INOM
EXAMENSARBETE ARKITEKTUR, AVANCERAD NIVÅ, 30 HP
,
STOCKHOLM SVERIGE 2021
IRF UTSTÄLLNINGSHALL
Ett tillägg till Institutet för Rymdfysik, Kiruna.
DAVID SHANKS
Stjärnorna. Taket över vår värld. Vi människor har sett till dem sedan vaggan av vår existens. Syftet - förutom att beundra det visuella spektaklet som är yttre rymden - har ofta varit för att hitta svar, oavsett om det handlar om orientering, tro eller vetenskap. Ovan visas en äldre avbildning av himlen sedd från den norra hemisfären. Som vi ser ligger betoningen på stjärnkonstellationer snarare än en kartläggning av stjärnornas exakta placering. De flesta konstellationerna tolkas som som djur eller mytologiska varelser. Dessa ting troddes vaka över oss och hade ofta intrikata historier bakom sig.
Nyfikenheten hos vår art är potentiellt gränslös, och det är även våra upptäkter. Syftet med detta projekt är att skapa en miljö som förstärker nyfikenhet kring rymden och relaterade vetenskaper, och att utforska hur ljus och rum i arkitektoniska sammanhang kan kommunicera utforskande, under och nyfikenhet.
Funktionerna är en serie utställningsytor samt ett arkiv för IRF Kiruna och Esrange, med en förhoppning om att engagera Kirunas invånare i rymdrelaterade vetenskaper.
Introduktion
Ovan är en frontalvy av detta projekts resultat. Byggnaden är en utökning av IRF - Institutet för Rymdfysik, vilka har sitt högkvarter i Kiruna. IRF är verksamma inom både forskning och utbildning. Luleå Universitet har flera av sina rymdrelaterade utbildningar här.
Det har tidigare funnits önskemål inom IRF om att göra ett tillskott till deras lokaler i form av utställningsyta och arkiv, dock har dessa
ambitioner inte förverkligats. Detta är ett projekt som tar på sig detta önskade programm, men som avser att ge mer än vad tanken var initiellt.
Visionen är en miljö som kopplar rymdvetenskap till spiritualitet och förundran. En plats med såpass mycket respekt för rymdvetenskapen att den nästan kan uppfattas som helig. En byggnad med religiösa konnotationer till ett högst ickereligiöst program.
IRF och projektet
UTSTÄLLNING & ARKIV
Utbildning
Studenter kan ställa ut sina projekt i form av prototyper, modeller, data,
rapporter osv. Ytorna kan även nyttjas för föreläsning, presentation,
seminarier och dylikt.
Forskning
Forskare kan likväl ställa ut sina projekt i form av prototyper, modeller,
data, rapporter osv. Hela IRF och Esrange kan nyttja utställningsytorna
för valfria exhibitioner.
Allmänheten
Byggnaden är publik om den inte vid speciella tillfällen bokats för specifikt
ändamål. Gratis entré för alla åldrar.
Kiruna stad ligger väldigt långt upp i sverige, ca 120 km söder om den absolut nordligaste punkten.
Kiruna är känt för att vara hem till den största järnmalmsgruvan i hela världen, som extraherar järn motsvarande ungefär sex eiffeltorn per dag. Av befolkning på ca 17000 människor jobbar 2200 i gruvan.
Så här långt norrut är klimatet ganska hårt. Under vintern kan temperaturen vid enstaka tillfällen sjunka till under - 35 °C, och under ca fem veckor går solen inte upp överhuvudtaget. Under sommaren däremot går solen inte ner på ca sju veckor, detta fenomen benämns som midnattssol.
Så, varför är vi just här? Det finns såklart en anledning till att IRF - Institutet för Rymdfysik - har sitt högkvarter i Kiruna. Dels är det lättare att observera rymden när det är mörkt, vilket är bra för arbetet som utförs på vintern. Det är även ganska glest befolkat vilket innebär mindre ljusföroreningar och atmosfäriska föroreningar, vilket underlättar både astronomiska och atmosfäriska observationer.
Kiruna & IRF
Landskapet i sig består av ganska platta områden med stora skogsytor och gles mänsklig bosättning.
Så snart man rör sig utanför staden är naturen generellt relativt orörd, med undantag av några enstaka vägar och verksamheter.
