Lexicon_Energie & Architectuur by Civic Architects

BB ÈÈ TT AA VV EE RR SS II EE

LE ICON

B È T AV E R S I E

ENERGIE & ARCHITECTUUR NIEUWE WOONTYPOLOGIEËN VOOR DE ENERGIETRANSITIE

Deze publicatie toont het resultaat

IABR–ATELIER ROTTERDAM:

ONTWERPEND ONDERZOEK, TEKST EN BEELDEN

van het ontwerpend onderzoek

ENERGIETRANSITIE ALS INCLUSIEF STADSPROJECT

Civic architects: Jan Lebbink, Rick ten Doeschate,

van CIVIC naar nieuwe gebouwty-

Het IABR–Atelier Rotterdam grijpt tot en met 2020 de

Gert Kwekkeboom, Ingrid van der Heijden, Leen Bogerd, Angela Solis

pologieën voor de energietransitie,

energietransitie, waar stad en haven voor staan, aan

uitgevoerd als onderdeel van IABR–

als driver voor een inclusieve stadsontwikkeling én als

Christa de Vaan, energy engineer (ARUP), Andy van den Dobbelsteen (hoogleraar

Atelier Rotterdam en in het kader van

trekker voor andere belangrijke opgaven. Daarmee is

Climate Design & Sustainability), Tim Habraken (associate director sustainability CBRE)

IABR–2018+2020–THE MISSING LINK.

de energietransitie niet alleen een doel maar ook een

GRAFISCH ONTWERP

middel dat bewust kan worden ingezet om te werken

IABR–2018+2020 –

Studio Matters, Floriane Lipsch-Pic

aan een aantrekkelijke toekomst, aan een weerbaar

THE MISSING LINK De

ADVIES ENERGIE & ARCHITECTUUR

LE ICON

Internationale

Architectuur

Biënnale Rotterdam (IABR) zet de biën-

nale-edities van 2018 en 2020 volledig in het teken van de opdracht die in 2015

met de Sustainable Development Goals

(resilient) en inclusief Rotterdam. De energietransitie is

UITGEVERS

natuurlijk een technische uitdaging, maar is tegelijker-

Internationale Architectuur Biennale Rotterdam/Gemeente Rotterdam

tijd ook een ruimtelijke opgave die we moeten integreren

van Parijs (COP21) op de tafel van de

wereldgemeenschap is gelegd.Van 2018 aan één doorlopend programma voor twee biennales met als doel wereldwijd

denk-, initiatief- en ontwerpkracht te mobiliseren voor een diepgaand proces

‘minimal viable product’ dat bedoeld is om feedback te ontlokken waarmee het

werkt immers door in alle facetten van het dagelijks

lexicon verbeterd kan worden. Onjuistheden zijn de verantwoordelijkheid van Civic

leven. Van de manier waarop mensen zich verplaatsen

architects. De betrokken experts zijn geïnterviewd en hebben de inhoud van het

tot energiezuinigere woningen en energie producerende

lexicon nog niet kunnen controleren.

wijken. Er wordt in de periode op verschillende werkli-

LE ICON

tot en met 2020 werkt één curatorteam

Het lexicon Energie & Architectuur is nadrukkelijk een bèta-versie; een zogenaamd

verbruik van en de overgang naar duurzame energie

ENERGIE & ARCHITECTUUR

(SDGs) van de VN en het Klimaatverdrag

STATUSDISCLAIMER

met een maatschappelijke agenda. De reductie in het

jnen en schaalniveaus ontwerpend onderzoek ingezet. Op de schaal van het gebouw wordt gewerkt aan nieuwe gebouwtypologieën voor de energietransitie. Op wijkniveau wordt het concept van “Energiewijken” getest. En

met Test Site M4H+ wordt integrale gebiedsontwikkeling NIEUWE WOONTYPOLOGIEËN naar voren geschoven. ruimtelijke transformaties die het reaVOOR DE ENERGIETRANSITIE OPDRACHTGEVERS IABR–ATELIER ROTTERDAM

ENERGIE & ARCHITECTUUR

van ontwerpend onderzoek naar de

BEELDRECHTDISCLAIMER Illustraties: CIVIC architects Op de foto’s berust beeldrecht. Wij zijn ons dit terdege bewust en hebben met grote zorg gepoogd rechthebbenden te achterhalen. We vragen de rechthebbenden die wij niet hebben kunnen bereiken, zich te melden.

liseren van de SDGs mogelijk moeten helpen maken, metterdaad. Want urgentie en doelen zijn helder, en de

Het IABR–Atelier Rotterdam is een samenwerking van de

IABR, de gemeente Rotterdam (Stadsontwikkeling en Resilient

vraag is niet langer óf we ons moeten

Rotterdam) en Rotterdam Makers District.

aanpassen, maar hóe we dat kunnen

Ateliermeester is Joachim Declerck (lid curatorteam IABR–

doen. Daarover is veel onzekerheid, daar

2018+2020 en partner Architecture Workroom Brussels)

zit The Missing Link.

NIEUWE WOONTYPOLOGIEËN VOOR DE ENERGIETRANSITIE

B È T AV E R S I E

LE ICON ENERGIE & ARCHITECTUUR NIEUWE WOONTYPOLOGIEËN VOOR DE ENERGIETRANSITIE

Deze publicatie toont het resultaat

IABR–ATELIER ROTTERDAM:

ONTWERPEND ONDERZOEK, TEKST EN BEELDEN

van het ontwerpend onderzoek

ENERGIETRANSITIE ALS INCLUSIEF STADSPROJECT

Civic architects: Jan Lebbink, Rick ten Doeschate,

van CIVIC naar nieuwe gebouwty-

Het IABR–Atelier Rotterdam grijpt tot en met 2020 de

Gert Kwekkeboom, Ingrid van der Heijden, Leen Bogerd, Angela Solis

pologieën voor de energietransitie,

energietransitie, waar stad en haven voor staan, aan

uitgevoerd als onderdeel van IABR–

als driver voor een inclusieve stadsontwikkeling én als

Christa de Vaan, energy engineer (ARUP), Andy van den Dobbelsteen (hoogleraar

Atelier Rotterdam en in het kader van

trekker voor andere belangrijke opgaven. Daarmee is

Climate Design & Sustainability), Tim Habraken (associate director sustainability CBRE)

IABR–2018+2020–THE MISSING LINK.

de energietransitie niet alleen een doel maar ook een

Studio Matters, Floriane Lipsch-Pic

aan een aantrekkelijke toekomst, aan een weerbaar

THE MISSING LINK Internationale

GRAFISCH ONTWERP

middel dat bewust kan worden ingezet om te werken

IABR–2018+2020 – De

ADVIES ENERGIE & ARCHITECTUUR

Architectuur

Biënnale Rotterdam (IABR) zet de biënnale-edities van 2018 en 2020 volledig in het teken van de opdracht die in 2015 met de Sustainable Development Goals

(SDGs) van de VN en het Klimaatverdrag van Parijs (COP21) op de tafel van de wereldgemeenschap is gelegd.Van 2018 tot en met 2020 werkt één curatorteam aan één doorlopend programma voor twee biennales met als doel wereldwijd denk-, initiatief- en ontwerpkracht te mobiliseren voor een diepgaand proces van ontwerpend onderzoek naar de ruimtelijke transformaties die het rea-

(resilient) en inclusief Rotterdam. De energietransitie is

UITGEVERS

natuurlijk een technische uitdaging, maar is tegelijker-

Internationale Architectuur Biennale Rotterdam/Gemeente Rotterdam

tijd ook een ruimtelijke opgave die we moeten integreren

Het lexicon Energie & Architectuur is nadrukkelijk een bèta-versie; een zogenaamd

verbruik van en de overgang naar duurzame energie

‘minimal viable product’ dat bedoeld is om feedback te ontlokken waarmee het

werkt immers door in alle facetten van het dagelijks

lexicon verbeterd kan worden. Onjuistheden zijn de verantwoordelijkheid van Civic

leven. Van de manier waarop mensen zich verplaatsen

architects. De betrokken experts zijn geïnterviewd en hebben de inhoud van het

tot energiezuinigere woningen en energie producerende

lexicon nog niet kunnen controleren.

wijken. Er wordt in de periode op verschillende werklijnen en schaalniveaus ontwerpend onderzoek ingezet. Op de schaal van het gebouw wordt gewerkt aan nieuwe gebouwtypologieën voor de energietransitie. Op wijkniveau wordt het concept van “Energiewijken” getest. En met Test Site M4H+ wordt integrale gebiedsontwikkeling naar voren geschoven.

liseren van de SDGs mogelijk moeten

OPDRACHTGEVERS IABR–ATELIER ROTTERDAM

helpen maken, metterdaad. Want

Het IABR–Atelier Rotterdam is samenwerking een samenwerking van de Het IABR–Atelier Rotterdam is een van de IABR, de

urgentie en doelen zijn helder, en de

STATUSDISCLAIMER

met een maatschappelijke agenda. De reductie in het

IABR, de gemeente (Stadsontwikkeling en Resilient gemeente Rotterdam Rotterdam (Stadsontwikkeling en Resilient Rotterdam) en

vraag is niet langer óf we ons moeten

Rotterdam) en Rotterdam het Havenbedrijf Rotterdam. Makers District.

aanpassen, maar hóe we dat kunnen

Ateliermeester is Joachim Declerck (lid curatorteam IABR–

doen. Daarover is veel onzekerheid, daar

2018+2020 en partner Architecture Workroom Brussels)

zit The Missing Link.

Ateliermeester: Joachim Declerck (Architecture Workroom Brussels)

Stuurgroep : George Brugmans (bestuurder-directeur IABR), Emile Klep

(directeur Stedelijke Inrichting gemeente Rotterdam), Arnoud Molenaar (Chief Resilience Officer Rotterdam)

Architect-onderzoekers: Ivo de Jeu (IABR), Maxime Peeters (Architecture Workroom Brussels) Projectleiding: Marieke Francke (hoofd onderzoek en ontwikkeling IABR), Melany van Twuijver (programma manager gemeente Rotterdam)

B È T AV E R S I E

LE ICON ENERGIE & ARCHITECTUUR NIEUWE WOONTYPOLOGIEËN VOOR DE ENERGIETRANSITIE

ONTWERPEN AAN EEN ARCHITECTUUR-

verbruikt in de gebouwde omgeving. Om een zuinigere en efficiëntere energiehuishouding

van de potentiele energie omgezet in bruikbare energie (bijv. beweging of warmte) en een deel in niet-bruikbare energie

DISCOURS VOOR DE ENERGIETRANSITIE

mogelijk te maken moet dit drastisch beter. Daarnaast zal alle nieuwbouw in Europa vanaf 2020 minstens energieneutraal moeten zijn. Een belangrijke hefboom voor de energiewende bevindt zich dus in wijze waarop we wonen.

(wrijving, omgevingswarmte). In dat proces neemt de ‘exergie’ dus af en stijgt de ‘entropie’ – de hoeveelheid energie die niet beschikbaar is om werk mee uit te voeren. Dat is de tweede wet van de thermodynamica. Energie met een hogere temperatuur, kan bijvoorbeeld meer ‘werk verzetten’ dan dezelfde hoeveelheid energie met een lagere temperatuur. Elektrische energie kan volledig in warmte worden omgezet. Het omgekeerde vereist de toevoer van energie. Elektriciteit heeft dus een hogere exergie dan warmte. Veranderingen in het elektriciteitsgebruik, hebben daarom een relatief grotere impact.

SCOPE De woning speelt een cruciale rol in het verwezenlijken van de energietransitie. 22% van alle energie in Nederland wordt

De energietransitie van vandaag betekent een volgende stap. Het aandeel elektriciteit voor verlichting, huishoudelijke apparaten, koeling en ventilatie in het totale energieverbruik van woningen neemt snel toe. De afgelopen decennia is veel geïnvesteerd in betere isolatie. Het gasverbruik is tussen 1995 en 2015 35% gedaald. Ondertussen is het elektriciteitsverbruik stabiel gebleven. Apparaten zijn efficiënter geworden, maar dit wordt gecompenseerd door het groeiende gebruik ervan. Ook de toename van het aantal airco’s en de opkomst van mechanische ventilatie doen het elektriciteitsverbruik stijgen. EXERGIE

6000 7000

ENERGIE VRAAG (MJ/JAAR)

Bij iedere ontwikkeling in de energievoorziening trad er een sterke ruimtelijke verandering op in de typologie van het woongebouw. Lang was het de omgang met warmte die de organisatie van de woning stuurde; bijvoorbeeld bij de boerderij met het woonhuis dat gekoppeld was aan de stal en het huis dat georganiseerd werd rondom de open haard. Totdat de centrale verwarming de woning leek te bevrijden – met een explosie van energiegebruik tot gevolg.

