ROOM-LIGHT 1:1 Ny psykiatri Bispebjerg

Projektperiode: 2018 - 2020
Bygninger

Mock-up af en patientstue. Foto: Region H,

I projektet afprøves kombinationer af dagslys og dynamisk LED-kunstlys i forbindelse med byggeriet af Ny Psykiatri Bispebjerg.

Målinger og analyser viser et betydeligt besparelsespotentiale inden for belysning og ventilation ved at følge  "GOCAP"-projektering af indeklimaet.

Projektbeskrivelse

I projektet afprøves kombinationer af dagslys og dynamisk LED-kunstlys i forbindelse med byggeriet af Ny Psykiatri Bispebjerg.

Projektet implementerer bedre dagslys og kunstlys til gavn for energiforbrug og indeklima, og indsamler i senere faser, i kontrollerede forsøg, data om sundhed. I samarbejde med bygherre opstilles en drejbar 1:1 mock-up af en patientstue, som vil skabe en unik mulighed for, at undersøge og indsamle viden om både dagslys, dynamisk LED-kunstlys og indeklima igennem avancerede (kumulative) lysregistreringer, samt IC-meter-målinger af luft, CO2, temperaturer i Bygningsklasse 2020 byggeri. Ved at teste og afprøve forskellige scenarier med forskelligt dagslys og forskellig styring af dynamisk LED-belysning vil projektet kvalificere teoretiske beregningsprogrammer (BSim og Be15) med praktisk erfaring. Det sker igennem en nyudviklet målingsmetode for dagslys og LED-kunstlys, hvor projektet studerer lyskvalitetens betydning for bygningens energimæssige og sundhedsmæssige forhold i et Bygningsklasse 2020 byggeri.

Projektet efterfølges af sundhedsfaglige post occupancy undersøgelser, hvor døgnrytme, humør, søvn og medicinforbrug undersøges på i alt 192 enkeltsengstuer på Ny Psykiatri Bispebjerg. Her vil de sundhedsfaglige undersøgelser bidrage til, at kvalificere og udmønte konkretisere lys og indeklima i relation til begrebet og hensigten om helende arkitektur. Projektet vil på den måde tage udgangspunkt i, at forbedre velvære og livskvalitet for den indlagte psykiatriske patient, men det overordnede formål med projektet er, at den sundhedsmæssige viden vil kunne anvendes mere alment og generelt i forhold til Bygningsklasse 2020.

Resultat

Store besparelsespotentialer inden for belysning  og ventilation
Resultaterne viser et betydeligt besparelsespotentiale ved, at følge GOCAP´s inddeling i morgen-og aftenscenarier for belysningen i sengestuer for alle orienteringer. Når det gælder aftenlyset, anbefales det generelt at reducere lysniveauerne, idet sundhedsaspekterne ved lyset reduceres i aftenperioden, fra 14:00 og fremefter, hvor lys kan forsinke og forringe nattesøvnen. Reduceres det ønskede lysstyrkeniveau i eftermiddags- og aftentimer, i tidsrummet kl.14:00 – 22:00 fra 300 lux til 100 lux, spares der 20 – 22 % i alle retninger. Ved yderligere implementering af fuld dagslysstyring i løbet af dagen bliver den samlede besparelse op til 41 %.

Reduktionen i mekanisk ventilation ved at supplere med naturlig ventilation blev estimeret ved simulation af sengestuen for de fire geografiske retninger og over hele året. Reduktionerne afhænger af, hvordan luftstrømmen reguleres og vil som minimum giver elbesparelser på 41 - 47 %, størst i V-vendte rum og mindst i N-vendte rum.

”Det er tankevækkende hvor enkelt man kan spare en masse energi på hospitaler ved, at reducere belysningsniveauet i perioden fra kl. 14.00 – 22.00 – og samtidigt supplere med naturlig ventilation, som anvist i Geographical Orientation Compensated Architectural Planning, GOCAP. Både belysning og naturlig ventilation giver en stor energibesparelse og skaber samtidigt en mere hjemlig atmosfære i eftermiddags- og aftentimerne", udtaler projektleder Carlo Volf, MAA, Ph.D.

Carlo Volf tilføjer, "Det er samtidigt overraskende, hvor stor betydning naturlig ventilation har – ikke kun når det gælder energiforbruget, men også når det gælder årstidens dufte og lyde. Ja kort sagt, en tættere kontakt til naturen udenfor, på trods af, at det er en lukket psykiatrisk afdeling".

Det er tankevækkende hvor enkelt man kan spare en masse energi på hospitaler ved, at reducere belysningsniveauet i perioden fra kl. 14.00 – 22.00 – og samtidigt supplere med naturlig ventilation.
 Carlo Volf , MAA, Ph.D.

1:1 mockup af en patient sengestue
Projektet udvikler og etablerer en fuldskala drejbar 1:1 mockup af en patient sengestue på det kommende Ny Bispebjerg Hospital.

Igennem registreringer af dagslys og temperaturer i patient sengestuen, søger projektet, at afdække de naturlige forskelle og begrænsninger, forårsaget af den geografiske orientering og undersøge de udendørs døgnvariationer og deres indvirkning på indeklimaet, med henblik på, at skabe en balance mellem på den ene side dagslys og behov for dynamisk LED-belysning og på den anden side kravet om aktiv og passiv køling ved hjælp af mekanisk og naturlig ventilation.