Något värt att nämna är såklart den pågående förflyttningen av Kiruna centrum. Som en konsekvens av att ha grävt så djupt och långt i järnmalmsgruvan finns det växande kollapsrisker i staden. Därför har Kiruna gradvis börjat flyttas ungefär tre kilometer österut. Denna förflyttning beräknas ta ca 50 år.
IRF ligger ca 8 km utanför nuvarande centrum, vilket markeras med en röd cirkel i den vänstra bilden ovan. Just på projektsiten är terrängen kuperad och består av existerande IRF-fastighet samt skogsmark.
Fastigheten omringas av naturreservatet Aptasvare som skapar en mycket vacker omgivning.
Site för byggnadens placering Omgivande naturreservat
Omgivande naturreservat Närliggande skövlad mark med tennisplan
IRF:s huvudentré Landscaping tillbyggnad IRF
SITUATIONSPLAN SKALA 1:500
Utställningsscentrat ligger till väster om av IRF:s övriga byggnader.
N
Tillsammans med de andra volymerna ramar tilläget in rondellen platsen ytterligare och förstärker entrén för hela området. Projektet är placerat i en slänt som skapats (av människor) när entrérondellen byggdes. Just här finns väldigt få träd och slänten i sig innehåller inte någon berggrund.
Med dessa egenskaper blir en positionering av byggnaden naturlig här, då den möjliggör minimala ingrepp på naturen.
PROJEKT
LÄNGDSEKTION SKALA 1:500
Platsmodell, 3D-printad Den konstgjorda slänten kan utnyttjas för att skapa en
suterrängbyggnad, vilket får den att uppfattas som mindre från entrésidan och därmed underordna sig områdets huvudbyggnad.
Befintlig bebyggelse påbörjad under 1960-talet men har sedan dess även byggts på fram till 2009. Då gjordes ett tillägg av en extra våning på hela huvudbyggnaden, samt en extra byggnad med bibliotek, föreläsnnigssal och cafeteria. Dessa tillägg har resulterat i byggnader med blandade materialval och uttryck, och har med mening gestaltats för att framhäva tilläggen snarare än att gömma dem.
Utställningens ljussättning har varit en starkt drivande faktor i detta projekt. Ambitionen har varit att utnyttja dagsljuset - under de timmar och årstider ljuset finns - till fullo för belysningen av utställningsobjekten.
För att åstadkomma kontrollerade och enhetliga
ljussättningsförhållanden används vinklade väggelement i byggnadens fönster. Dessa riktar sikt och begränsar ljusintag. Endast under korta tider på dygnet kan solen lysa rakt igenom, och just då är det oftast som genom tunna springor.
Varför begränsa ljusinsläppet? På så vis kan ljuset studsa på väggelementen och belysa utställningsobjekten diffust, snarare än skarpt. Sfärerna ovanför illustrerar skillanden mellan skarp och diffus ljussättning. En mjukare ljussättning blir mer enhetlig då inte alla sidor av byggnaden alltid har direkt sol, samtidigt som geometrin av objekten förtydligas och får mindre slitskador från direkt solljus.
Ljus och sikt
Ovan ser vi en diagrammatisk sektion. Utställningsobjekten hängs från taket innuti en glasmonter.
Dessa glasmontrar skyddar inte bara objekten, de fungerar också som ett klimatdämpande lager till de stora fönsteröppningarna i fasaden. Under dagstid lyser solen upp objekten, mestadels med diffust ljus snett ovan- och bakifrån. På kvällarna och under polarnatten lyses objekten upp underifrån, med en varmare ljuskälla. Under dessa artificiellt ljussatta tider hjälper de vinklade väggelementen till att begränsa utsläppet av ljus - detta för att störa IRFs norrskensobservationer så lite som möjligt.
Under de upphänga objekten planteras växter. Dessa är avsedda att förtydliga skillanden mellan människans skapelser och naturen, samtidigt som de ska antyda hur allt är sammankopplat.
Objekten, som är manifestationer av vår arts nyfikenhet kring vad universum är - och hur det utvecklats till vad det är idag - placeras bredvid vad vi känner till som det mest värdefulla som universum har skapat: liv.