Energie vraag (MJ/jaar)

VERANDERENDE ENERGIEHUISHOUDING EN TYPOLOGIE

Dat is goed te zien in GRAFIEK 01. Hier wordt een slecht geïsoleerde vooroorlogse woning vergeleken met een goed geïsoleerd hedendaags huis. Zoals verwacht is het energieverbruik van de tweede woning veel lager (45%) omdat er warmte wordt bespaard. De totale hoeveelheid gevraagde exergie is echter nauwelijks lager (slechts 10%), omdat warmte een lage intrinsieke energiekwaliteit heeft en elektriciteit voor verlichting en apparaten een relatief groot deel vormt van de exergie van een huis. Voor de lange termijn energie-efficiëntie van woningen, is het daarom belangrijk te werken aan het terugschroeven van het elektriciteitsverbruik.

5000 5000

4000 4000

3000 3000

2000 2000

1000 1000

vooroorlogse VOOROORLOGSE woning WONING

hedendaagse HEDENDAAGSE woning WONING

vooroorlogse VOOROORLOGSE woning WONING

hedendaagse HEDENDAAGSE woning WONING

1400 1400

EXERGIE VRAAG (MJ/JAAR)

De afgelopen jaren is er door stedenbouwkundigen en landschapsarchitecten structureel kennis opgebouwd over energie en ruimte. We weten op groot schaalniveau steeds beter wat de opgave is, welke strategieën er zijn en wat de ruimtelijke impact is. Tegelijkertijd is de belangstelling voor het ooghoogteperspectief beperkt. Te veel architecten laten de energietransitie over aan ingenieurs en bouwfysici; alsof architectuur en energie tegenstellingen zijn. Daarmee laat de architectonische discipline een kans én een verantwoordelijkheid liggen. Het is hoog tijd voor structurele kennisuitwisseling over een architectonische aanpak op ooghoogte. Het ‘Lexicon Energie & Architectuur’ laat zien dat energietransitie geen last is, maar een geweldige ontwerpaanleiding.

Het lexicon focust daarom op het energieverbruik van woongebouwen binnen een Nederlands klimaat. Energie-besparing, uitwisseling en (passieve en actieve) opwekking komen allemaal aan de orde. Opwekking en koppeling op grotere schaal, de kringloop van materialen en ‘embedded energy’ zijn ook cruciale schakels in de energieketen – maar vormen onderwerp van vervolgonderzoek.

Exergie vraag (MJ/jaar)

De verduurzaming van de Nederlandse woningbouw is noodzakelijk – en volop gaande. Energie-eisen worden periodiek aangescherpt en veel woningen presteren steeds beter. Dit is echter vooral een technische vooruitgang; er vindt weinig ontwikkeling plaats in het denken over de architectuur van energie-efficiënte woningen. Veel gebouwen worden vandaag ontworpen zonder notie van klimaat- en energieprincipes. Om vervolgens ‘duurzaam’ gemaakt te worden met een opeenstapeling van technische ingrepen, die losstaat van de logica van het wonen.

1200 1200 1000 1000 800 800 600 600 400 400 200 200

Het aandeel elektriciteit is van groot belang, zeker als we begrip ‘exergie’ in beschouwing nemen. Exergie gaat over de kwaliteit van energie: de hoeveelheid arbeid die theoretisch verricht kan worden uit een ‘energiemedium’. De eerste wet van de thermodynamica stelt dat energie altijd behouden blijft. Energie op zich gaat inderdaad nooit verloren, maar verandert wel van kwaliteit. Bij de verbranding van een brandstof bijvoorbeeld, wordt een deel

GRAFIEK 01

APPARATEN

KOELING

VERLICHTING

VERWARMING

NOTEN (1) https://www.milieucentraal.nl/energie-besparen/snel-besparen/grip-op-je-energierekening/gemiddeld-energieverbruik, gecheckt op 10 mei 2018

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

INLEIDING

DE NIEUWE STAPPENSTRATEGIE

Naast energiebesparing, gaat het dus ook om uitwisselen en opwekking. Zowel passief

EN DE BALANS TUSSEN ENERGIE, ARCHITECTUUR EN BINNENKLIMAAT

– zonder omzettingstechnieken – als actief: met omzettingstechnieken. Voor warmte, maar zeker ook voor elektriciteit. Niet door technische oplossingen te stapelen maar met een slim ‘bioklimatisch’ ontwerp. Traditioneel beschermt het huis de bewoner tegen klimatologische invloeden, met slim bioklimatisch ontwerp wordt het klimaat juist gebruikt om energie-efficiënte, comfortabele gebouwen te maken met architectonische kwaliteit. Denk aan de oriëntatie van het gebouw, optimale daglichttoetreding (minder kunstlicht), integratie van PV in de gebouwvorm en het mogelijk maken van natuurlijke ventilatie.

In de zoektocht naar energie-efficiënte woningen zijn de afgelopen decennia verschillende strategieën bedacht. In Nederland is vanaf de jaren 90 gewerkt met de TRIAS energetica. Deze aanpak is door Andy van den Dobbelsteen e.a. verder uitgewerkt tot ‘De Nieuwe Stappenstrategie’: Stap 1: reduceer de energievraag Stap 2: hergebruik reststromen Stap 3a: los de resterende energievraag duurzaam op Stap 3b: afval=voedsel Vooral stap 1 heeft een enorme vlucht genomen. Geïnspireerd op het ‘Passivhaus’ - afkomstig uit het Duitse taalgebied - zijn huizen massaal geïsoleerd. Daarbij zijn wel nieuwe problemen ontstaan. Om de isolatiemaatregelen te ondersteunen wordt vaak balansventilatie toegepast: lucht wordt rondgepompt, warmte uit de vieze lucht wordt teruggewonnen met een unit voor WarmteTerugWinning (WTW). Bij verkeerde afstelling van het systeem – iets dat veelvuldig voorkomt – heeft dit echter negatieve gevolgen voor de luchtkwaliteit: een nieuwe generatie ‘sick building syndrome’ dreigt. In de praktijk zetten bewoners dus vaak gewoon het raam open, waardoor de energiewinst verloren gaat. Het Lexicon Energie & Architectuur neemt de volle breedte van de Nieuwe Stappenstrategie als uitgangspunt en stelt de goede balans tussen energie, architectuur en een goed binnenklimaat als voorwaarde.

Natuurlijk staat de architect er niet alleen voor. Duurzaamheidsadviesbureaus, energie-ingenieurs en klimaatontwerpers zijn essentiële spelers in het ontwerp van het duurzame woongebouw. Maar waar de meeste architecten intuïtief weten of een constructief overstek haalbaar is of niet, daar is de basisvaardigheid energie-efficiënt architectonisch ontwerpen nog lang geen gemeengoed. LEXICON De kennis om energiezuinige, comfortabele woningen te ontwerpen is er al, maar is gefragmenteerd onder verschillende experts. Het ‘Lexicon Energie & Architectuur’ ontsluit deze bestaande kennis. Het bouwt voort op het pionierswerk van architecten en onderzoekers als Jon Kristinsson, Paul de Ruiter, Andy van den Dobbelsteen, Manfred Hegger en Brian Cody. Het lexicon geeft een overzicht van bouwstenen die samen zorgen voor hogere energieprestaties, een comfortabel binnenklimaat en betere architectuur. Het lexicon verkent de energietransitie vanuit de context en hoofdvorm van het gebouw, de configuratie van het programma en de configuratie van de plattegrond, het interieur en de gebouwschil. Het lexicon is gemaakt in het kader van de Internationale Architectuur Biënnale Rotterdam, 2018+2020–THE MISSING LINK binnen het IABR–Atelier Rotterdam. Deze voorliggende bètaversie vormt een eerste aanzet. Het is geen hermetisch product, maar een uitnodiging aan architecten en andere betrokken om samen kennis op te bouwen.

NOTEN (2) Analysis of the exergy-consumption of four types of buildings, Laure Itard dr. (3) REAP, Rotterdam Energie Aanpak en -Planning – op naar CO2-neutrale stedenbouw, Andy van den Dobbelsteen & Nico Tillie e.a.

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

INLEIDING

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

INHOUDSOPGAVE

CONTEXT

01 > ZONNESTANDEN

02 > SCHADUWWERKING 03 > WINDKLIMAAT

04 > GELUIDSBELASTING

05 > ENERGIELANDSCHAP

HOOFDVORM

06 > COMPACTE BOUWVORM 07 > GEBOUWORIËNTATIE 08 > WINDHINDER

CONFIGURATIE

09 > KOPPELEN VAN FUNCTIES 10 > VENTILATIEZONES

11 > TEMPERATUURZONES 12 > DAGLICHTZONES

SCHIL

14 > ISOLEREN

15 > ISOLERENDE PANELEN

16 > OPEN-DICHT VERHOUDING 17 > SCHEIDING VAN SCHILLEN 18 > ATRIUM

19 > TWEEDE HUID FAÇADE 20 > WINTERTUIN

21 > ZONNESCHOORSTEEN 22 > GEVELUITKRAGING

23 > BUITENZONWERING 24 > RAAMVORM

25 > DAGLICHTDOORVOER 26 > PV

27 > ZONNEBOILER

BINNENKLIMAAT 28 > KRUISVENTILATIE

29 > SCHOORSTEENEFFECT

30 > VENTILEREN VIA MASSA 31 > BALANSVENTILATIE

32 > MECHANISCHE VENTILATIE 33 > BREATHING WINDOW 34 > WARMTEPOMP

35 > SEIZOENSOPSLAG 36 > BODEMWARMTE

37 > MASSA ALS BUFFER

38 > VLAKVERWARMING 39 > INPANDIG GROEN

40 > PHASE CHANGE MATERIALS

41 > VOCHT REGULEREND MATERIAAL

ADD-ONS

42 > PARABOLISCHE ZONNEBOILERS 43 > WINDENERGIE 44 > DAKKAS

45 > VENTURIDAK

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

13 > BUFFERZONES

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

LEESWIJZER

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT

ADD-ONS ADD ON

TITEL PRINCIPE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

01 ZONNE STANDEN

CONTEXT

WERKINGSPRINCIPE De zon is de grootste energie De zon is de grootste energiebron die het leven op aarde mogelijk maakt. De stand van de zon is overal op aarde verschillend. Op het zuidelijk halfrond draait de zon bijvoorbeeld over het noorden. Het figuur

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

SAMENVATTENDE AFBEELDING

TEKSTUELE UITLEG

rechts geldt dus alleen voor Nederland. Vanwege de verdeling in tijdzones staat de zon in Nederland niet om 12:00 uur op zijn hoogst, maar om 12:40. In de zomertijd is de hoogste zonnestand dus pas om 13:40! Ook staat de zon in Nederland vrij lang laag in het oosten en westen. Hierdoor dringt de zon diep de gebouwen in en veroorzaakt significante opwarming via deze gevels. bron die het leven op

AANDACHTSPUNTEN

SAMENHANG

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

aarde mogelijk maakt.

Rekening houden met de

De stand van de zon is overal op aarde

zonnestanden ligt aan de basis voor

verschillend. Op het zuidelijk halfrond draait de

een van de belangrijkste principes

zon bijvoorbeeld over het noorden. Het figuur

GEBOUWORIËNTATIE 07

De stand van de zon per jaargetijde is van belang voor passieve maatregelen GEVELUITKRAGING 22 BUITENZONWERING 23 ZONNESCHOORSTEEN 21

Met de exacte zonnestanden is het mogelijk actieve

CATEGORISERING

rechts geldt dus alleen voor Nederland. Vanwege de verdeling in tijdzones staat de zon in Nederland niet om 12:00 uur op zijn hoogst, maar om 12:40. In de zomertijd is de hoogste zonnestand dus pas om 13:40! Het enige wat overal op aarde gelijk is, is dat de zon in het oosten opkomt en in het westen ondergaat

opwekking te optimaliseren PV 26 ZONNEBOILER 27 PARABOLISCHE ZONNEBOILERS 42

ONDERSTEUNENDE FIGUREN

CONTEXT

GEBOUW DEEL MASSA

VOLUME

SCHIL

GEBOUW

VERDIEPING

WONING

ARCTISCH

GEMATIGD

SUBTROPISCH

JAAR

ZOMER

WINTER

INSTALLATIES

GEBOUW SCHAAL

KLIMAATZONE

SEIZOEN

BINNENKLIMAAT LUCHT TEMPERATUUR VOCHTIGHEID

VENTILATIE

TROPISCH

CONTEXT

Een goede balans tussen energie-efficiëntie, architectuur en binnenklimaat begint met het begrijpen en gebruiken van de klimatologische, stedenbouwfysische en energetische omstandigheden. In plaats van te vechten tegen de elementen, kan het klimaat worden ingezet om betere architectuur te maken. Iedereen begrijpt dat een woning in NoordScandinavië er anders uit ziet dan een huis in de jungle, maar los van het feit dat veel architectuur steeds locatie-onafhankelijker lijkt te worden, hebben ook lokale verschillen een sterke invloed: Aan de kust is er meer wind dan in het binnenland, in de stad is het warmer dan daar buiten, plekken die de hele dag in de schaduw staan stellen andere eisen dan gebouwen die vol in de zon liggen. Ook de beschikbaarheid van energiebronnen en -netwerken is van belang: zijn er restwarmtestromen aanwezig, waar kan het beste warmte en koude worden opgeslagen, liggen er mogelijkheden voor geothermie? De randvoorwaarden die voortkomen uit een goede analyse, helpen samen met een klassieke stedenbouwkundige analyse bij het slimme klimatologische ontwerp van het woongebouw

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

CONTEXT

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

01 ZONNESTANDEN

CONTEXT

WERKINGSPRINCIPE De zon vormt de bron van 99,9% van alle energie op aarde. Warmte en licht vormen de primaire bronnen maar ook windenergie, waterkracht en biomassa worden veroorzaakt door de zon. De stand van de zon is overal op aarde verschillend. De bijgaande figuur rechts geldt dus alleen voor Nederland. Vanwege de verdeling in tijdzones staat de zon in Nederland niet om 12:00 uur op zijn hoogste punt, maar om 12:40. In de zomertijd is de hoogste zonnestand pas om 13:40. De zon staat in Nederland vrij lang laag in het oosten en westen. Hierdoor dringt de zon diep de gebouwen in en veroorzaakt significante opwarming via deze gevels

AANDACHTSPUNTEN Rekening houden met de zonnestanden ligt aan de basis voor GEBOUWORIËNTATIE 07

De stand van de zon per jaargetijde is van belang voor passieve maatregelen GEVELUITKRAGING 22

BUITENZONWERING 23

340 3 3

is het mogelijk actieve

30 40

20 30

29 0

50 6

60 19.

