husark.no) Landskapsarkitekter... Sundt & Thomassen landskapsarkitekter AS... (trygve.sundt@st-landskap.no) Konsulenter VVS... Dagfinn H. Jørgensen AS... (dagfinn.joergensen@dhjoergensen.no) Konsulenter elektro... Elconsultteam AS (se@ect.no) Konsulenter bygningsteknikk... Ing. Seim & Hultgreen AS (hultgreen@s-h.no) Nye Borgen nærmiljøsenter FoU-rådgivere skolemiljø og energibruk... SINTEF og NTNU (Karin.J.Buvik@sintef.no) Gamle Borgen skole 30 31

Nøkkelinformasjon Borgen ungdomsskole skal fornyes, og den skal bli en del av et nærmiljøsenter. Eksisterende bygninger skal rehabiliteres, og det skal oppføres nye. Rehabiliteringen av hovedbygget vil bli omfattende med fokus på å gjøre bygget egnet for skolens nye arbeidsformer og for nye brukergrupper i nærmiljøet. Omfattende renovering Ungdomsskolen med integrerte funksjoner for nærmiljøet har en budsjettramme på 156,5 millioner kroner, inklusiv tomtekostnader og infrastruktur. 4000 m 2 skal renoveres, og 2000 m 2 blir nybygg. Skolen skal romme 450 elever. Den skal tas i bruk i 2004. Ny plan. 2004 Ombygging og utvidelse Luftinntakstårn Gymsal Fritidsklubb Åpen barnehage Luftinntakstårn Luftinntakstårn Hjemmebase Arkitektoniske karaktertrekk Det mest iøynefallende ved det renoverte hovedbygget er takoppbyggene og de nye fasadene. Taket rives på grunn av nye krav til snølast. Dagslys slippes inn fra det nye taket. Vindusarealet i fasadene økes og oppgraderes med tanke på varmeisolasjon og solskjerming. Det er i hovedsak satset på passiv klimatisering, dvs. bygningsintegrerte løsninger med tanke på lys og luft. Det er derfor nøye sammenheng mellom arkitektonisk utforming og tekniske og bygningsmessige løsninger. Hovedbyggets planløsning blir totalt forandret. Hovedkonstruksjonen skal beholdes og forsterkes med nye dragere. Strategier for energi- og ressurssparing Dagslys utnyttes for å redusere forbruket av elektrisitet til kunstlys. Dagslyssensorer styrer bruk av kunstlys. Noen rom utstyres med sonedelt styring av kunstlys. Naturlige drivkrefter utnyttes for å redusere forbruket av elektrisitet til ventilasjonsvifter. Behovsstyrte luftmengder, varmegjenvinning og lavemitterende materialer bidrar til energisparing. Jordvarme utnyttes ved hjelp av varmepumpe til romoppvarming, forvarming av ventilasjonsluft og varmtvann. Arealeffektivitet og bygningsfleksibilitet er faktorer som bidrar til et lavt ressursforbruk til bygging og Kantine Kjøkken Verksted Utvidelse Musikk Helsestasjon Personal-/ møterom Torg Bibliotek Admin. Personalarb. Personal arb. Torg Vitenskap Øvingsrom «Gjøre»- rom Torg Hjemmebase Luftinntakstårn Hjemmebase Luftinntakstårn Idrettsbaner Avsatt plass for treningshall Fasade mot sør Gym. Kirke Barnehage Hovedbygget (skole m.m.) I Borgen nærmiljøsenter skal det være sambruk mellom mange offentlige virksomheter (ungdomsskole, barnehage, kirke, helsestasjon og tannlege) og private lag og organisasjoner. Allmenningen i en hjemmebase Hjemmebase 32 33

Plan 1994 2002 Labyrintisk plan og mørke rom. Mangler interne kommunikasjonslinjer. Elevene måtte gå utendørs når de skulle fra ett rom til et annet. 5 paralleller Hjemmebase Hjemmebase Bygningsmessige miljøtiltak ved rehabilitering Romoppvarming, romkjøling og bruk av dagslys Oppvarming... Varmepumpe, termisk masse,... lavenergi-vinduer Kjøling... Varmepumpe, termisk masse, solskjerming,... nattkjøling Dagslys... Høye vinduer, overlys Spesialrom Admin. Hjemmebase Bygningsintegrert ventilasjon Utnyttelse av naturlige drivkrefter... Utnyttelse av oppdrifts- og vindkrefter i hjemmebaser,... for øvrig store kanaltverrsnitt, lave trykktap Årstidstilpasning... Justering av settverdier på SD-anlegget Varmegjenvinning fra avtrekksluft... Ja Forvarming/ kjøling av ventilasjonsluft... Kulverter, varmeveksler, varmepumpe Lavemitterende bygningsmaterialer... Miljømerking, miljødeklarering Fuktighetsregulerende materialer... Betong, tegl, tre Belysning Energieffektivt kunstlys... Ja Opprinnelig plan (1970) Hjemmebaser i skolelandskap Personale Kun én korridor Kontroll Avanserte kontrollsystemer... Automatisk kontroll med bruk av kunstlys... Behovsstyrte luftmengder... Vann Vannsparende toaletter... Sentral driftskontroll (SD-anlegg) Dagslyssensorer, tidsbrytere (manuell overstyring) Reguleres iht. temperatur, fuktighet og CO 2 -nivå Ja Hjemmebase Rengjøringsvennlige løsninger Rent-bygg-prosedyre... Veggmonterte toaletter... Inntrukne sokler... Lav hyllefaktor... Lav loddenhetsfaktor... Ja Ja Lite belistning Ja Ja Hjemmebase Spesialrom Admin. Hjemmebase Resirkulering Gjenbruk av bygningskomponenter... Dekke, bunnledninger, konstruksjoner Gjenbruk av materialer... Gjenbruk av takisolasjon, fyllmasse av knust tegl... og betong Gjenbruk av inventar... Ja Klargjøring for gjenbruk... Nei («fra vugge til vugge») Hjemmebase Avfallshåndtering Avfallssortering inne... Avfallssortering ute... Fire fraksjoner Miljøstasjon 34 35