Utställningsmontrar
Invändigt uppfattas byggnaden som en lagerkaka.
Detta åstadkoms genom geometri och framförallt materialval. Bjälklag och tak utförs i mörk, slipad betong till skillnad från väggar som kläs i rött lerklinker.
De vinklade väggelementen är lika påtagliga ute som inne. Fasaderna får minimaliska uttryck där fönstrena blir det största avsteget från platta väggar. Byggnaden skall uppfattas som att den blivit skuren, och detta med hög precision. Våningarna differentieras genom att rikta väggelementen åt olika håll.
Något som arbetats fram med tiden är en miljö som är strikt ortogonal. Ju mer projektet tog form, desto mer tolkades ortogonal geometri som en manifestation av de tre dimensioner som vi kan uppfatta. En sådan miljö kan uttrycka hög precision vilket är i enlighet med rymdfysik som ämne.
Rumslighet & geometri Fasad Lager
ENTRÉPLAN SKALA 1:100
N
N
N
VÅN -1
SKALA 1:100
Byggnaden har tre våningar. I det halvt nedsänkta bottenplanet finns kontorsytor, ett arkiv/förråd, en verkstad och tekniska utrymmen. Det är direkt tillgängligt utifrån för anställda som vill ta en snabb väg in. Bottenplan har tre “vanliga” fönster, till skillnad från utställningsytorna.
Entréplan ligger höjdmässigt i mitten av byggnaden. Ingången är nedsänkt ca 1.5 m i relation till torgytan framför och nås därför via en kort trappa eller ramp. Majoriteten av denna våning består av utställningsyta. En stor andel av fasaden utgörs av fönster. Dessa vidrör byggnadens hörn vilket skapar ett skarpt uttryck i byggnadens fasad.
Topplan består nästan endast av utsällningsytor, med ett observatorierum som undantag. Våningen är aningen mindre stängd än entréplan och har en öppning ner till lobbyn. De vinklade väggelementen har nu bytt riktning i relation till våningen under.
SEKTION B-B
SKALA 1:100
FASAD NORR
SKALA 1:100
FASAD SYD
SKALA 1:100
Framsida, mörker
Entré, dagsljus Entré, mörker
Monter 1, dagsljus
Monter 2, dagsljus
Monter 1, mörker
Monter 2, mörker
Trappa entréplan, dagsljus Trappa entréplan, mörker
Utställning, dagsljus
Utställning, dagsljus
Utställning, mörker
Utställning, mörker
Utställningsrum, dagsljus Utställningsrum, mörker
Observatioriet på topplan är ett avsteg från vissa av projektets gestaltningsprinciper. Ett maskhålsformat rum i betong skiljer sig från den ortogonala tegelomgivningen.
Rummet är avsett att användas genom att lägga sig ned under en längre stund för att observera himlen ovanför samt det visuella fenomenet som uppstår i betongens reflektioner. Detta hoppas kunna ge
intrycksfulla observationsupplevelser för besökarna.
Entré observatorie
Vy observatorie, dagsljus Vy observatorie, mörker
Observatoriet
Projektet har flera skräddarsydda detaljer, men den viktigaste konstruktionsprincipen handlar om bjälklagen. Tekniken som används kommer från ett företag som heter “Bubble Slab”. Deras princip går ut på att platsgjuta betong kring ett rutnät av sfäriska hålrum. Detta skapar ett väldigt starkt bjälklag med långa spännvidder och som använder mindre betong än t.ex. traditionella håldäck.
Bubble Slab-metoden kommer i detta fall nyttjas till ett estetiskt ändamål - Genom att göra ett väldigt tjockt bjälklag kan installationer dras genom de sfäriska hålrummen. Ett undertak blir alltså inte längre nödvändigt. På så vis kan bjälklagen gjutas så att de uppfattas som solida block - något som förstärker interiörens tektonik avsevärt.
Konstruktion
Bubbleslab innan gjutning: Armering och former för sfäriska hålrum
Majoriteten av stommen i detta projekt är tänkt att gjutas i Cellbetong. Detta är en betong som blandats ut med cellplast- pellets. Resultatet är en betong som kan väga ner till 10%
av vanlig betong och som även har väldigt mycket bättre termiska egenskaper. Väggar och bjälklag har dimensionerats med ambitionen att kunna uppföras i cellbetong både pga en mindre materialåtgång och bättre termiska egenskaper.
