Energioptimering med adaptivt lys i folkeskolen

Projektperiode: 2019 - 2021
Bygninger

Foto: Kjell Yngve Petersen, Atelier KHR Architecture.

Projektet søger at forbedre de konkrete potentialer for intelligent energioptimering med adaptivt lysdesign i folkeskolen.

Projektet viser, at der opnås energioptimerende adfærd i skolen, når elever og lærere, gennem medbestemmelse, udvikler kompetencer og ansvar for den daglige indstilling af lysmiljøer.

Projektbeskrivelse

Projektet søger at forbedre de konkrete potentialer for intelligent energioptimering med adaptivt lysdesign i folkeskolen. Adaptivt lys installeres i et udvalg af lokaler gennem en samskabelses proces, hvor et udvalg af lokaler om-designes med nyeste justerbare lysgivere, tætte sensor netværk, og adaptive kontrolsystemer.

Forskningen er et tæt samarbejde mellem designere, arkitekter, bygningsdrift, producenter og, ikke mindst: slutbrugerne, ved at involvere lærere og elever og deres dagligdag med læringsaktiviteter.

På tværs af årstider og brugsscenarier gennemtestes installationerne derefter i et år, med detaljerede valideringer af energiforbrug, bygningsøkonomi og kvaliteten af lysmiljøerne oplevet fra brugerperspektivet.

Resultat

Kan man skabe bedre belysning gennem brugerinddragelse og samtidig opnå betydende energibesparelser? Kan man energi-optimere ved at engagere elever og lærere i eksperimenter med LED-lys? Hvordan kan et fokus på klimatisk og social bæredygtighed understøtte et fremadrettet, pædagogisk læringsmiljø? Projektet har undersøgt disse spørgsmål i praksis.

Projektet har installeret adaptiv belysning i klasselokaler på Tilsted og Hanstholm folkeskoler. Gennem en 18 måneders lang samskabelsesproces designes og re-designes lokalerne med justerbare LED-lysgivere, tætte sensor netværk, og adaptive kontrolsystemer. På tværs af årstider, undervisningsforløb og sociale situationer gennemtestes lysinstallationerne, med detaljerede vurderinger af energiforbrug, bygningsøkonomi og kvaliteten af lysmiljøerne oplevet fra brugerperspektivet.

Det viser at kunstlys benyttes mere energibesparende, når der etableres lysmiljøer, der tager afsæt i skolernes
undervisningsaktiviteter og​​ derved, med trivsel i fokus, understøtter nutidens læringsmetoder.

Forskningen sker i et tæt samarbejde mellem designere, arkitekter, bygningsdrift, producenter og – ikke mindst: slutbrugerne. Ved at involvere lærere og elever, kan vi kvalificere driften af lyset. Ved at deltage i deres dagligdag med læringsaktiviteter, informere via workshops og give dem en stemme i designudviklingen, bliver de selv i stand til at udtrykke, hvornår en belysning virker understøttende i deres hverdag – og hvorfor.

Folkeskolen danner rammen om hverdagen for børn det meste af de aktive dagtimer. Skolen er samtidig en arbejdsplads, et læringsmiljø og et socialt fællesskab med mange og varierede aktiviteter. Hver aktivitet stiller sine krav til lysmiljøet, og hver person har sine behov for kvaliteten af omgivelserne. Det meste af dagen er dagslyset en vigtig kilde til lys, og helt essentiel for velvære og sundhed.

Hypotesen
Hypotesen er at energiforbruget til kunstigt lys kan mindskes ved øget tilpasning til de konkrete brugeres behov og deres varierede brug af lokaler og fællesarealer. At der kan spares energi ved design af adaptivt lys, som gennem bruger-styret dynamisk tilpasning frembringer det relevante lys på rette sted og til rette tid, og derved bedst mulig befordrer læring og trivsel i folkeskolens daglige praksis.