ZONNEBOILER 27

u th

20.00 uur MEMT

PV 26

a z im

opwekking te optimaliseren

28 0

70 80

18.

17.

16. 10.

21 jun

15. 14.

62 graden

13.

11.

12.

10 0

26 0

270

ZONNEBOILERS 42

250

110

12 0

0 23

21 mrt/sep 37 graden

13 0

0 14

21 dec

0 15

21 0

15 graden

16 0

170

180

19 0

20 0

PARABOLISCHE

zo ns

31 0

Met de exacte zonnestanden

zonshoogte h

ZONNESCHOORSTEEN 21

35 0

CONTEXT

een van de belangrijkste principes

WERKINGSPRINCIPE De omgeving werpt schaduw op een gebouw en vice versa. Deze beschaduwing is van invloed op de energieprestaties en de kwaliteit van het binnenklimaat van beide. Schaduwwerking vergroot – vanzelfsprekend – het energiegebruik voor kunstlicht en verkleint de kansen voor passieve opwarming en PV. Schaduwwerking heeft een positief effect op de benodigde energie voor koeling. Het is van belang te onderzoeken waar en wanneer het gebouw en de omgeving schaduw werpen op elkaar gedurende de dag en in de verschillende seizoenen en de zonering van de verschillende functies van het gebouw daarop aan te passen.

AANDACHTSPUNTEN De mate van beschaduwing van het gebouwvolume kan effect hebben op de hoeveelheid daglicht

CONTEXT

Zie DAGLICHTZONES 12 DAGLICHTDOORVOER 25

Check de schaduw die op het gebouw volume valt voor optimale locatie van actieve opwekkingsmethoden met zonne energie Zie PV

ZONNEBOILER 27 PARABOLISCHE ZONNEBOILERS 42

Het beeld rechtsonder toont de verschillende zonnestanden op verschillende momenten van de dag in de zomer én winter. Zo is snel te zien waar de meeste schaduw en het meeste licht valt

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

02 SCHADUWWERKING

CONTEXT

WERKINGSPRINCIPE Nederland heeft een vrij intens windklimaat omdat het aan de kust ligt. Het waait vrijwel altijd. Matige tot krachtige wind (windkracht 3 tot 6) komt veel voor in Nederland. De gemiddelde windrichting is ongeveer zuidwest. Een gebouw vormt altijd een obstakel voor de wind. Dit betekent dat dezelfde hoeveelheid wind door een smallere doorgang moet. Dit zorgt voor versnellingen en wervelingen langs het gebouw, met name rond de plint. Hoe hoger en groter het oppervlak dat werkt als windstopper, hoe groter het potentiële ongemak op maaiveldniveau. Het is belangrijk hier rekening mee te houden in het ontwerp. Ook in relatie tot het energiegebruik – windenergie

AANDACHTSPUNTEN Het windklimaat en de directe context bepalen de mate van WINDHINDER 08

Het is verstandig de oriëntatie

en ventilatie - van het gebouw zelf speelt wind een rol. Afhankelijk van het ventilatieconcept is het van belang de gevelopening in de wind of juist in de luwte te leggen en gebruik te maken van drukverschillen door wind, of deze juist te minimaliseren met het gebouw

van te openen geveldelen voor KRUISVENTILATIE 28 te vergelijken

met het windklimaat 1000

Houd rekening met het windklimaat

van wind voor opwekking van

750

WINDENERGIE 43 of ventilatie d.m.v. VENTURIDAK 45

uur per jaar

voor het actief gebruik maken

CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

03 WINDKLIMAAT

CONTEXT

500

250

ZWAK 12 km/h

MATIG 28 km/h

HARD 49 km/h

WERKINGSPRINCIPE In Nederland zijn er geluidszones gedefinieerd met grenswaarden voor geluidsoverlast. Afhankelijk van het type omgevingsgeluid is dit tussen de 48 en 55 dB. Wanneer er gebouwd wordt binnen een geluidszone, dan moet er worden aangetoond dat deze waarden niet worden overschreden. Hiervoor dienen maatregelen te worden genomen om met de geluidsbelasting om te gaan. Deze maatregelen hebben een bepalende invloed op de energetische mogelijkheden van het gebouw. Vooral met betrekking tot natuurlijke ventilatie en te openen ramen

AANDACHTSPUNTEN De hoeveelheid geluidsbelasting kan een beperkende factor zijn voor KRUISVENTILATIE 28

Naast de mogelijkheden voor ventilatie

CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

04 GELUIDSBELASTING

CONTEXT

zorgt een BUFFERZONE 13 voor een betere isolatie tegen geluid Zie ISOLERENDE PANELEN 15 SCHEIDING VAN SCHILLEN 17 ATRIUM 18 TWEEDE HUID FAÇADE 19 WINTERTUIN 20

VOORBEELD VAN EEN GELUIDSCONTOUR EN DE VERVORMING HIERVAN DOOR BEBOUWING 55-59 dB

70-74 dB

60-64 dB

75 dB

65-69 dB

CONTEXT

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

05 ENERGIELANDSCHAP

CONTEXT

WERKINGSPRINCIPE Een gebouw heeft een energiecontext. Het lokale klimaat, de ondergrond en de aanwezige netwerken

bepalen

welke

duurzame

toepassingen wel en welke niet geschikt zijn. De bodem kan mogelijkheden bieden tot geothermie of Warmte Koude Opslag (WKO). Ook de directe omgeving – water bijvoorbeeld - kan gebruikt worden om warmte mee uit te wisselen. Naast het elektriciteitsnet zijn er op veel plekken in Nederland warmtenetten of andere collectieve voorzieningen beschikbaar. Functies met een energiepatroon dat afwijkt van woningen – denk aan kassen, zwembaden en kantoren die allemaal meer warmte produceren dan gebruiken – kunnen kansen bieden voor energieuitwisseling.

AANDACHTSPUNTEN Het in kaart brengen van het

De energetische context moet de keuze voor de energiestrategie van het gebouw beïnvloeden

energielandschap heeft direct invloed op de mogelijkheid voor SEIZOENSOPSLAG 35 BODEMWARMTE 36

GEOTHERMIE

SEIZOENSOPSLAG

WINDENERGIE

ZONNEENERGIE

RESTWARMTE

CONTEXT

JURI TROY ARCHITECTS

THE SUNLIGHT HOUSE (2010, PRESSBAUM) De bouworm van deze woning is duidelijk gericht op het maximaal uitnutten van de beschikbare zon instraling. Hiervoor is er een variant op het standaard zadeldak ontworpen vol met PV cellen voor energie opwekking en dak ramen voor daglicht toetreding

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

CONTEXT

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT

HOOFDVORM

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

HOOFDVORM

Traditioneel gezien is een compacte gebouwvorm de heilige graal van het duurzame ontwerp: het is een effectieve manier om het energieverlies voor verwarming te beperken omdat er relatief weinig ‘schil’ gemaakt wordt. De schil – de gevel, het dak en de begane grondvloer – is de plek waar warmtetransmissie- of infiltratieverliezen plaats vinden. Een compacte bouwvorm is bovendien een kosten- en materiaalefficiënte maatregel omdat een gevel relatief veel kost. In extreme klimaatzones is een compacte bouwvorm nog steeds een vereiste. Isolatiematerialen en glassoorten met hoge Rc-waarde hebben echter een grote vlucht genomen, waardoor in het gematigde klimaat van Nederland warmteverlies steeds beter onder controle is. Mede daardoor is het belang van de besparing en duurzame opwekking van elektriciteit toegenomen. Dat betekent bijvoorbeeld dat een noord-zuid oriëntatie - in verband met de opbrengst van pv – en ondiepe plattegronden - die minder kunstlicht vereisen – belangrijk worden. Maar ook de oriëntatie ten opzichte van dominante windrichting een grotere rol gaat spelen in verband met natuurlijke ventilatie. Zeker bij torens boven de 70 meter is dit een aandachtspunt

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

De volgende stap in het ontwerp van het energie-efficiënte woongebouw is het bepalen van de hoofdvorm van het gebouw in relatie tot de omgeving. In bestaand stedelijk weefsel, en zeker bij transformaties, is de vrijheid vaak beperkt. Toch kunnen er met kleine aanpassingen flinke resultaten behaald worden.

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

06 COMPACTE BOUWVORM

HOOFDVORM

WERKINGSPRINCIPE De mate van compactheid van de bouwvorm is de ratio tussen de oppervlakte van de schil versus het totale volume. Deze ‘A/V-verhouding’ wordt berekend door het totale oppervlakte te delen door het volume. Een gebouw met een kleine A/V verhouding gebruikt minder energie voor verwarming omdat het relatief minder gevel heeft. In principe is A/Vverhouding bij een bol optimaal. Een dergelijke vorm kent echter veel andere nadelen. De schaal van het gebouw doet er toe: een grote bol is energiezuiniger dan een kleine bol: het volume groeit immers tot de derde macht (hoogte x breedte x lengte) en de oppervlakte van alle 6 gevelvlakken tot de tweede macht.

AANDACHTSPUNTEN Dit principe conflicteert met het volgende principe

Met de groei van het belang van zonne-energie en daglichttoetreding is het belang van de A/Vverhouding minder groot geworden

GEBOUWORIËNTATIE 07

Om verder gebruik te maken van de compactheid van de bouwvorm

HOOFDVORM

ENERGIEVRAAG

zie TEMPERATUURZONES 11

50%

COMPACTHEID

1 4

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

07 GEBOUWORIËNTATIE

HOOFDVORM

WERKINGSPRINCIPE In Nederland heeft de gebouworiëntatie grote implicaties voor de energetische prestaties. Energetisch geredeneerd, geniet een noordzuid oriëntatie met een groot gevelvlak op het zuiden de voorkeur. Op deze manier wordt er veel warmte geoogst met een hoog rendement; de zonne-instraling kan direct worden gebruikt als warmte in de winter. Overtollige instraling in de zomer kan eenvoudig worden voorkomen met een overstek of zonwering. De oriëntatie heeft ook grote invloed op de effectiviteit van PV en zonnecollectoren. In de figuur is te zien wat het effect van de oriëndaalt de energievraag exponentieel bij draaiing

AANDACHTSPUNTEN Balans vinden met compacte BOUWVORM 06

Plaatsing van programma ten

van het bouwvolume naar het zuiden. Dit principe wordt nog belangrijker bij hogere gebouwen omdat hier vanwege het beperkte dakvlak de

ENERGIEVRAAG

tatie is op de totale energievraag. Zoals te zien

50%

90% 75%

67%

45%

ORIËNTATIE

gevel gebruikt moet worden om energie op te wekken

opzichte van de zon. Zie TEMPERATUURZONES 11 DAGLICHTZONES 12

verhouding 3.6x1 0 graden Lzuid = 3.6

MEEST OPTIMALE BEZONNING 0 GRADEN = 100%

belangrijk te vergelijken met zonnestanden en zon intensiteit zie ZONNESTANDEN 01 PV 26

HOOFDVORM

92 % VAN EFFECTIVITEIT BIJ MIN 45 GRADEN AFWIJKING

75% VAN EFFECTIVITEIT BIJ MIN 22.5 GRADEN AFWIJKING

ver

in g

3 .6

45 graden Lzuid = 3.3

oud

ing

3 .6x

67 graden Lzuid = 2.3

verh

PARABOLISCHE ZONNEBOILER 42

50% VAN EFFECTIVITEIT BIJ MIN 15 GRADEN AFWIJKING

75 graden Lzuid = 1.8

verhouding 3.6x1

ZONNEBOILER 27

d ou

90 graden Lzuid = 1

MINST OPTIMALE BEZONNING 90 GRADEN = 28%

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BĂ&#x2C6;TAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

08 WINDHINDER

HOOFDVORM

WERKINGSPRINCIPE De wind veroorzaakt luchtdrukverschillen rondom een gebouw. Het verminderen van windhinder gaat over de combinatie van het nadenken over het oppervlak dat de wind blokkeert en het zoeken naar een aerodynamische vorm die leidt tot minder â&#x20AC;&#x201C; of juist meer - windversnellingen. Drukverschillen hebben een effect op de ventilatiemogelijkheden van een gebouw. Bij te grote verschillen kunnen ramen niet meer open of ontstaan rukwinden in het interieur. Daarnaast moet er rekening gehouden worden met windval. Wanneer de wind een object raakt, gaat zij evenredig in alle richtingen om het object heen.