Analysen ser i den forbindelse også på de potentielle sundhedsmæssige aspekter af dagslys og frisk luft og foreslår en ny strategi for dynamisk kunstig belysning og dynamisk mekanisk ventilation, kaldet Geographical Orientation Compensated Architectural Planning, GOCAP.

Baseret på målinger og analyser foreslås en ny metode for projektering af indeklimaet, der kan reducere energiforbruget til belysning med 20 – 40 % og energiforbruget til ventilation med minimum 40 %.

En strategi, som inddeler dagen i henholdsvis en morgenperiode og et aftenperiode, med henblik på, at reducere bygningens samlede energiforbrug.

Rapporten analyserer i den forbindelse muligheden for, at udnytte naturligt lys og naturlig ventilation, baseret på to hovedparametre.

  1. Den geografiske orientering (N, S, Ø og V)
  2. Årstid (sommer og vinter).

Fysiske målinger i 1: 1 mockup suppleres med computersimuleringer for at vurdere behovet for ventilation og for at vurdere, hvordan naturlig ventilation kan supplere og erstatte mekanisk ventilation på forskellige tidspunkter af året.

Baseret på målinger og analyser foreslås en ny metode for projektering af indeklimaet, der kan reducere energiforbruget til belysning med 20 – 40 % og energiforbruget til ventilation med minimum 40 %.

Konklusion
Data i rapporten inkluderer belysningsstyrke målinger, spektrale målinger, samt indendørs og udendørs målinger af temperaturer. Data bliver indsamlet for alle fire orienteringer Ø, S, V og N for henholdsvis sommerperioden 2018 til vinterperioden 2018/2019. Målinger og data bliver suppleret med beregninger af termiske forhold og ydeevne, samt fotografiske registreringer af lysforholdene for hver orientering, henholdsvis i løbet af dagen og i løbet af året.

Resultaterne af undersøgelsen finder grundlæggende forskelle i de dagslysmæssige og termiske forhold i sengestuen, afhængigt af den geografiske orientering og årstid.

Resultaterne af undersøgelsen finder grundlæggende forskelle i de dagslysmæssige og termiske forhold i sengestuen, afhængigt af den geografiske orientering og årstid. For at drage nytte af disse grundlæggende forskelle introduceres Geographical Orientation Compensated Architectural Planning GOCAP som et nyt planlægningsværktøj. GOCAP inddeler dagen i henholdsvis:

  • En morgenperiode (Kl 06:00 – 14:00) med anbefalede højere lysniveauer.
  • En aftenperiode (Kl 14:00 – 22:00) med anbefalede lavere lysniveauer.

Ud fra et sundhedsmæssigt perspektiv, introducerer GOCAP efterfølgende et forhold mellem målt lys i morgenperioden (06:00 – 14:00) over aftenperioden (14:00 – 22:00). Forholdet imellem morgen- og aftenperiodens lys er en vigtig parameter i relation til CIE´s anbefalinger i CIE S 026 om lys og døgnrytme. Ud fra disse forhold kan følgende konklusioner drages:

  • Et forhold <1 betyder, at den kumulerede dagslysdosis (lysintegral) af aftenlys er højere end den kumulerede dagslysdosis af morgenlys.
  • Et forhold på >1 betyder, at den kumulerede dagslysdosis for morgenlys er højere end for aftenlys.
  • Et forhold på =1 betyder, at den kumulerede dagslysdosis er den samme for morgenlys og aftenlys.

Undersøgelsens resultater viser at dette forhold varierer meget, dels i forhold til orientering og dels i forhold til årstid. I V-vendte rum viser middelværdien for lysforholdet, at der er faktor 3-5 mere aftenlys end morgenlys i sommerperioden og, at V-vendte rum har mindst morgenlys i forhold til aftenlys (faktor 1.5) i vinterperioden. I S-vendte rum viser middelværdien for lysforholdet, at der er faktor 2-3 mere morgenlys end aftenlys, målt i sommerperioden, og endnu mere i vinterperioden (faktor 2.5-3.5). I Ø-vendte rum viser middelværdien for lysforholdet, at der er faktor 2-3.5 mere morgenlys end aftenlys i sommerperioden, og lidt mindre i vinterperioden (faktor 1.5-2.5). N-vendte rum viser middelværdien for lysforholdet, at der er faktor 1.5 mere morgenlys end aftenlys både sommer og vinter, men i N-vendte rum observeres generelt de laveste værdier af dagslys, i både sommer- og vinterperioden. I N-vendte rum er årstidsvariationerne også mindst.

Projektet blev afsluttet i december 2020 og blev udviklet i et samarbejde mellem Ny Psykiatri Bispebjerg (Region Hovedstaden), DTU Fotonik, BUILD - Institut for Byggeri, By og Miljø, Aalborg Universitet.

Mere information

Projekt nummer

350-050

Projektansvarlig
Region Hovedstadens Psykiatri

Projektdeltagere

Ny Psykiatri Bispebjerg (Region Hovedstaden)
DTU Fotonik
BUILD - Institut for Byggeri, By og Miljø, Aalborg Universitet

Økonomi

Bevillingsår
2018
Tilskud
Kr. 1.423.095
71%
Egenfinansiering
Kr. 574.450
29%
Total budget
Kr. 1.997.545
Timer
3.045