Detta i kombination med tjocka väggar förväntas tillåta vissa detaljlösningar som i andra fall hade gett för stora köldbryggor.
Hålrum i väggar och tak fylls med lösull.
1 FÖRANKRING, ARMERINGSJÄRN 2 RF GROVPLÅT 10 MM, SVETSAS SAMMAN
MED VERTIKAL PLÅT 2MM.
3 ISOLERING 100MM, HÅRD 4 PLÅT 1MM SVART BLANK, TÄCKER
BJÄLKLAG OCHBAKOMLIGGANDE VERTIKAL PLÅT.
5 GLASKASSETT, 40MM.TÄTAS MED D-LISTER SVAMPGUMMI SAMT SILIKONFOGAR
6 GLASKASSETT 15MM, FÄSTES I MÄSSINGRAM 25MM.
7 ISOLERING 50MM, HÅRD.
8 LED-PANEL.
9 METALLRAM, BÄR VÄXTBÄDD.
10 LUCKA, TILLGÄNGLIGHET FÖR LED-PANELER
11 GLAS- OCH KRISTALLGRUS. TRANS- LUCENT FÖR LJUSGENOMSLÄPPLIGHET 12 UPPHÄNGNINGSFÄSTE, MÄSSING.
GJUTET I TAK, GÄNGAD INSIDA.
13 ISOLERING 50MM, HÅRD 14 PLÅT 1MM, SVART BLANK 15 RF GROVPLÅT 20MM 16 DRÄNERING
DESIGNPROCESS
När programmet var bestämt blev steg ett att undersöka platsen både lokalt och i större sammanhang. Därefter kom uppgiften att utvecka ett
formkoncept. Detta formkoncept skulle baseras på projektets program, platsens klimat/förutsättningar samt arkitektonisk ambition. Målet var att utveckla t.ex. specifika designelement, kanske en sektion eller en detalj som skulle kunna växa och bli något mer. Tanken var sedan att applicera detta på platsen och låta principen manifestera sig till en faktisk byggnad.
Arbetsmetoden jag har baseras nästan exklusivt på 3D-modellering och rendering, snarare än handskisser och skissmodeller. Då rendering är något jag sysslar med regelbundet använder jag det som en iterativ del av min designprocess istället för att det bara blir presentationsmaterial.
Följande innehållsprogram, klimatinformation, diagram, skärdumpar och renderingar representerar en del av min process i att skapa detta projekt. I sökandet efter själva formkonceptet byggde jag en uppsjö av 3D-kulisser, där jag valde ut de jag ansåg vara bäst och sedan gjorde testrenderingar. I dessa undersökte jag rumsligheter, ljusinsläpp, detaljer, byggnadsvolymer osv.
LÖST FORMKOPNCEPT KONKRET MANIFESATION
DIAGRAM - PROGRAM - 1200 KVM
UTSTÄLLNING
ENTRÉ FÖRRÅD
UTSTÄLLNINGSOBJEKT
KONTOR
WC VERTIKAL
KOMMUNIKATION
TRAPPA HISS
RECEPTION VINDFÅNG ARBETSPLATSER
KÖK MATPLATS
WC FÖRVARING
STÄD
SOPRUM TEKNIKRUM
Program baserat på IRF:s önskemål för ett utställningscenter med arkiv. Önskemålen förmedlades under ett möte med Uwe Raffalski - chef över KAGO-avdelningen på IRF.
VINTER VÅR
SOMMAR
HÖST
SOLTIMMAR KIRUNA
Inför skissprocessen behövdes en inblick i Kirunas ljusförhållanden, och hur dessa kommer sig.