Omdat de wind onder het gebouw niet weg kan, ontstaan daar extra wervelingen. Dit effect kan

AANDACHTSPUNTEN De aanpassingen op de bouwvorm

HOOFDVORM

zijn afhankelijk van het WINDKLIMAAT 03

worden verminderd door een setback of grillige

gebouwvorm.

Vaak is het van belang de winddruk rondom het gebouw zoveel mogelijk te egaliseren, in

sommige gevallen kan het interessant zijn de verschillen te vergroten en een volledig luwe zijde

te maken. Met name bij hogere gebouwen is wind een belangrijk aandachtspunt, en vanaf 70 meter een van de meeste bepalende. In het algemeen is

dit een ingewikkelde wetenschap waarbij advies

+/-

van experts noodzakelijk is -

+ -

HOOFDVORM

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ZECC ARCHITECTEN

DUURZAAM MONUMENT (2010, DRIEBERGEN) De integratie van energie-efficiÃ«nte principes in bestaande gebouwen heeft vaak een onwenselijk effect op de architectuur. Zecc architecten heeft de na-isolatie van een bestaande gevel juist als uitgangspunt genomen en de architectuur verrijkt

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

HOOFDVORM

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT

CONFIGURATIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

CONFIGURATIE

Bouwfysische maatregelen als isolatie, verwarming en ventilatiesystemen worden vaak ingezet om deze verschillen op te heffen. Middels een slimme configuratie van de functies en ruimtes van een gebouw, kunnen de verschillen echter ook worden benut. De diverse functies in een (woon)gebouw stellen immers andere eisen: Opstaan doe je het liefst met ochtendzon, eten met avondzon. In gang- en trapruimtes mag het koeler zijn dan in de woonkamer omdat het lichaam bij inspanning zelf warmte genereert. Dezelfde logica gaat op voor bijvoorbeeld ventilatie: de lucht in een keuken moet veel vaker worden ververst dan in een woonkamer en in een badkamer mag het vochtiger zijn dan in een slaapkamer. Door de ruimtes te zoneren op basis van hun klimatologische randvoorwaarden kan veel energie bespaard worden. Het levert bovendien interessante, specifieke typologieĂŤn op. Denk aan wonen op het ritme van de zon. Of de plaatsing van de plekken die warmer moeten worden op de warme plekken in het gebouw en het gebruik van ruimtes die niet geklimatiseerd hoeven te worden als buffer tussen binnen en buiten. Ook de uitwisseling van gebruikspatronen zijn interessant, zeker wanneer er naast wonen nog andere functies in een gebouw zitten: de warmte die door de vele computers in een kantoorruimte wordt gegenereerd kan bijvoorbeeld worden gebruikt als verwarming van een woning. Zeker grotere collectieve woongebouwen zijn op dit vlak kansrijk

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BĂ&#x2C6;TAVERSIE

Elke zone in een gebouw kent andere klimatologische omstandigheden. De temperatuur, de luchtvochtigheid, het zuurstofgehalte en de hoeveelheid licht verschillen op elke plek onder invloed van de zon, de wind, regen en de relatie met andere gebouwen.

WERKINGSPRINCIPE Een slimme koppeling van functies zorgt voor balans in het energieverbruik. Winkels en datacentrales, maar ook sportschool en kantoren hebben het grootste deel van het jaar een koudevraag. Woningen hebben juist een warmtevraag. Door de overtollige energie van de ene functie aan de ander koppelen wordt het totale verbruik lager. Een WKO kan seizoenverschillen uitbalanceren. Het mixen van functies wordt zo van extra argumenten voorzien. Voor elektriciteit gaat dezelfde logica op. De elektriciteitspiek in opwekking en gebruik kan over verschillende functies worden gespreid zodat er geen opslagverlies ontstaat: een kantoor gebruikt bijvoorbeeld vooral overdag elektriciteit,

AANDACHTSPUNTEN Wanneer directe koppeling niet mogelijk is kan rest energie opgeslagen Zie SEIZOENSOPSLAG 35

een woning vooral ’s ochtends en ’s avonds. Bij grotere gebouwen met meerdere functies werkt dit goed op gebouwniveau. Voor kleinere gebouwen zal de uitwisseling vooral op gebiedsschaal moeten worden opgepakt

Goede configuratie van functies

CONFIGURATIE

op schaduw en zon kan de warmte en koelte vraag helpen in energiebalans Zie TEMPERATUURZONES 11

WINKELS 18°C

WONINGEN 20°C

SPORTSCHOOL 16°C

DAKKAS 16-26°C

KANTOREN 22°C

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

09 KOPPELEN VAN FUNCTIES

CONFIGURATIE

WERKINGSPRINCIPE Functies hebben verschillende behoeften aan luchtverversing. Daarom moet er worden nagedacht over de configuratie van de plattegronden in relatie tot het ventilatiedebiet. De lucht in het toilet, de badkamer en keuken moet bijvoorbeeld vaker worden ververst dan in de woon- en slaapkamer. Zo kan het slim zijn om de functies met een hoog vereist ventilatiedebiet in de kern van de woning te concentreren en te voorzien van een mechanisch ventilatiesysteem, terwijl de woon- en slaapfuncties aan de gevel liggen en natuurlijk worden geventileerd

AANDACHTSPUNTEN De methodenv an ventileren worden veelal besproken in hoofdstuk Binnenklimaat Zie ATRIUM 18 TWEEDE HUID FAÇADE 19 KRUISVENTILATIE 28 BALANSVENTILATIE 31 MECHANISCHE VENTILATIE 32 BREATHING WINDOW 33

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

10 VENTILATIEZONES

CONFIGURATIE

WERKINGSPRINCIPE Dit principe berust op het zoneren op basis van warmteprofiel en gebruik. Het uien principe gaat uit van een warme kern met daarbuiten zones die minder verwarmd hoeven te zijn. In het voorbeeld van een woning ligt de badkamer centraal, hieromheen de veel gebruikte ruimten zoals woonkamer en keuken, met aan de randen de slaapkamers. Verticaal en horizontaal zoneren gaat over ‘wonen op zonnewarmte’. Bij een woning zullen de slaapkamers op het oosten gesitueerd zijn, opslag op het noorden, de woonkamer en keuken richting het zuiden en bijvoorbeeld de

ZUID / WEST

NOORD / OOST

eetkamer op het westen zodat deze de laatste HORIZONTAAL

zonnewarmte meepakt

AANDACHTSPUNTEN Voor het energetisch verbinden

CONFIGURATIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

11 TEMPERATUURZONES

CONFIGURATIE

van ruimten zie Koppelen van FUNCTIES 09

ZUID

NOORD

VERTICAAL

UIENPRINCIPE

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

12 DAGLICHTZONES

CONFIGURATIE

WERKINGSPRINCIPE Zoneren op daglicht lijkt sterk op het principe ‘temperatuurzones’. Een woonkamer vraagt veel zonlicht, een toilet minder en sommige ruimtes in huis worden alleen een specifiek deel van de dag gebruikt. Dit maakt een slimme indeling mogelijk om met de zon mee te leven; de slaapzones liggen aan de oostkant, het wonen op het zuiden en koken en hobbyen op het westen. Een zorgvuldige configuratie leidt zo tot veel besparing van elektriciteit op verlichting

AANDACHTSPUNTEN

drogen

In basis is veel hiervan bepaald slaapkamers

door de GEBOUWORIËNTATIE 07 De daglicht opbrengst

bad kamer

is een direct gevolg van de OPEN-DICHT VERHOUDING 16

woonkamer

en de RAAMVORM 24

hal

keuken

opslag

Wanneer dit nog niet genoeg is kan gekeken worden naar alternatieven

CONFIGURATIE

ZUID

NOORD

voor DAGLICHT DOORVOER 25

WEST AVOND

keuken

woonkamer

hal

OCHTEND

OOST

slaap kamer

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

13 BUFFERZONES

CONFIGURATIE

WERKINGSPRINCIPE Niet alle functies in een huis hoeven volledig geklimatiseerd te zijn. Zo kan een wintertuin aan de gevel in de winter dienen als warmtebuffer en ‘s zomers volledig functioneren als buitenruimte. Op het moment dat het nodig is vormt deze bufferruimte in feite een extra isolerende laag, met als toegevoegde waarde dat deze isolatielaag ook daadwerkelijk gebruikt kan worden. Andere voorbeelden hiervan zijn een atrium of dubbele huid gevel. Een aanvullende strategie is om minder warmtebehoeftige ruimten aan de buitenschil en/of aan de noordkant te plaatsen. Deze ruimten functioneren zo ook als een buffer voor de achterliggende functies

AANDACHTSPUNTEN Bufferzones bevinden zich meestal in de schil van het gebouw De SCHEIDING VAN SCHILLEN 17 is een voorbeeld van het creeëren van een buffer Andere principes zijn een ATRIUM 18 , een TWEEDE HUID FAÇADE 19 of WINTERTUIN 20

CONFIGURATIE

BUITENKLIMAAT

TEMPERATUUR

BUFFERZONE

COMFORT TEMPERATUUR BINNENKLIMAAT

TIJD

CONFIGURATIE

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

PHILIPPE RAHM

METEOROLOGISCHE FYSIOLOGISCHE ARCHITECTUUR

Philippe Rahm ziet duurzaamheid niet als ecologisch eindpunt van de keten, de mens isolerend van zijn omgeving en vechtend tegen de natuur. In plaats daarvan interpreteert hij architectuur als intermediair, een membraan tussen de principes van natuur en de fysiologische behoeften van de mens. Met zijn installaties laat hij zijn publiek kennis maken met de onzichtbare aspecten van de bouwfysica, zoals luchtvochtigheid en temperatuurgradiënten. Zo ontstaat er een nieuw soort verbinding tussen mens en natuur door architectuur

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE BETA VERSION

CONFIGURATIE

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT

SCHIL

De schil – het dak, de gevels en de begane grondvloer - is het membraan tussen het interieur en het exterieur. Net zoals de huid van de mens moet dit membraan verschillende functies tegelijkertijd vervullen en bemiddelen tussen de verschillende seizoenen. Lang stond de schil in het teken van bescherming tegen de elementen. Het dak geeft beschutting tegen regen en de felle zon, de gevel houdt de wind buiten. Na de publicatie van ‘grenzen aan de groei’ van de Club van Rome (1972) en het Brundtland-rapport (1987) groeide het besef dat de gebouwschil ook een belangrijke rol heeft in het voorkomen van energieverliezen. Met de populariteit van de ‘passivhaus’-aanpak is deze overtuiging alleen maar gegroeid. De isolatie-trend kent niet alleen maar voordelen: woningen worden op grote schaal volgespoten met isolatiemateriaal zonder dat er een integrale afweging wordt gemaakt. Zorgvuldig ontworpen gevels van bestaande gebouwen verdwijnen achter rücksichtslos vormgegeven isolatiepakketten. Nog zorgwekkender is het feit dat het binnenklimaat van de woning te vaak het kind van de isolatierekening is. De noodzakelijke kierdichtheid van de isolatie wordt lang niet altijd gecompenseerd door een verbeterde ventilatie, met een slechte luchtkwaliteit en vochtproblemen tot gevolg. Bovendien zijn er grenzen aan de effectiviteit van isolatie: Het kost zoveel isolatiemateriaal om een gevel die al goed geïsoleerd is nog net iets beter te isoleren, dat de energie die het kost om dat materiaal te produceren (de ‘embedded energy’) nooit meer opweegt tegen het kleine beetje energiewinst dat behaald wordt. De schil heeft er daarom een belangrijke opdracht bijgekregen: het opwekken van energie. Het dak is de meest logische plek om zonne- en eventueel windenergie te oogsten. Voor torens – met een beperkt dakvlak ten opzichte van het aantal vierkante meters gebruiksoppervlak – is de integratie van PV in de gevel ook steeds vaker noodzakelijk. Dit kan klakkeloos worden toegevoegd aan een autonoom ontworpen volume, of een integraal onderdeel worden van de architectonische uitstraling. Beschermen, isoleren, energie opwekken en reguleren van verse lucht: de schil heeft een ingewikkeld takenpakket. De losse principes die in dit hoofdstuk zijn beschreven moeten dan ook via het ontwerp geïntegreerd worden om de ideale balans tussen energie-efficiëntie, architectuur en binnenklimaat te vinden

