Moeten we het ontwerp van onze gebouwen herzien?
Velux en Archipelago Architects tonen hoe een doordacht ontwerp de koelbehoefte kan beperken
Hoe kunnen gebouwen ook tijdens steeds warmere zomers comfortabel blijven, zonder automatisch naar extra technische installaties te grijpen? Tijdens een gezamenlijke perspresentatie in Leuven toonden Velux en Archipelago Architects hoe een doordacht gebouwontwerp het verschil kan maken. Hun uitgangspunt is duidelijk. Door daglicht, natuurlijke ventilatie, zonwering en thermische massa vanaf het begin op elkaar af te stemmen, kan de behoefte aan actieve koeling aanzienlijk worden beperkt.
Van techniek naar ontwerp als vertrekpunt
Sinds de jaren 1950 is er volgens Joost Declercq, Director Research & Innovation bij Archipelago Architects, een sterke tendens ontstaan om het binnencomfort vooral via technische installaties te regelen. Ook het normen- en wetgevingskader heeft die evolutie verder versterkt. Het resultaat zijn steeds complexere gebouwen, met hogere investeringskosten, meer materiaalgebruik en een grotere impact tijdens de gebruiksfase.
Meer techniek leidt echter niet automatisch tot meer comfort of tevreden gebruikers. Archipelago pleit daarom voor een andere aanpak, waarbij het ontwerp opnieuw het vertrekpunt vormt. Eerst moet worden onderzocht hoe de behoefte aan technische ondersteuning zo klein mogelijk kan worden gemaakt. Pas daarna wordt bepaald welke installaties nog nodig zijn.
"Waar efficiëntie gaat over dingen goed doen, gaat sufficiëntie over de juiste dingen doen", stelt Declercq. "We moeten niet eerst een probleem creëren om het vervolgens met technologie op te lossen. We moeten de vraag zelf kleiner maken."
Tot 80% minder koelvraag
Die filosofie werd toegepast in het nieuwe kantoor van Archipelago in Leuven. Het gebouw is opgevat als een living lab, waarin architectuur, daglicht, natuurlijke ventilatie, thermische massa, zonwering en slimme datasturing samen een comfortabel binnenklimaat moeten creëren, met beperkte technische ondersteuning.
Bij het ontwerp werden de oriëntatie, gebouwschil, raamopeningen en natuurlijke luchtstromen als één geheel bekeken. Ook de thermische massa van het gebouw speelt een belangrijke rol. Die kan warmte tijdelijk opslaan, waarna de warmte op geschikte momenten via natuurlijke ventilatie wordt afgevoerd.
Volgens simulaties voor het project kan de koelvraag dankzij deze geïntegreerde aanpak met meer dan 80% dalen ten opzichte van een standaardkantoor. Ook bij extreme klimaatscenario's blijft volgens de studie een aanzienlijke vermindering mogelijk.
Het gaat daarbij om berekende prestaties. Het kantoor dient juist als praktijkomgeving om de ontwerpstrategieën dagelijks te ervaren, te monitoren en verder te onderzoeken.
Climate based design
Voor Joël Sels, Senior Daylight Design Engineer bij VELUX, sluit die aanpak aan bij het principe van climate based design. Daarbij wordt een gebouw ontworpen vanuit zijn specifieke oriëntatie, klimaat, gebruik en omgeving.
Een raam of dakraam heeft immers meerdere functies. Het brengt daglicht binnen, kan zonnewarmte toelaten en maakt natuurlijke ventilatie mogelijk. De plaats en oriëntatie van een opening bepalen daarom mee hoe een gebouw zich thermisch gedraagt.
Het gaat volgens Sels niet alleen om hoeveel daglicht een ruimte binnenkomt, maar ook om waar en wanneer dat gebeurt. Een strategische combinatie van raamopeningen, buitenzonwering, thermische massa en nachtventilatie kan helpen om oververhitting te beperken en tegelijk voldoende natuurlijk licht en verse lucht binnen te brengen.
"Dit is climate based design. We moeten eerst begrijpen wat de zon, de oriëntatie, de lucht en de massa van het gebouw ons kunnen geven. Pas daarna bepalen we welke techniek nog nodig is", aldus Sels.
Comfort hoeft niet overal hetzelfde te zijn
Archipelago en VELUX plaatsen ook vraagtekens bij het klassieke idee dat een gebouw voortdurend en overal dezelfde binnentemperatuur moet hebben. Het menselijk lichaam kan zich immers aanpassen aan temperatuurverschillen en niet iedere gebruiker heeft dezelfde comfortbehoeften.
In plaats van overal identieke omstandigheden te creëren, kan een gebouw daarom verschillende comfortzones aanbieden. Die zogenaamde woonbiotopen laten gebruikers toe een plek te kiezen die aansluit bij hun activiteit en persoonlijke voorkeur.
Een comfortabel gebouw heeft niet noodzakelijk meer technieken nodig
Een ruimte hoeft dus niet noodzakelijk op elk moment dezelfde temperatuur of hoeveelheid daglicht te bieden. Door rekening te houden met het gebruik van verschillende ruimtes, kan het binnenklimaat beter worden afgestemd op de werkelijke behoeften.
Dat betekent niet dat technische installaties overbodig worden. Ze krijgen wel een andere rol. In plaats van voortdurend te compenseren wat architecturaal onvoldoende werd opgelost, ondersteunen ze het gebouw waar dat nodig is.
Het Leuvense kantoor als living lab
Het nieuwe kantoor van Archipelago brengt die verschillende principes samen in één gebouw. De ontwerpkeuzes worden er niet alleen theoretisch onderzocht, maar ook in de dagelijkse praktijk ervaren en gemonitord. Zo wil het architectenbureau meer inzicht krijgen in de wisselwerking tussen gebouwontwerp, binnenklimaat en gebruikerscomfort.
Voor VELUX vormt het project tegelijk een voorbeeld van hoe daglicht en natuurlijke ventilatie onderdeel kunnen worden van een bredere klimaatstrategie. Via onder meer de VELUX Daylight Academy deelt het bedrijf die kennis met architecten en bouwprofessionals, met bijzondere aandacht voor de integratie van daglicht en klimaatstrategieën vanaf de ontwerpfase.
Slimme technologie als ondersteuning
Een ontwerp met minder technische installaties betekent volgens beide partners niet dat slimme technologie geen plaats meer heeft. Integendeel, sensoren en automatische sturing kunnen helpen om natuurlijke strategieën op het juiste moment te benutten.
VELUX verwijst daarbij naar VELUX ACTIVE with NETATMO. Dit systeem monitort onder meer de binnentemperatuur, luchtvochtigheid en CO₂-concentratie. Op basis van die gegevens en weersinformatie kunnen gekoppelde VELUX-dakvensters en zonwering automatisch worden aangestuurd.
Zo kan het systeem natuurlijke ventilatie ondersteunen wanneer de omstandigheden gunstig zijn en zonwering activeren om oververhitting te helpen voorkomen. De technologie neemt het ontwerp dus niet over, maar zorgt ervoor dat de gekozen klimaatstrategie op het juiste moment en met de juiste intensiteit wordt toegepast.
De gezamenlijke boodschap van Archipelago en VELUX is dan ook dat een comfortabel gebouw niet noodzakelijk steeds meer technieken nodig heeft. Door al tijdens het ontwerp rekening te houden met de omgeving, zonnewarmte, ventilatie en het gebruik van het gebouw, kan de behoefte aan actieve klimaatregeling aanzienlijk worden beperkt. Niet meer installaties om achteraf problemen op te lossen, maar een beter ontwerp om die problemen zoveel mogelijk te voorkomen.