NORMAL HÖGSTA DYGNSTEMPERATUR
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Snitt
2010 -11,9°* -4,7° 2,6° 9,5° 11,7° 16,8° 14,1° 10,6° 3,0°* -7,3°* -8,5°
2011 -8,7° -12,7° -2,2° 5,1° 8,3° 16,8° 18,3°* 14,2° 10,7° 4,6°* 1,8°* -3,3° 4,4°
2012 -9,0°* -8,8°* -0,4°* 0,9° 6,7° 11,5°* 15,9° 14,7° 8,6° 1,5° -1,6°* -11,6°* 2,4°
2013 -6,0°* -5,0° -6,9°* 2,0° 11,7°* 15,8° 17,1° 16,6° 11,0° 2,3°* -3,1° -4,2°* 4,3°
2014 -12,6° -2,1° -1,0° 2,7° 7,5° 13,4° 22,2° 16,1° 10,9° 1,9°* -4,2°* -5,1° 4,1°
2015 -9,9°* -3,7°* 0,2° 3,1°* 7,3° 11,8° 14,9°* 17,3° 12,1° 3,9°* -1,6° -2,5° 4,4°
2016 -11,4° -5,8° -1,3° 2,6° 11,6°* 13,6° 18,3° 14,1° 11,7° 3,5°* -4,8°* -1,6° 4,2°
2017 -4,0° -5,8° -2,1° 0,2°* 5,2°* 14,3° 16,2° 13,7° 9,1°* 2,1° -4,4° -6,7°* 3,2°
2018 -10,0°* -11,2° -6,0° 3,7° 12,4° 11,6° 22,7° 15,1°* 10,6° 2,9° 1,6° -4,4° 4,1°
2019 -9,9° -6,7° -3,5°* 5,3° 8,3°* 14,3° 17,6°* 15,8°* 9,5°* -1,4°* -7,1°* -3,0°* 3,3°
2020 -3,6° -1,9° 0,9° 17,8° 15,4° 15,8°*
Snitt -8,5° -7,4° -2,7° 2,6° 8,8° 13,9° 17,8° 15,2° 10,5° 2,4° -3,1° -5,1°
Tabellen visar ungefär hur varmt det normalt blir (eller varit) en genomsnittlig dag för respektive månad.
Månadsvärdet beräknas som medelvärdet av alla månadens dagars högsta dygnstemperaturer.
https://www.vackertvader.se/norrbotten-kiruna/klimat-och-temperatur
NORMAL HÖGSTA DYGNSTEMPERATUR
Tabellen visar ungefär hur varmt det normalt blir (eller varit) en genomsnittlig dag för respektive månad. Månadsvärdet beräknas som
medelvärdet av alla månadens dagars högsta dygnstemperaturer.
NORMAL LÄGSTA DYGNSTEMPERATURER
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Snitt
2010 -21,5°* -13,9° -6,2° 0,8° 3,4° 8,4° 5,1° 1,1° -2,7°* -16,4°* -18,0°
2011 -17,7° -21,5° -10,9° -2,7° 1,0° 7,4° 9,9°* 7,1° 4,8° -1,4°* -4,8°* -8,7° -3,1°
2012 -16,1°* -17,6°* -8,2°* -8,3° -0,5° 4,9°* 7,1° 6,3° 0,8° -4,3° -8,9°* -19,2°* -5,3°
2013 -14,7°* -13,9° -17,6°* -7,0° 3,4°* 8,0° 8,5° 6,6° 4,6° -4,5°* -10,5° -12,4°* -4,1°
2014 -19,6° -7,1° -8,4° -5,0° -1,5° 5,3° 12,2° 6,5° 2,0° -2,7°* -10,0°* -12,9° -3,4°
2015 -17,6°* -10,4°* -7,8° -4,1°* 0,1° 4,0° 7,5°* 7,2° 4,5° -2,4°* -7,6° -9,7° -3,0°
2016 -20,6° -13,2° -8,8° -5,5° 2,0°* 4,6° 9,5° 4,7° 4,3° -3,1°* -11,6°* -10,4° -4,0°
2017 -12,3° -13,4° -11,9° -8,6°* -2,3°* 5,3° 7,9° 6,2° 2,4°* -3,1° -10,3° -15,1°* -4,6°
2018 -18,8°* -21,1° -16,6° -5,7° 2,4° 3,9° 10,8° 6,6°* 2,2° -3,9° -4,6° -12,1° -4,7°
2019 -18,4° -14,9° -12,9°* -4,5° -0,2°* 5,6° 8,0°* 7,7°* 1,7°* -7,0°* -13,1°* -9,7°* -4,8°
2020 -10,3° -10,2° -7,1° 7,1° 7,6° 6,6°*
Snitt -16,6° -15,5° -11,6° -5,9° 0,5° 5,4° 8,9° 6,4° 2,8° -3,5° -9,8° -12,8°
Tabellen visar ungefär hur kallt det normalt blir (eller varit) en genomsnittlig natt för respektive månad. Månadsvärdet beräknas som medelvärdet av alla månadens dagars lägsta dygnstemperaturer.