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

14 ISOLEREN

WERKINGSPRINCIPE Goede isolatie is voorwaarde voor een energetisch duurzaam gebouw. Het zorgt voor een reductie van de energievraag voor warmte zodat er minder opgewekt hoeft te worden. Sinds de jaren 70 zijn de isolatiewaarden sterk verhoogd. Gevelpakketten worden steeds dikker. Hogere isolatiewaardes zijn zonder nieuwe innovaties moeilijk te verantwoorden wanneer als ook de embedded energy van het isolatiemateriaal wordt meegenomen. Luchtdicht isoleren wordt vaak gecombineerd met mechanische balansventilatie, om warmteverlies door te openen ramen te voorkomen. Het nadeel hiervan is de geringe invloed van de gebruiker. Daarnaast moet een dergelijk systeem goed afgesteld worden om “sick building syndrome” te voorkomen

Wanneer er luchtdicht geisoleerd wordt is het van belang om mechanisch te ventileren dmv BALANSVENTILATIE 31

0.5

U WAARDE (W/M²K)

AANDACHTSPUNTEN

50%

Door het openen naar de buitenlucht verliest het gebouw warmte

0.17

HIerin is het qua energie strategie

RC WAARDE (W/M²K)

mogelijk conflicterend met naturlijk ventileren door middel

0.5

van KRUISVENTILATIE 28

1975 0.25 METERS

2.5

1992 0.3 METERS

3.5 2018 0.4 METERS

6 PASSIEF HUIS 0.5 METERS

Een ATRIUM 18 , TWEEDE HUID FAÇADE 19 , of WINTERTUIN 20 ,

zijn oplossingen die samen kunnen gaan met luchtdicht isoleren

VENTILATIE BADKAMER EN KEUKEN PENETRATIE VAN LEIDINGEN

SPLETEN ROND DEUREN

MUUR EN DAK AANSLUITING

VOEGEN TUSSEN MUUR EN VLOER

AANSLUITING METSELWERK - SCHRIJNWERK

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

15 ISOLERENDE PANELEN

WERKINGSPRINCIPE Ondanks sterk verbeterende RC-waardes voor glasvlakken (bijv. met triple glazing) verliest een gebouw met een glazen geveloppervlak significant meer warmte dan met een dichte gevel. Om warmteverlies te beperken via glasvlakken van ruimten waar - vanwege tijdelijk gebruik of gedurende de nacht - weinig gebruik van gemaakt wordt, scheelt het aanzienlijk om hier isolerende panelen voor te schuiven. Dit geldt met name voor hotels en kantoren, maar ook voor woningen die overdag tijdens werktijd niet gebruikt worden. De panelen kunnen handmatig of automatisch

AANDACHTSPUNTEN Vergelijk isolatiewaarden van gevels in de grafiek onder ISOLEREN 14

U WAARDE (W/M²K)

worden bediend

50%

0.5

0.17

met die van glas zoals hiernaast weergegeven

0.5

2.5

3.5

RC WAARDE (W/M²K)

Isolerende panelen laten geen daglicht door Ze kunnen ingezet worden voor bepaalde zones die overdag of ‘s nachts niet gebruikt worden door

ENKEL GLAS (RC = 0.17)

DUBBEL GLAS (RC = 0.8)

TRIPELL GLAS (RC = 1.25)

VACUUM GLAS (RC = 3)

slimme DAGLICHTZONES 12

90% BESPARING OP KOELEN 65% BESPARING OP VERWARMEN

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

16 OPEN-DICHT VERHOUDING

WERKINGSPRINCIPE De juiste verhouding tussen gevelopeningen en dichte delen is afhankelijk van de benodigde daglichttoetreding en passieve zonnewarmte, de beperking van overmatige opwarming in de zomer en warmteverlies in de winter. De positie en grootte van de glasvlakken maakt een groot verschil; een raam in een dak levert tot 70% aan lichtintensiteit op in vergelijking met een raam in een gevel. Een raam op het noorden verliest veel warmte en levert weinig op. Het tegenovergestelde geldt bij openingen op het zuiden. Een slimme open-dichtverhouding van de huid moet worden afgestemd op de zonering van functies

AANDACHTSPUNTEN Bij het voorzien in hoge daglicht factoren speelt GEBOUWORIËNTATIE 07

een grote rol De gevelopeningen hebben direct relatie tot de DAGLICHTZONES 12 die erachter liggen

GESLOTEN GEVEL

OPEN GEVEL

WARMTE VERLIES

MEER VERLIES

MEER ZON

ZONNEWARMTE IN

MINDER DAGLICHT TOETREDING

MEER DAGLICHT TOETREDING

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

17 SCHEIDING VAN SCHILLEN

WERKINGSPRINCIPE Een gevel vervult verschillende functies: lichttoetreding, zonwering, isolatie, bescherming tegen wind en regen. Door het scheiden van de thermische schil en de beschermende schil ontstaat er een tussenruimte die fungeert als temperatuurbuffer of als extra functionele ruimte. Eventueel kunnen hier andere klimatologische elementen in worden opgenomen, zoals de distributie van voorverwarmde lucht of het creëren van een tussenklimaat voor een buitenruimte. Ook zonwering, die bij voorkeur aan de buitenkant van de thermische schil wordt gesitueerd maar qua bescherming en onderhoud liever binnen wordt geplaatst, kan worden ingepast tussen de schillen

AANDACHTSPUNTEN Dit is een vorm van BUFFERZONES 11

Zie in relatie tot dit principe ook TWEEDE HUID FAÇADE 19

en WINTERTUIN 20

MINDER AFKOELING DOOR KOUDE WIND

MINDER OPWARMING IN DE ZOMER

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

18 ATRIUM

WERKINGSPRINCIPE Een atrium kan verschillende rollen vervullen. Traditioneel is het bedoeld om daglicht dieper een gebouw in te brengen. Daarnaast functioneert een atrium vaak als bufferzone tussen geklimatiseerde en niet-geklimatiseerde ruimtes. Een atrium kan ook de natuurlijke ventilatie ondersteunen. Middels (natuurlijke) trek kan het de overstort van lucht uit aangrenzende ruimten ondersteunen.De warme lucht,die extra verwarmd wordt door de zon, stijgt op en brengt daardoor een luchtstroom uit aangrenzende ruimtes op gang. De warmte uit de uitgaande lucht kan worden teruggewonnen voor het verwarmen van bijvoorbeeld het tapwater of opgeslagen worden

AANDACHTSPUNTEN Een atrium is een uitwerking van een BUFFERZONE 13

via een WKO. Het ventilatieprincipe kan worden ondersteund met mechanische ventilatoren. Het natuurlijk ventileren via een atrium bij een woongebouw roept vragen op over geur-

Voor meer inormatie over

en geluidsoverlast. Mensen zitten niet graag in

de werking van dit principe

de kook- en toiletlucht van de onderburen. Hier

zie SCHOORSTEENEFFECT 29

kan een ventilatiezonering uitkomst beiden,

Zet het glazen atriumdak in voor het opwekken van electriciteit middels geintegreerde PV 26

waarbij bepaalde ruimtes mechanisch worden geventileerd. Een atrium kan bovendien niet de buitenruimte van een woning vervangen, het alleen als een ‘extra’ denkbaar

+ + + + + +

+ + +

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

19 TWEEDE HUID FAÇADE

WERKINGSPRINCIPE Een tweede huid façade is in feite een extra isolerende laag. Deze gevels zijn zeer geschikt voor natuurlijke ventilatie via de schacht tussen de binnen- en buitengevel. Het trek-principe waarop dit gebaseerd is, berust op drukverschillen tussen de gevel en de achterliggende ruimten. Warme lucht is lichter dan koude lucht en stijgt daarom op. Dit effect wordt versterkt doordat de zon de lucht in de schacht verwarmt wat zorgt voor extra stroming. Om de temperatuur goed te kunnen reguleren is het van belang dat de openingen naar de tweede huid façade open en dicht kunnen. De inkomende lucht wordt vaak (duurzaam) gekoeld / verwarmd naar gelang behoefte

AANDACHTSPUNTEN Werking hangt af van de GEBOUWORIËNTATIE 07

Wanneer WINTERTUINEN 20 verticaal verbonden worden kan het werken als een tweede huid façade waarbij men in de spouw kan leven Extra zuiging kan gegeneerd worden door een ZONNESCHOORSTEEN 21

of VENTURIDAK 45

+ + +

+ +

+ + + +

Vanwege grote zonovergoten geveloppvervlakken is de combinatie met PV cellen of zonneboilers rendabel zie PV 26 SONNEBOILERS 27

ZONWERING IN SPOUW

ZOMER - KOELING VANUIT NOODGEVEL DOOR TREK IN KLIMAATGEVEL WINTER - WARMTE TERUGWINNING UIT WARMTE LUCHT

Verdiepingen gescheiden

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR Bร TAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

20 WINTERTUIN

WERKINGSPRINCIPE Een wintertuin is in wezen een tweede huid faรงade waarin gewoond kan worden. De semigeklimatiseerde ruimte wordt in de winter voorverwarmd door de zon en geeft zo een aangenaam tussenklimaat. In de zomer wordt de wintertuin warmer en is het mogelijk ingebrachte lucht weg te ventileren, of alles open te zetten en de wintertuin te gebruiken als buitenruimte. Een wintertuin biedt ook ruimte om planten te plaatsen die zorgen voor passieve koeling, schaduwwerking en zuivere lucht met een goede luchtvochtigheid

AANDACHTSPUNTEN De wintertuin is een BUFFERZONE 13

Planten gedijen goed in een wintertuin en zorgen voor passieve koeling zie INPANDIG GROEN 39 Ventileren kan via een wintertuin door deze in de zomer open te zetten Zie KRUISVENTILATIE 28

WINTER WARMTEBUFFER EN TUSSENKLIMAAT

ZOMER VENTILATIE EN BUITENRUIMTE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

21 ZONNESCHOORSTEEN

WERKINGSPRINCIPE Dit passieve ventilatieprincipe werkt op basis van het schoorsteeneffect. De zon verwarmt de lucht in de zonneschoorsteen, waardoor het natuurlijke trekeffect wordt versterkt. Voor hoogbouw is dit een relevant principe omdat er genoeg hoogte is om druk op te bouwen. Bij laagbouw is voldoende drukverschil moeilijker te realiseren. het is van cruciaal belang dat een systeem met zonneschoorsteen goed wordt uitgedacht. Onder meer omdat er een kans op een omgekeerd effect ontstaat wanneer de zon niet schijnt en de buitentemperatuur hoger is dan de binnentemperatuur. De buitenlucht kan dan terugvloeien het gebouw in

AANDACHTSPUNTEN Werking hangt af van de oriëntatie richting de zon zie ZONNESTANDEN 01 en GEBOUWORIËNTATIE 07 Een zonneschoorsteen zorgt voor extra trek wanneer gekoppeld aan een TWEEDE HUID FAÇADE 19

+ + + + +

+ + + +

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

22 GEVELUITKRAGING

WERKINGSPRINCIPE Door een slimme geveluitkraging is het mogelijk de zonnestraling te reguleren naar gelang de warmtebehoefte. Wanneer de zon ‘s zomers snel voor oververhitting van de binnenruimte zorgt, kan een uitkraging de zon weerhouden om via gevelopeningen de achterliggende ruimten te verwarmen. In de winter is de warmtevraag het grootst maar staat de zon het laagst waardoor deze de woning in kan schijnen. In Nederland werkt dit principe voor gevels op het zuiden. Het oosten en westen vragen om verticale zonwering in de zomer, ter voorkoming van te grote opwarming vanwege de lage zonnestanden ‘s ochtends en ‘s avonds

AANDACHTSPUNTEN Het berekenen van de juiste uitkraging ten opzichte van de zon is een combinatie van GEBOUWORIËNTATIE 07

en ZONNESTANDEN 01 een uitkraging is een goed element om PV 26 of ZONNEBOILERS 27 in te integreren

WINTER

ZOMER

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR Bร TAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

