Med et overskudd av produsert energi, blir Voldsløkka den første plussenergiskolen i Oslo. SINTEF skal gjennom EU-prosjektet ARV forske på løsningene. Voldsløkka skole og kulturstasjon i Oslo utgjør det norske demonstrasjonsprosjektet i Horisont 2020-prosjektet ARV. Prosjektet omfatter bygging av en ungdomsskole for 810 elever, og renovering av en historisk sementfabrikk som skal brukes som kulturstasjon. Den nye skolen skal bygges som den første plussenergiskolen i Oslo, med et overskudd av stedlig produsert energi. Dette skal oppnås ved hjelp av 1 556 m2 fasade- og takmonterte solcellepaneler. Aktivitetene som skal gjennomføres i prosjektet innebærer ressurseffektive renoveringsprosesser, optimalisering av bruk av fjernvarme, samt innbyggermedvirkning. Målet er å legge til rette for fremtidige Citizen Energy Communities. Prosjektet er utviklet av Oslobygg (OBF), Oslo kommunes eiendomsutvikler. OBF er også eier av byggene i Voldsløkka-prosjektet. SINTEF er forskningspartner. Redesign av bærekraftige bygninger Målet med denne arbeidspakken (WP4) som SINTEF er ansvarlig for i ARV-prosjektet, er å adressere design av nye og oppgradering av eksisterende bygninger til plussenergibygg, for å:
  • redusere energiforbruk og utslipp,
  • øke energieffektiviteten,
  • kombinere bærekraft med estetikk og livskvalitet (i tråd med ny europeisk Bauhaus-strategi).
I løpet av det første året av prosjektet har forskere i SINTEF analysert ulike scenarier i utbyggingen av Voldsløkka skole, og sett nærmere på kombinasjoner av state-of-the-art materialer, komponenter, teknologier og design- og planleggingsprosedyrer. Følgende designstrategier (blant andre) har vært en del av analysen:
  • Gjennomføring av klimatilpasset design ved bruk av åpne overvannsløsninger og grønne løsninger for utearealer.
  • Integrasjon av bygningsintegrerte solcelleløsninger (BIPV) i fasader for å kombinere arkitektonisk estetikk, standardisering og energiproduksjon.
Designstrategiene ble analysert ved å studere prosjektdesign-dokumentasjonen, og ved å intervjue designteamet og rådgiverne. Intervjuene dekker tre hovedstadier av designprosessen: tidlig konseptdesign, designutvikling og detaljdesign. Reguleringsplanene og byplanprosedyren som ligger bak dagens bruk av Voldsløkka-området ble analysert for å forstå hvilke begrensninger og utfordringer som ble presentert for prosjekteringsgruppen senere i prosessen. Resultater: Klimatilpasset design for uteområder Reguleringsplanen for området krevde[1] at skolegården på Voldsløkka skole skulle utformes som en park med variert vegetasjon i ulike høyder og med permeable og naturlige overflater som dekker minst 30 prosent av utearealet. I tillegg skulle skolegården romme harde og slitesterke flater til lek og skolevirksomhet.[2][3][4] Skolegårdens plassbegrensning ga landskapsarkitektene en utfordring, men kravene ble oppfylt ved å overlappe begge typer overflater i "øyer" og "kanaler" i skolegården. Utearealplanen definerte videre inngangspartiene både i skolebygget og kulturstasjonen, noe som igjen definerte planløsningen for de innendørs arealene. I landskapsdesignet håndteres overvann etter et tretrinns prinsipp:
  • mindre nedbør håndteres lokalt,
  • store nedbørsmengder forsinkes,
  • ekstrem nedbør ledes til sikre flomveier.