Forskningsresultater
Gennem den pågående udvikling af lysteknologier kan der, de næste 5-10 år, opnås besparelser på elforbrug på op mod 30%. Den afgørende tilpasning til de aktuelle 70% klimamål kræver en forandret brugeradfærd og fleksibilitet i elforbruget. For at opnå de manglende 40-50% besparelser bør slutbrugerne således engageres i den daglige drift

Medbestemmelse skaber energioptimerende adfærd
Projektet viser, at der opnås energioptimerende adfærd i skolen, når elever og lærere, gennem medbestemmelse, udvikler kompetencer og ansvar for den daglige indstilling af lysmiljøer. Det viser at kunstlys benyttes mere energibesparende, når der etableres lysmiljøer, der tager afsæt i skolernes undervisningsaktiviteter og derved, med trivsel i fokus, understøtter nutidens læringsmetoder. Man kan således sige, at adaptivt lys koordinerer brugerengagement med energioptimering og at bæredygtige løsninger forankres gennem kompetente brugere.

Projektet viser, at der er energioptimeringspotentialer ved en helhedsorienteret tilgang, hvor følgende fokus kan medføre besparelser i elforbruget:

Adaptivt lys koordinerer brugerengagement med energioptimering
1. at adaptivt lys engagerer slutbrugerne – elever, lærere og driftspersonale – i energioptimerende adfærd

2. at adaptivt lys kan udvikle nye fleksible løsninger ved at koordinere mellem dynamikkerne i: dagslyset, brugerbehov, brugerstyring og dynamisk kunstlys

3. at adaptivt lys understøtter undervisningsmiljøet, som en service for de didaktiske metoder, med fleksible lysmiljøer

Bæredygtige løsninger forankres gennem kompetente brugere
4. at bæredygtige løsninger er afhængige af at slutbrugerne gives kompetencer til at navigere energioptimering, – og styrkes ved forankring i både brugerengagement og bygningsforvaltning

5. at adgang til informationer om bygningsdriften og indeklimaet er afgørende for uddannelse af slutbrugere, der kompetent kan styre deres daglige lysmiljø og udvikle energioptimerende adfærd

6. at energioptimering kan accelereres med engageret brugerkultur, understøttet af intelligent bygningsstyring, hvis der holdes fokus på at opnå optimale løsninger for slutbrugerne

Mere dagslys influx mindsker energiforbruget til kunstlys
7. at arkitektoniske forbedringer, der giver mere dagslys i bygningen, medfører mere varieret brug af lokalerne og mindsker energiforbruget til kunstlys

8. at varieret indstilling af kunstlyset – og varieret lysfordeling mellem indirekte og direkte belysning – indretter bedre tilpassede lysmiljøer

9. at øget dagslyskvalitet og dagslysspekter i kunstlyset mindsker brug af kunstlys

Adaptivt lys optimerer bæredygtigheden af elforbruget til kunstlys
10. at implementering af et mere bæredygtigt energiforbrug til kunstlys kan skaleres bredt og hurtigt

11. at energioptimeringen øges med klarere formulerede brugerkrav ved renovering og nybyggeri

12. at teknologiudvikling de næste år vil bidrage væsentligt til optimering af elforbruget til kunstlys, og man derfor skal arbejde med installationer, der jævnligt kan opdateres, for at understøtte en vedvarende bæredygtig udvikling.

Projektet blev udviklet i et samarbejde mellem Atelier KHR Architecture, forskningsleder Kjell Yngve Petersen, Thisted Kommune, Erhverv og Teknik Tilsted og Hanstholm Skoler, Station Inter Views, forsker, Karin Søndergaard, Roskilde Universitet, lektor Mikkel Bille, Lysteknik, Glamox A/S samt Dansk Center for Lys.

Projektet sluttede september 2021.

Projektdeltagere

Thisted Kommune
RUC - Roskilde Universitet
Dansk Center for Lys
Glamox

Økonomi

Bevillingsår
2019
Tilskud
Kr. 1.798.817
43%
Egenfinansiering
Kr. 2.421.435
57%
Total budget
Kr. 4.220.252
Timer
4.620