23 BUITENZONWERING

WERKINGSPRINCIPE De meest vanzelfsprekende manier van passieve koeling is het beperken van instraling door slimme zonwering buiten de bouwschil. Zo blijft de warmte buiten. De zonwering kan ook aan de binnenkant van de gevel worden geplaatst. Over het algemeen is dit energetisch een minder goede optie. Voordeel van zonwering binnen is de lange levenstermijn en het makkelijkere onderhoud. Zonwering in de spouw van een dubbele huid faรงade combineert de voordelen van binnen- en buitenzonwering. Veelgebruikte oplossingen zijn: 1. zonwering in de gevel. Dit heeft grote invloed hebben op de esthetiek van de gevel 2. het gebruik van vegetatie dat blad verlies in

AANDACHTSPUNTEN Zonwering en daglicht toetreding moeten in balans zijn zie OPEN-DICHT VERHOUDING 16

de winter en in de zomer juist schaduw werpt 3. Het gebruik van zonneglas of reflectie folie. Dit gaat gepaard met een veelal kleine reductie van de hoeveelheid daglicht

en RAAMVORM 24 GEVELUITKRAGING 22 is ook

een vorm van buitenzonwering, welke ook zon toelaat in de winter als passieve zonne energie

GEVEL VEGETATIE

LUIKEN

LAMELLEN VOOR GEVEL

GEVEL VEGETATIE

LUIKEN

LAMELLEN VOOR GEVEL

SCHIL

WERKINGSPRINCIPE Hoe meer daglicht, hoe minder elektriciteit er nodig is voor verlichting. Dakramen met een hoek naar de zon leveren heel veel licht op in het interieur. Verticaliteit in gevelopeningen zorgt voor schaduw aan weerszijden. Horizontale gevelopeningen zorgen voor gelijkmatige spreiding van licht over de ruimte. Hoge ramen zorgen ervoor dat licht verder de ruimte in kan schijnen. Een raamkozijn wat naar binnen toe schuin uitloopt zorgt voor een hogere lichtopbrengst

RIJ VAN RAMEN

AANDACHTSPUNTEN De vorm en afmetingen van ramen heeft te maken met welke programma er achter ligt Zie DAGLICHTZONES 12 De afmetingen van raamvlakken is een gevolg van de OPEN-DICHT VERHOUDING 16

Dakramen onder een hoek naar de zon leveren significant meer daglicht op Zie het zoninstralingsdiagram bij PV 26

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÃ&#x2C6;TAVERSIE

24 RAAMVORM

HOGE RAAMSTROOK

RAAM MET SCHUINE KOZIJNEN

SCHIL

WERKINGSPRINCIPE Om elektriciteit te besparen kan daglicht via speciale systemen verder de woning in geleid worden. Dit gebeurt meestal via speciale armaturen die lijken op lampen maar waarvan het licht komt van de zon. Veelal wordt het zonlicht op een schuin dak gevangen en doorgevoerd via een reflecterende koker naar beneden, dieper in het pand op een plek waar geen ramen mogelijk zijn. Ook zijn er systemen die licht vangen in een verticale gevel en via spiegels ruimtes diep in de bouwenvelop verlichten via een soort TL-armaturen. Hierdoor wordt het licht onder enkele hoeken weerkaatst. Deze elementen draaien mee met de zon waardoor de

AANDACHTSPUNTEN De noodzaak voor daglicht doorvoer voorkomen worden door betere

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

25 DAGLICHT DOORVOER

lichtopbrengst gemaximaliseerd wordt. Dit is met name voordelig voor kantoren, waar veelal ook overdag met kunstlicht wordt gewerkt

GEBOUWORIËNTATIE 07

of slimmere indeling op DAGLICHTZONES 12

INTERN DOORVOEREN VIA SPIEGELS

ZONNEPANK

SCHIL

OPBRENGST VAN PV-CELLEN AFHANKELIJK DE ORIËNTATIE 85

WERKINGSPRINCIPE

75 100

90 60

Onder invloed van de dakvorm en de oriëntatie verandert de totale hoeveelheid zonne-energie dat op een vlak valt. FIGUUR 1 laat zien hoe de zonne-energie zich verhoudt tot de verticale

FIGUUR 1

hoek ten opzichte van het vlak, en de horizontale rotatie over het grondvlak. Wat opvalt is dat binnen een marge van 40 graden richting de zon de opbrengst niet significant afneemt. Ten opzichte van panelen in het platte vlak is het aan te bevelen de panelen onder een hoek aan te brengen omdat dit de opbrengst significant verhoogt, met name bij lagere zonnestanden.

P IN V GE VE

De waarden van het diagram veranderen met de

P OP V DA K

locatie. Dit diagram geldt voor de Nederlandse gemiddelde waarden. Richting de evenaar neemt

De opbrengst van PV

de hoeveelheid zonlicht op het platte vlak toe en is de meest rendabele zonnehoek kleiner.

hangt helemaal af van de

Bij duurzame opwekking van elektriciteit spelen

ZONNESTANDEN 01 ,

PV-cellen een significante rol. Onder invloed van

GEBOUWORIËNTATIE 07

en eventuele SCHADUWWERKING 02

op de panelen Het zon instralingsdiagram hiernaast geldt ook voor ZONNEBOILERS 27

en voor daglichttoetreding via RAAMVORM 24

P Z V / SP ONW EC ERI IAL NG

FIGUUR 2

grotere rendementen en een groter bereik aan toepassingen zijn er inmiddels verschillende soorten PV-cellen op de markt (FIGUUR 3).

TYPE RENDEMENT LABORATORIUM

MONOCRYSTALLINE POLYCRYSTALLINE SILICON SILICON 15-24% 13-18% TOT 33% TOT 19%

De hedendaagse uitdaging voor architecten is om deze cellen esthetisch te integreren in het ontwerp. Daarnaast kunnen met name de thinfilm

AMORPHOUS SILICON 5-7% TOT 13%

COPPER-INDIUMSELENIUM 8-13% TOT 21%

CRYSTALLINE

CADMIUM-TELLURIDE 8-13% TOT 20%

THIN FILM

FIGUUR 3

varianten, ook dienen voor schaduwwerking in daklichten of ramen, of worden geïntegreerd in een lamellensysteem.

OPWEKKING

Bij woningen is er een discrepantie tussen het piekmoment van opwekking (midden op de dag) en gebruik (ochtend en avond). Hierdoor kan het

ENERGIE

AANDACHTSPUNTEN

noodzakelijk zijn een batterij te gebruiken of overproductie aan het net te leveren (FIGUUR 4). Een goede manier om de patronen uit te

gebruik

balanceren is de koppeling aan andere functies,

0:00

of de toepassing van PV op het oosten en westen.

7:00

13:30

TIJD

Zeker bij torens, waar het dakvlak beperkt is, is het te overwegen PV ook in oosten westgevels op te nemen

FIGUUR 4

OPSLAG

19:30

0:00

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

26 PV

SCHIL

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

27 ZONNEBOILER

WERKINGSPRINCIPE Het principe van zonneboilers berust op dunne buisjes die een vloeistof in zich dragen die wordt opgewarmd door de zon. Deze vloeistof warmt op zijn beurt water op dat in een buffervat zit. Ook kan de zonneboiler aangesloten worden op een warmtewisselaar om het voorverwarmde water op hogere temperatuur te brengen zodat deze gebruikt kan worden voor vlakverwarming. Het is logisch zonneboilers verticaal te plaatsen zodat in de maanden met lage zonnestanden wanneer de behoefte aan verwarming het hoogst is - een betere hoek is ten opzichte van de zon te creëren. Dit is een argument om zonnecollectoren op te nemen in de façade

AANDACHTSPUNTEN De opbrengst van zonneboilers hangt af van de ZONNESTANDEN 01 , GEBOUWORIËNTATIE 07

en eventuele SCHADUWWERKING 02 op de panelen Voor een zoninstralingsdiagram zie PV 26 Zonneboilers kunnen ook parabolisch zijn waarmee de zonnewarmte gebundeld wordt Zie PARABOLISCHE ZONNEBOILERS 42

C IN OLLE GE CT VE OR L C OP OLLE DA CT K O

R C Z OL / SP ONW LECT EC ERI OR IAL NG

TYPE RENDEMENT

FLAT-PLATE COLLECTOR 15-24%

VACUUM TUBE COLLECTOR 13-18% COLLECTOREN

SWIMMINGPOOL COLLECTOR 5-7%

HYBRIDE COLLECTOR 8-13% HYBRIDE COLLECTOR

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

STEFANO BOERI

BOSCO VERTICALE (2014, MILAAN) Dit hoogbouwplan maakt gebruik van de natuurijke werking van bomen en planten in de gevel op een radicale en stedelijke manier. In de winter verliest de begroeing haar blad en laat zonlicht door om de woningen op te warmen. In de zonnige warme maanden zorgt de uitbundige flora voor schaduwwerking en een prettig binnenklimaat en een demping van omgevingsgeluid. Op stedelijk niveau zorgt al dit groen voor extra CO2 reductie, frissere lucht in de stad en bevordering van de bio-diversiteit

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÃ&#x2C6;TAVERSIE BETA VERSION

SCHIL

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

BINNENKLIMAAT

Sommige aspecten van een goed binnenklimaat zijn eenvoudig te beoordelen: voldoende licht en een ruimtelijk gevoel bijvoorbeeld. Het zijn de elementen die goed te fotograferen en goed te verkopen zijn. Niet-visuele eigenschappen spelen vaak een kleinere rol in de keuze én in het ontwerp van een woning. Ze zijn echter minstens zo belangrijk. Thermisch comfort (verwarmen, koelen) en luchtkwaliteit vormen te vaak een appendix van het ontwerpproces. Er wordt een wildgroei aan installaties ingezet om achteraf de kwaliteit van het binnenklimaat te regelen. Een duurzaam ‘bioklimatisch’ ontwerp brengt de kwaliteit van het binnenklimaat in balans met architectonische kwaliteit en energie-efficiëntie door het aantal apparaten te beperken. Dit hoofdstuk begint met een opsomming van natuurlijke ventilatieprincipes. Gezien de ontwikkelingen in de energiebalans van woningen – toegelicht in de inleiding – en het belang van gezonde lucht is dit in toenemende mate gewenst. Ook de directe invloed van gebruikers op de luchtverversing speelt daarin een rol. De wind zorgt voor drukverschillen rondom een woning: aan de loefzijde ontstaat overdruk, aan de lijzijde onderdruk. Er ontstaat vanzelf een luchtstroom tussen beide kanten. Thermische trek ontstaat door temperatuurverschillen: warme lucht is lichter en stijgt dus op. Natuurlijke ventilatie maakt gebruik van drukverschillen die ontstaat door de combinatie van winddruk en thermische trek. In sommige gevallen is natuurlijke ventilatie niet mogelijk en moeten duurzame mechanische technieken worden overwogen. Naast ventilatieprincipes behandelt dit hoofdstuk duurzame manieren om een woning te verwarmen en koelen en beschrijft het technieken om restromen (tijdelijk) op te slaan en uit te wisselen. Ook de wijze waarop de luchtvochtigheid positief kan worden beïnvloed vormt een onderwerp. De principes in dit hoofdstuk hangen sterk samen met de wijze waarop de schil wordt ontworpen. Samen met een klimaatingenieur moet een afgewogen keuze worden gemaakt

BINNENKLIMAAT

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETAVERSIE

De meningen over het bestaansrecht van de architectuur verschillen, feit is dat de meeste mensen een fijne plek om ‘in’ te wonen zoeken. Een goed, gezond en comfortabel binnenklimaat is daarom een cruciale eigenschap van een goed woongebouw.