Dagslys Kravspesifikasjoner til dagslys i Borgen skole er formulert og sammenlignet med kravene spesifisert i «Veiledningen til Byggeforskrift 1997». Alternative dagslysløsninger for fellesarealer og hjemmebaser er analysert. Dagslysnivået for alternativene er blitt målt i en modell i skala 1 : 50. Målingene er gjennomført under kunstig himmel i dagslyslaboratoriet ved NTNU. Overslagsberegninger av dagslysfaktorer ble gjort ved hjelp av dataprogrammet LesoDial. Det ble utviklet en algoritme for beregning av solstrålenes innfallsvinkel på en skråstilt glassflate. Ved hjelp av algoritmen ble optimal helning av glassflaten over fellesarealene beregnet. Anbefalinger angående plassering, orientering, FORSLAG TIL LØSNING Med tanke på dagslystilgang kan en prinsipielt si at flyttbar solskjerming er bedre enn fast. Flyttbar og regulerbar skjerming gir kontrollmulighet over lystilstørrelse og helning av dagslysåpninger er formulert på basis av analyseresultatene. Metoder for solskjerming og lysdirigering er diskutert, og mulige løsninger for Borgen skole er anbefalt. Tiltak for bedring av dagslysforholdene Svalgangstaket fjernes. Vindusstørrelsen økes. Vinduene plasseres høyest mulig på fasadene. Nye, store dagslysåpninger innføres i taket for å bidra til radikal økning av dagslysnivået i midtsonen. Glass anvendes i innvendige vegger for at dagslyset skal penetrere fra midtsonen til sidearealene. I tillegg anbefales automatisk kontroll av kunstlys. brukerne. Ved feil bruk risikerer en at persiennene ikke blir stilt med tanke på dagslystilgang, og dermed skjermes himmellyset unødvendig. Et innvendig persiennesystem kan lages som et Studier av alternative snitt for fellesarealene nord tilnærmet lystett system i lukket posisjon. En tilleggsgevinst kan oppnås hvis systemet installeres foran samtlige vinduer i takoppbygget. Rommet under kan da brukes til framvisning av lysbilder, film osv. sør Snitt gjennom hjemmebase Taket over det kvadratiske midtpartiet er flatt og ligger betydelig høyere enn resten av taket. Vertikale glassvegger lukker takoppbygget. På taket, til venstre, vises snitt gjennom avkasttårnet for ventilasjonsluft. Soldiagram Et opphøyet, knekket tak over midtpartiet har en bred nordvendt, skråstilt glassflate og en smal sørvendt, vertikal glassflate. Tilluftskanaler er plassert inntil takoppbygget. Dette snittet er valgt for bygget. Solskjerming i takoppbyggene i hjemmebasene KRAVSPESIFIKASJON Direkte sollys som treffer personer, er ikke ønskelig i perioden fra 21 mars til 21 september fra kl. 08 til kl. 16. I denne perioden er sollyset velkommen bare som et reflektert diffust lys fra taket eller fra andre diffuserende flater i rommet. I resten av året er solhøyden såpass lav og vinduene plassert såpass høyt at direkte solstråling neppe vil treffe brukerne. Diffust himmellys er meget ønskelig året rundt. Det gjelder både for overskyet himmel og for klar himmel uten sol, når sola ikke kan ses fra vinduet. gangen og mulighet til å dirigere solstrålene i ønsket retning. Solvarmen i takoppbygget er sannsynligvis ikke noe problem, fordi varm luft kan trekkes ut via takoppbygget uten at den omrøres med ventilasjonsluften i pustesonen. Det gir mulighet til å velge en rimelig innvendig løsning for solskjerming i takoppbyggene. Motorstyrte innvendige persienner kan trekkes opp og senkes ned, og helningsvinkelen på persiennebladene kan reguleres. Systemet fungerer meget bra med tanke på både sollys og himmellys. Dersom brukerne oppfatter sollyset som sjenerende, kan de velge å skjerme ved hjelp av persiennene. De kan også regulere helningsvinkelen på persiennebladene for å slippe gjennom en del av dagslyset. Dette systemet er fleksibelt, men også krevende for Skjematisk snitt gjennom den skråstilte glassflaten over fellesarealene Når en skal beregne optimal helningsvinkel (a) må en ta utgangspunkt i asimutvinkelen, som definerer solens posisjon i forhold til nord, og solhøydevinkelen, som beskriver solens posisjon over horisonten. Begge vinklene finner en på soldiagrammet. Dagslys penetrerer ventilasjonskanalen som utformes med glassvegger. Bruk av glass i kanalveggene tillater spredning av diffust himmellys i det store midtre rommet som oppstår etter at taket er løftet opp. Fra den nordvendte ventilasjonskanalen kan dagslyset også spres til trafikkarealene under, gjennom punktformede lysåpninger i dekket. To striper med langsgående overlys i klart glass. Overlysene slipper mest lys langs aksene. Sollyset treffer sideveggene i ventilasjonskanalene, som vil virke som diffusører. På sørsiden må det benyttes vertikale speilende lameller under overlysene for å forandre retningen på solstrålene. 36 37