«Kanalene» sikrer en effektiv overvannshåndtering på skolens område. Terrenget rundt kanalene er planlagt slik at regnvann renner mot øyene. Kanalene utgjøres av regnbed som er dekket av metallrister. På regnbedene er det plassert en blomstereng med norske ville, flerårige planter. Overvannet samles opp av kanalene og omdirigeres til øyene, hvor det absorberes og ledes dypere ned mot pukkreservoaret nedenfor. På øyene er naturlig forekommende busker og lavstammede trær tett plantet, for å oppnå et naturlig preg. Det brukes plantearter som tåler å stå i vann i kortere perioder. De enkelte øyene tilbyr ulike aktiviteter som er tenkt å være attraktive for ungdommer med ulike interesser og ferdigheter, og installasjonene kan brukes på forskjellige måter. Naturmangfold med grøntområder som er tilpasningsdyktig og tilhører det lokale/regionale artsmangfoldet er inkludert i landskapsplanen. For å sikre et naturmiljø som kan fostre pollinerende insekter, består en del av den nye vegetasjonen av bærbusker og frukttrær. Belegningsmaterialene for uteområdet varierer, avhengig av tiltenkt bruk. Det brukes permeable materialer og grøntområder for å sikre overvannshåndtering, og det brukes gummiasfalt og betong under lekeplassene. Det ble sett etter alternativer til gummiasfalt (f.eks. kork), men levetiden til de alternative materialene ble vurdert som ikke sammenlignbar med gummiasfalt, siden disse er mindre slitesterke. Integrasjon av BIPV i fasader Reguleringsplanen la ganske detaljerte føringer både når det gjaldt det generelle uttrykket og plasseringen av det nye skolebygget. For å sikre en sammenhengende siktlinje mellom den sørlige og nordlige delen av Voldsløkka idrettspark, samt skjerme skolegården fra veitrafikken, ble skolen plassert nord-sør langs Uelandsgate. Dette valget førte imidlertid til en suboptimal bygningsorientering, som gjør at det fulle potensialet for elektrisitetsproduksjon fra de fasadeinstallerte solcellepanelene ikke utnyttes. En grunn til dette var at plussenergimålet for prosjektet hverken ble diskutert eller vedtatt før reguleringsprosessen. Da plussenergimålet for skolebygget ble bestemt av OBF, måtte prosjekteringsteamet forholde seg til en liten sørfasade og to lange øst- og vestfasader. Dette er ikke den beste forutsetningen for fasademonterte PV-er, da strømproduksjonen ikke maksimeres. I tillegg krevde reguleringsplanen at skolefasadene ikke skulle bestå av store, monotone flater. For å gjøre fasadene mer dynamiske og interessante bestemte designteamet seg for å bruke en blanding av grønnfargede og standard sorte PV-moduler som ble orientert i to forskjellige vinkler. Den grønne fargen, i tillegg til bygningsorienteringen, begrenser imidlertid den potensielle PV-energiproduksjonen. Det overordnede prinsippet for fasadedesignet ble dermed å finne en balanse mellom energiproduksjon og estetisk uttrykk. Solcelleanlegget er designet for å produsere ca. 230 000 kWh per år, noe som trengs for å nå OBF sitt mål om 2 kWh/m2 strømoverskudd per år i skolebygget. PV-panelene henges på et aluminiumsprofilsystem med en minimumsdybde på 100 mm luftspalte på baksiden. Spennet mellom profilsystemets vertikale elementer er 600 mm. Dette spennet tilsvarer vinduskarmenes spenn, slik at aluminiumsprofilene kan monteres foran vinduene. Et sekundært profilsystem med 20 graders vinkel er installert foran de første profilene, som skal brukes til å henge opp solcellepanelene i den valgte vinkelen. Der sekundærprofilsystemet delvis overlapper vinduene, monteres glasspaneler i stedet for PV-paneler. Dette gir et mer dynamisk og variert uttrykk, samtidig som man unngår å installere ikke-rektangulære vinduer, som er mer teknisk vanskelig. Designerne eksperimenterte med hvordan PV-panelene på fasaden kunne vinkles for å øke energiproduksjonen. Vinklingen avgjør om panelene må kuttes i trekantede former når disse er installert rundt vinduer eller ved fasadekantene. Avhengig av vinkelen kan et høyere eller lavere antall moduler fordeles, og dermed endre fasadens totale energiproduksjon drastisk. Den optimale vinklingen av panelene for å bidra til å nå pluss-energimålet, ble tatt ved å bruke et parametrisk designverktøy. Verktøyet gjorde det mulig for designerne å teste ulike vinklinger av panelene, beregne panelkuttene, vise mulig plassering av modulene og beregne den totale energiproduksjonen. Det ble utført tester av ulike nyanser av grønt på byggeplassen for å vurdere hvilke grønne nyanser som ga høyest effekt. For å nå plussenergimålet ble det funnet en balanse mellom svarte og grønne moduler. Omtrent 25 prosent av modulene på vestfasaden og rundt 40 prosent på sørfasaden er svarte. Alle andre moduler kommer i to forskjellige nyanser av grønt, slik at hvert PV-panel består av to deler med ulik grønnfarge. Disse panelene installeres enten i oppreist stilling eller rotert 180 grader. Dette for å gi inntrykk av at det er montert fire forskjellige typer plater på fasaden. Kilde: Sintef