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

28 KRUISVENTILATIE

WERKINGSPRINCIPE Kruisventilatie is de meest basale manier om te ventileren: open ramen aan beide kanten van de woning en de lucht gaat stromen door de drukverschillen rondom het bouwvolume. Het verdient de voorkeur om openingen niet recht tegenover elkaar te plaatsen maar enigszins uit het lood om grotere ruimten volledig te kunnen ventileren. Kruisventilatie wordt in gematigde - en in subtropische klimaten veel gebruikt voor nachtelijke koeling. Door ‘s nachts te ventileren met koele buitenlucht kan de binnenlucht en de bouwmassa afkoelen. Door vervolgens overdag het gebouw dicht te houden is het eenvoudiger een prettige binnentemperatuur te handhaven

AANDACHTSPUNTEN Controleer de GELUIDSBELASTING 04 op de gevel voor dit principe toe te passen Door op warme dagen ‘s nachts te ventileren kan de bouwmassa afgekoeld worden zodat er een aangenamere temperatuur heerst overdag

BINNENKLIMAAT

Zie MASSA ALS BUFFER 37

WIND GRADIENT

+ + OVERDRUK

ONDERDRUK

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

29 SCHOORSTEENEFFECT

WERKINGSPRINCIPE Veel vormen van natuurlijke ventilatie, zoals bijvoorbeeld via atria en dubbele gevels, zijn gebaseerd op het schoorsteeneffect, ook wel trek genoemd. Dit is de benaming van het natuurkundig effect dat lucht zich verticaal verplaatst onder invloed van warmteverschillen. Warme lucht is namelijk lichter dan koude lucht en stijgt door dit drukverschil op. De ruimte die de warme lucht in nam wordt opgevuld met koudere lucht. Dit genereert een luchtstroom naar boven waardoor lucht het gebouw kan verlaten zonder gebruik te maken van mechanische ventilatie

AANDACHTSPUNTEN Het schoorsteeneffect wordt toegepast bij een ATRIUM 18 ,

BINNENKLIMAAT

TWEEDE HUID FAÇADE 19 , ZONNESCHOORSTEEN 21

ONDERDRUK

+ +

+ + + NEUTRALE DRUK

OVERDRUK

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR Bร TAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

30 VENTILEREN VIA MASSA

WERKINGSPRINCIPE Massa wisselt energie uit met haar directe omgeving. Vaste zware elementen zoals betonnen constructies maar ook de aarde hebben een grote massa ten opzichte van de lucht en wisselen daarom geleidelijk hun energie uit. Door de enorme massa van de aarde bewegen alleen de bovenste lagen mee met de buitentemperatuur en is de temperatuur vanaf ongeveer 7 meter diepte vrijwel constant. Deze temperatuur is gelijk aan de gemiddelde temperatuur over het jaar heen. In Nederland is dit ongeveer 10 graden. Dit betekent dat wanneer ventilatielucht via ondergrondse kanalen wordt geleid, deze in de zomer passief gekoeld en in de winter passief voorverwarmd wordt

AANDACHTSPUNTEN Voor temperaturen op verschillende dieptes zie de grafiek bij BODEMWARMTE 36

BINNENKLIMAAT

VOORVERWARMING DMV AARDWARMTE

WINTER ZOMER

LBK ยบC

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

31 BALANSVENTILATIE

WERKINGSPRINCIPE Met balansventilatie zijn de ingevoerde en afgevoerde lucht in een gebouw met elkaar in balans. Voor hedendaagse bouw met luchtdichte isolatie wordt dit steeds vaker toegepast. Bij balansventilatie wordt de lucht op een plek – op het dak of aan de gevel – aangezogen- en op een plek uitgeblazen. De warmte uit de afgezogen lucht wordt teruggewonnen en doorgegeven aan de ingeblazen lucht door middel van een warmteterugwinninginstallatie. Er is geen menging van verse en gebruikte stromen. Er vindt alleen uitwisseling van de warmte plaats. Belangrijk bij WTW systemen is dat de luchtvochtigheid opnieuw op peil gebracht moet worden. Lucht met een lagere temperatuur bevat name-

AANDACHTSPUNTEN Met balansventilatie kan perfect

lijk veel minder water dan lucht met een hogere temperatuur.

de hoeveelheid en temperatuur

Nadelen zijn dat het inregelen van een balans-

van de ventilatie lucht perfect

system in de praktijk lastig blijkt, waardoor de

afgeregeld worden voor het type

luchtkwaliteit nog wel eens te wensen overlaat.

BINNENKLIMAAT

VENTILATIEZONE 10

Balansventilatie wordt

Ook de geringe directe invloed op het systeem is een aandachtspunt. Gebruikers blijken toch vaak

veelal toegepast naast

het raam open te zetten waardoor het systeem

VLAKVERWARMING 38

niet werkt en de hoge energie-efficiëntie van het systeem alleen theoretisch klopt

BUITENLUCHT -10°C

RETOURLUCHT 22°C

AFBLAASLUCHT 2°C

TOEVOERLUCHT 18°C

WERKINGSPRINCIPE In een ‘traditioneel’ mechanisch ventilatiesysteem wordt lucht afgezogen en getransporteerd via kanalen door het gebouw. De verse ventilatielucht wordt via roosters of open ramen binnengebracht, met warmteverliezen tot gevolg. Vaak zijn passieve middelen voor ventilatie niet of niet op alle momenten toereikend. Om te zorgen voor voldoende verversing bij piekvvraag wordt vaak aanvullend mechanische ventilatie toegepast. Energetisch is het logisch om de warmte die te halen valt uit de afgezogen lucht te gebruiken om bijvoorbeeld douchewater te verwarmen. Dit gebeurt via een warmtewisselaar en warmtepomp koppeling. Dit lijkt op het principe

AANDACHTSPUNTEN Overlap met BALANSVENTILATIE 31 in het afzuigen van ventilatielucht Door mechanische ventilatie

BINNENKLIMAAT

kan de VENTILATIEZONE 10 juist worden afgeregeld

van balansventilatie met warmteterugwinning, ware het niet dat er geen ingeblazen lucht voorverwarmd wordt

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

BINNENKLIMAAT

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

32 MECHANISCHE VENTILATIE

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

33 BREATHING WINDOW

WERKINGSPRINCIPE Een ‘breathing window’ is een decentraal ventilatieprincipe met warmteterugwinning. Het principe werkt met een fijnmazige warmtewisselaar van koper. De warme uitgaande lucht geeft haar warmte af aan de inkomende verse lucht, waardoor er weinig warmte verloren gaat, maar er wel met frisse lucht geventileerd kan worden. Het principe borduurt voort op het werk van Jon Kristinsson, die dit principe in conceptvorm integreerde in raamkozijnen. Onder andere het bedrijf ‘Fresh-R’ heeft het concept uitgewerkt tot een product

AANDACHTSPUNTEN Ventilatie en verwarming via warmteteruwinning gaan hand in hand en is af te regelen op de aangrenzende VENTILATIEZONE 10 Een breathing window die de verse lucht uit een WINTERTUIN 20 haalt maakt gebruik van de bufferende werking van deze ruimte

BINNENKLIMAAT

BUITENLUCHT -10 ºC

AFBLAASLUCHT 2 ºC

DECENTRALE KRUISSTROOM WARMTEWISSELAAR

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

34 WARMTEPOMP

WERKINGSPRINCIPE Een warmtepomp biedt de mogelijkheid om omgevingswarmte te gebruiken om water of lucht naar een hogere - en daarmee nuttige temperatuur te brengen. In feite verhoogt de warmtepomp als een soort omgekeerde koelkast de kwaliteit van de energie zodat deze bruikbaar wordt. Dit kan alleen door enige (elektrische) energie toe te voegen. Alle energieopwekking uit omgevingswarmte (warmte-koude opslag, geothermie, etc.) gaat daarom eerst langs een warmtepomp. Warmtepompen zijn het meest effectief bij lage temperaturen en werkt daarom goed voor verwarming middels kernactivatie en vloerverwarming. Vanwege de lage temperatuurverwarming is het

AANDACHTSPUNTEN Alle principes die

van belang dat het gebouw goed geïsoleerd is. Ook PV en zonneboilers zijn goed te combineren met een warmtepomp

gebaseerd zijn op gebruik van omgevingswarmte zijn afhankelijk van warmtepompen SEIZOENSOPSLAG 35 BODEMWARMTE 36

Een warmtepomp is veelgebruikt bij VLAKVERWARMING 38 vanwege de

efficiëntie bij lage temperaturen Vanwege de efficiëntie bij lagere

280 W

temperaturen combineert een warmtepomp goed in een installatiesysteem met ZONNEBOILERS 27 en PARABOLISCHE ZONNEBOILERS 45

Goede isolatie 14 is een

1000 W 22 ºC

voorwaarde voor het gebruik van lage temperatuur verwarming met warmtepompen als basis voor

BINNENKLIMAAT

warmwaterproductie.

750 W 10 ºC

WERKINGSPRINCIPE Een voorwaarde voor Warmte Koude Opslag is dat er waterhoudende lagen aanwezig zijn in de bodem op ongeveer 100 meter diepte. Door middel van een pomp wordt hier in de zomer warm water in gepompt. In de winter wordt deze warmwaterbron gebruikt voor verwarming van het gebouw. In de winter wordt koud water de bron in gepompt dat in de zomer dienstdoet voor koeling. Het warme en koude water kan los van elkaar opgeslagen worden, maar ook in een en dezelfde bron. Door warmtestratificatie bevindt het warme water zich bovenin en het koude water onderin de bron. Het aanleggen van een WKO duurt enige jaren

AANDACHTSPUNTEN Om de energie uit een seizoensopslag te halen gaat deze in het installatiesysteem altijd

omdat de buffer opgebouwd moet worden. Hierna is de WKO in principe oneindig te gebruiken omdat het verwarmde - of gekoelde grondwater Vanwege de kosten en de schaal van het

Een installatie met seizoensopslag

aanleggen van een WKO is het economisch alleen

werkt met name goed in combinatie met lagetemperatuurverwarming

30 M — 150 M

rondgepompt blijft worden.

samen met een WARMTEPOMP 34

rendabel voor grote gebouwen of als vorm van collectieve duurzame energie

door middel van VLAKVERWARMING 38

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

BINNENKLIMAAT

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

35 SEIZOENSOPSLAG (WKO)

30 M — 150 M

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÃ&#x2C6;TAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

36 BODEMWARMTE

WERKINGSPRINCIPE De grote thermische massa van de aardbol kan gebruikt worden om warmte uit te onttrekken. Figuur 1 laat zien dat de temperatuur vanaf 7 meter onder de grond vrijwel constant is. In de zomer kan dit gebruikt worden om te koelen en in de winter om (voor) te verwarmen. Daarom kan vanaf ongeveer 7 meter diepte een waterbron gebruikt worden om energie uit te onttrekken. Funderingspalen zijn hier erg geschikt voor. Ze gaan dieper dan 7 meter de grond in en kunnen van binnen hol gemaakt worden om daar water in op te slaan. Vanuit de funderingspaal kan relatief warm(of koud) water getapt worden wat via een warmtepomp op een bruikbare

AANDACHTSPUNTEN

temperatuur kan worden gebruikt

De warmte uit de bodem kan omgezet worden in nuttige warmte middels een WARMTEPOMP 34

BINNENKLIMAAT

DIEPTE 25 -0.1 M

TEMPERATUUR

-1 M

-4 M

-7 M

1 DEC

1 MRT

1 JUN

1 SEP

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

37 MASSA ALS BUFFER

WERKINGSPRINCIPE Wanneer de buitenlucht warmer is dan de bouwmassa dan zal de buitenlucht de bouwmassa opwarmen. ‘s Avonds gebeurt het omgekeerde en koelt de bouwmassa af. Wanneer de bouwmassa een grote capaciteit heeft middelt het de extreme temperatuurschommelingen uit. Dit leidt tot een aangenamer binnenklimaat. Deze dempende werking is ook toepasbaar met andere inpandige massa’s, zoals een zwembad, of voor een deel van het gebouw waar zich warmere zones bevinden

AANDACHTSPUNTEN Door gebouwmassa rond de warme of juist koude delen van het gebouw toe te voegen kan deze optimaal ingezet worden Zie TEMPERATUURZONES 11 Het principe van massa inzetten als buffer geldt ook voor

BINNENKLIMAAT

TEMPERATUUR

VENTILEREN VIA MASSA 30

TEMPERATUUR BOUWMASSA INTERNE TEMPERATUUR

COMFORT ZONE

EXTERNE TEMPRATUUR

TIJD

LUCHT WATER BETON BAKSTEEN HOUT GIPSPLAAT GLAS STAAL MINERAALWOL

SPEC WARMTE DICHTHEID CAPACITEIT J/KG K KG / m3 1010 4200 900 850 1500 1100 800 500 850

1,2 1000 2400 1900 700 700 2500 8000 100

ENERGIE PER V J/m3 K 1212 4 200 000 2 160 000 1 615 000 1 050 000 770 000 2 000 000 4 000 000 85 000

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BĂ&#x2C6;TAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

38 VLAKVERWARMING

WERKINGSPRINCIPE Bij vlakverwarming worden grotere vlakken verwarmd met relatief lage temperatuur. Door het grote oppervlak is het toch mogelijk grotere ruimten te verwarmen (of te koelen). Een veelgebruikte toepassing is betonkernactivering waarbij de vloeren (of wanden) als grote radiatoren fungeren. Ook kunnen panelen geplaatst worden die als verlaagd plafond ook nog andere installaties kunnen opnemen. Het voordeel van vlakverwarming is dat het energetisch efficiĂŤnter is om te verwarmen met een zo klein mogelijk temperatuurverschil. Het kost minder hoogwaardige energie om water te verwarmen tot een temperatuur van 30 graden dan de 60 graden die nodig is bij traditionele

AANDACHTSPUNTEN Vlakverwarming is veel gebruikt in combinatie met een installatiesysteem met daarin

BINNENKLIMAAT

een WARMTEPOMP 34 en/of SEIZOENSOPSLAG 35

radiatoren of convectoren. Een andere aangename eigenschap is dat vlakverwarming comfort verhogend werkt; men heeft geen last van snelle luchtverplaatsingen door hoge temperatuur verschillen. Daarnaast is de temperatuur evenrediger verdeeld over de ruimte. Een nadeel van vlakverwarming is dat het