https://www.vackertvader.se/norrbotten-kiruna/klimat-och-temperatur
NORMAL LÄGSTA DYGNSTEMPERATUR
Tabellen visar ungefär hur kallt det normalt blir (eller varit) en genomsnittlig natt för respektive månad. Månadsvärdet beräknas som
medelvärdet av alla månadens dagars lägsta dygnstemperaturer.
MEDELTEMPERATUR
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Snitt
2010 -16,0°* -8,5° -0,9° 5,7° 8,4° 13,2° 10,2° 6,2° 0,5°* -11,3°* -12,9°
2011 -12,4° -16,7° -6,1° 1,7° 5,0° 12,9° 14,2°* 11,0° 8,0° 1,9°* -1,2°* -5,7° 1,1°
2012 -12,1°* -12,7°* -3,8°* -3,0° 3,5° 8,4°* 12,0° 10,7° 5,2° -1,1° -4,9°* -15,0°* -1,1°
2013 -9,8°* -8,9° -11,2°* -1,9° 8,2°* 12,2° 13,2° 12,1° 8,2° -0,8°* -6,4° -7,7°* 0,6°
2014 -15,8° -4,3° -4,2° -0,6° 3,7° 9,7° 17,6° 11,8° 6,7° -0,1°* -7,1°* -8,6° 0,7°
2015 -13,4°* -6,8°* -3,2° -0,1°* 3,9° 8,3° 11,5°* 12,8° 8,5° 0,9°* -4,4° -5,9° 1,0°
2016 -15,8° -9,1° -4,5° -0,9° 7,5°* 9,5° 14,2° 9,9° 8,3° 0,2°* -7,9°* -5,7° 0,5°
2017 -7,9° -8,9° -6,2° -3,4°* 1,9°* 10,3° 12,5° 10,3° 6,0°* -0,2° -7,2° -10,5°* -0,3°
2018 -14,0°* -15,5° -10,4° -0,5° 8,0° 8,2° 17,6° 11,4°* 6,7° -0,4° -1,3° -8,3° 0,1°
2019 -14,0° -10,4° -7,5°* 1,1° 4,5°* 10,5° 13,5°* 12,0°* 5,8°* -4,0°* -9,8°* -6,0°* -0,4°
2020 -7,1° -5,6° -2,3° 13,2° 11,8° 11,6°*
Snitt -12,2° -10,9° -6,5° -1,0° 5,2° 10,2° 13,7° 11,2° 7,0° -0,3° -6,2° -8,6°
Tabellen visar uppmätt medeltemperaturen för respektive månad. Medeltemperaturen beräknas med data från dygnets alla timmar, både dag och natt.
https://www.vackertvader.se/norrbotten-kiruna/klimat-och-temperatur
MEDELTEMPERATUR
Tabellen visar uppmätt medeltemperaturen för respektive månad. Medeltemperaturen beräknas med data från dygnets alla timmar, både dag och
natt.
Experimentella kulisser i exteriöra vyer
Interiöra vyer kulisser
Experimentella kulisser interiöra vyer
Experimentella kulisser interiöra vyer
Efter mycket sökande i en lång rad tester hittade jag tillslut ett element som jag kände kunde växa till ett projekt. I bilden till höger ser vi den första iterationen av vad som blev de vinklade väggelementen i projektet. Som ni vet nu är dessa essentiella både interiört och exteriört. Med detta och med platsens förutsättningar - både lokalt och klimatmässigt - tog projektet form ganska snabbt.
Följande bilder är skissrenderingar från den första fullständiga byggnadsiterationens interiör.
Skissvyer från den första igenkännbara versionen av projektets planlösning
Skissvyer från den första igenkännbar versionen av projektets planlösning
TRITA TRITA-ABE-MBT-20806
www.kth.se