LBK

systeem minder direct reageert op temperatuurschommelingen, omdat de lucht niet direct maar geleidelijk wordt opgewarmd

LBK

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

39 INPANDIG GROEN

WERKINGSPRINCIPE Een groene omgeving maakt mensen productiever, creatiever en gelukkiger – zo blijkt keer op keer uit onderzoek. Bepaalde planten – bijv. de Spatiphyllum uit Zuid-Amerika, de Areca uit Azië en de Dracaena uit Afrika zorgen bovendien voor een betere luchtkwaliteit. Dit komt doordat planten CO2 omzetten in zuurstof, en ook omdat ze een natuurlijke buffer vormen voor het vochtgehalte van de binnenlucht. Wanneer de lucht droog is geven planten via hun bladeren vocht af, en bij vochtige lucht precies omgekeerd. De ‘Tiengebodenplant’ is bijvoorbeeld een plant die hierom bekend staat

AANDACHTSPUNTEN Inpandig groen kan ook ingezet worden als VOCHT REGULEREND MATERIAAL 41

Groen de gevelzone kan ook als een extra zonfilter fungeren

BINNENKLIMAAT

zie BUITENZONWERING 23

CO2 O2

LUCHT VERVERSING

VOCHT REGULATIE

WERKINGSPRINCIPE Phase change materials kunnen warmte opnemen door van vast naar vloeibaar te veranderen. De warmte die hiervoor nodig is wordt latente warmte genoemd. Voor gebouwen zijn er materialen ontwikkeld (met name zouthydraten) waarbij de faseverandering naar vloeibaar plaatsvindt bij de comforttemperatuur. Wanneer het gebouw opwarmt verandert de vaste stof in een vloeistof. Dit kost energie welke het materiaal onttrekt. Hierdoor wordt de opwarming gestopt totdat alle PCM vloeibaar geworden is. Wanneer het gebouw weer afkoelt en de vloeistof weer vast wordt, gebeurt het omgekeerde; het vloeibare materiaal staat haar warmte af tot het vast geworden is. Hierdoor kunnen de warmte - en

AANDACHTSPUNTEN

koudepieken opgevangen worden waardoor een stabieler binnenklimaat ontstaat

Dit is in feite een variant op MASSA ALS BUFFER 37

PCMs zijn een vorm van passieve

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

BINNENKLIMAAT

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÃ&#x2C6;TAVERSIE

40 PHASE CHANGE MATERIALS

VLAKVERWARMING 38

AFGIFTE

TEMPERATUUR

ABSORPTIE

LATENTE WARMTE

TIJD

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

41 VOCHT REGULEREND MATERIAAL

WERKINGSPRINCIPE De relatieve vochtigheid van lucht heeft grote invloed op hoe mensen een binnenklimaat ervaren. De lucht kan te droog zijn (droge lippen) maar ook te vochtig (klam met kans op schimmelvorming). Sommige ruimten zijn vanwege hun gebruik sneller vochtig (badkamer, wasdroogruimte) terwijl andere ruimte sneller droog aanvoelen. Een voorbeeld hiervan is een kantoor waar men het raam openzet in de winter. De koude lucht van buiten wordt opgewarmd tot 20 graden, maar het vochtgehalte blijft gelijk. Omdat er in lucht van 20 graden veel meer vocht kan dan in lucht van 0 graden, voelt het snel droog aan. Het gebruik van vochtregulerende materialen

AANDACHTSPUNTEN Een deel van een luchtbehandelingsinstallatie bestaat altijd uit een be- of

kan dan ook een oplossing zijn voor een meer constante luchtvochtigheid in gebouwen, zonder maatregelen die energie kosten binnen het luchtbehandelingssysteem

ontvochtiger om de aangevoerde ventilatielucht de juiste luchtvochtigheid te geven Zie BALANSVENTILATIE 31 Binnen een woning zijn er ruimten die vaak een hogere luchtvochtigheid hebben zoals

GIPS

badkamers en douches

PLEISTERWERK

SILICIUM PANEEL

Om schimmelvormign te voorkomen is het van belang hier goed te ventileren RELATIEVE LUCHTVOCHTIGHEID (%)

Vanwege de plaatsing binnen het gebouw en de hoge benodigde luchtafvoer gebeurt dit vaak door

BINNENKLIMAAT

ABSOLUTE VOCHIGHEID (G/KG)

MECHANISCHE VENTILATIE 32

100 90 80

BEVOCHTIGEN

EVAPORATIEF KOELEN

VERWARMEN EN BEVOCHTIGEN

KOELING

40 30

VERWARMING

KOELEN EN ONTVOCHTIGEN

CHEMISCH ONTVOCHTIGEN

20 ONTVOCHTIGEN

TEMPERATUUR °C

BINNENKLIMAAT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ATELIER KEMPE THILL

NIEUW ZUID HOUSING (2016, ANTWERPEN) Deze royale en relatief goedkope appartementen met wintertuin bieden in elk weertype kwalitatieve buitenruimte. De wintertuinen van deze low-energy passive huizen functioneren daarnaast als warmteen geluidsbuffer

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

BINNENKLIMAAT

ADD-ONS

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

Dit hoofdstuk bundelt een aantal dakopbouwmogelijkheden die een dermate speciaal karakter hebben dat ze niet als onderdeel van de gebouwschil kunnen worden beschouwd. Desondanks kunnen ze niet als losstaande elementen worden toegevoegd aan een ontwerp. Het zijn extensies van het integrale systeem van een gebouw. Indien correct toegepast, kunnen ze letterlijk de ‘kroon’ op een ontwerp vormen

WERKINGSPRINCIPE De parabolische vorm van dit type zonneboiler of PV zorgt ervoor dat zonnestralen gebundeld worden in het brandpunt. Hierdoor ontstaat op dit punt een hoge temperatuur waar water zelfs door aan de kook gebracht kan worden. Het is een opwekkingssysteem met een hoge efficiëntie van zo’n 20%. Daarnaast kunnen de parabolische dakschalen ook gebruikt worden als koeling in zomernachten door het omgekeerde proces. Dit soort zonnecollectoren zijn bepalend voor de uitstraling van de architectuur. Jon Kristinsson paste dit principe voor het eerst toe in zijn niet-gebouwde ontwerp voor het stadhuis van Lelystad en later in Villa Flora in Venlo

AANDACHTSPUNTEN Zie ZONNEBOILERS 27 De warmte uit de vloeistof moet omgezet worden in bruikbare energie door een WARMTEPOMP 34 Zorg voor goede zonoriëntatie om een goed rendement te behalen Zie voor een zoninstralingsdiagram

ADD-ONS

PV 26 en ZONNESTANDEN 01

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

42 PARABOLISCHE ZONNEBOILERS

ZONNECOLLECTOREN VOOR GEBOUWVERWARMING

VANWEGE DE PARABOLISCHE VORM CONVERGEREN EVENWIJDIGE ZONNESTRALEN IN HET BRANDPUNT.

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

ADD-ONS

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

43 WINDENERGIE

WERKINGSPRINCIPE In principe heeft windenergie een relatief lage opbrengst op de kleine schaal ten opzichte van de aanschaf - en materiaal kosten. Voor grotere en met name hogere gebouwen wordt het een interessanter principe waarbij windturbines geïntegreerd kunnen worden. Een voorbeeld hiervan is het product Powernest wat met een alzijdige oriëntatie naar de wind en het Venturi effect hoge rendementen belooft

AANDACHTSPUNTEN Windenergie kan ook passief gebruikt worden door middel van een VENTURIDAK 45

ENKELZIJDIGE ORIËNTATIE

ALZIJDIGE ORIËNTATIE

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

ADD-ONS

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

44 DAKKAS

WERKINGSPRINCIPE Door haar grote glasoppervlak warmt een kas op het dak van een gebouw snel op door de zon. Deze verzamelde warmte kan gebruikt worden voor het verwarmen van ander programma wat een warmtevraag heeft. Daarnaast functioneert een onverwarmde dakkas als warmtebuffer in de winter. Verder potentieel van een dakkas ligt in het sluiten van materiaalkringlopen. Zo helpt afgevoerde lucht met hoog CO2-gehalte planten groeien, kan grijs water hergebruikt worden, en kan een kas gebruikt worden voor het creëren van biomassa voor energiewinning. Bovendien kan een kas als collectieve overdekte buitenruimte worden gebruikt

AANDACHTSPUNTEN De voordelen van de dakkas overlappen deels met die van INPANDIG GROEN 39

De warmte van de kas is te gebruiken in samenwerking met

ZOMER

een lagetemperatuursinstallatie Zie WARMTEPOMP 34

WINTER

AFVAL NAAR VOEDSEL

WERKINGSPRINCIPE Een aerodynamisch gevormde vleugel zorgt vanwege de vernauwing die ontstaat tussen dak en vleugel voor een versnelling van de luchtstroom. Dit effect kan worden gebruikt voor (de ondersteuning bij) het afzuigen van lucht uit een gebouw. Dit maakt een venturi dak een complementair element aan het schoorsteen effect in tweede huid façades en zonneschoorstenen. Daarnaast reduceert het de kans op een omgekeerde luchtcirculatie

bij

dit

soort

natuurlijke

ventilatieprincipes

AANDACHTSPUNTEN Het aanvullend genereren van extra trek kan ook gebeuren door een ZONNESCHOORSTEEN 21

Afhankelijk van de ZONNESTANDEN 03 en het WINDKLIMAAT 03 kan hier een

goede afweging in worden gemaakt

ADD-ONS

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

45 VENTURIDAK

Een toevoeging van het werkend maken van een TWEEDE HUID FAÇADE 17

++ +

ADD-ONS

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

JOHN KRISTINSSON

VILLA FLORA (2012, VENLO) Dit ontwerp voor een volledig duurzaam gebouw is het magnum opus van duurzaamheidspionier Prof. ir. J. Kristinsson. Het is grotendeels gebaseerd op een ontwerp voor een zelfvoorzienend stadskantoor in Lelystad uit 1977! Hoewel dit gebouw pas in 2012 tot stand kwam zijn veel oplossingen nog steeds toepasbaar, zoals de kenmerkende parabolische zonnecollectoren, warmte-koudeopslag, een vijver op het zuiden en de gebalanceerde hybride klimaat installatie

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BETA VERSION

ADD-ONS

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

INDEX

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT

ADD-ONS

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

01 ZONNESTANDEN

02 SCHADUWWERKING

03 WINDKLIMAAT

04 GELUIDSBELASTING

05 ENERGIELANDSCHAP

06 COMPACTE BOUWVORM

07 GEBOUWORIËNTATIE

08 WINDHINDER

09 KOPPELEN VAN FUNCTIES

10 VENTILATIEZONES

12 DAGLICHTZONES

13 BUFFERZONES

16 OPEN-DICHT VERHOUDING

17 SCHEIDING VAN SCHILLEN

18 ATRIUM

19 TWEEDE HUID FAÇADE

20 WINTERTUIN

21 ZONNESCHOORSTEEN

22 GEVELUITKRAGING

23 BUITENZONWERING

24 RAAMVORM

25 DAGLICHT DOORVOER

26 PV

27 ZONNEBOILER

28 KRUISVENTILATIE

29 SCHOORSTEENEFFECT

30 VENTILEREN VIA MASSA

31 BALANSVENTILATIE

32 MECHANISCHE VENTILATIE

33 BREATHING WINDOW

34 WARMTEPOMP

35 SEIZOENSOPSLAG

36 BODEM WARMTE

37 MASSA ALS BUFFER

38 VLAKVERWARMING

39 INPANDING GROEN

40 PHASE CHANGE MATERIALS

41 VOCHT REGULEREND MATERIAAL

42 PARABOLISCHE ZONNEBOILERS

43 WINDENERGIE

44 DAKKAS

45 VENTURIDAK

TEMPERATUURZONES

14 ISOLEREN

15 ISOLERENDE PANELEN

ADD-ONS

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

BRONNEN

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT

Integrated sustainable design, Jon Kristinsson Form Follows Energy – using natural forces to maximize performance, Brian cody Aktivhaus, the reference work – from passivhaus to energy-plus house, Manfred Hegger & Caroline Fafflok Johannes Hegger, Isabell Passig

High-rise and the sustainable city, editors Han Meyer & Daan Zandbelt

REAP, Rotterdam EnergieAanpak en - Planning – op naar CO2-neutrale stedenbouw, Andy van den Dobbelsteen & Nico Tillie e.a.

Architectuur als klimaatmachine - handbook voor duurzaam comfort zonder stekker, Vera Yanovshtchinsky & Kitty Huijbers & Andy van den Dobbelsteen

Energy manual – sustainable architecture, Passive house design, Gonzalez Roberto & Rainer Valentin

Passive house details – solutions for highperformance design, Donald B. Corner & Jan C. Fillinger

Architecture & passive design, James Mary O’connor Passive house in different climates – the path to net zero, Mary C. James & James A. Bill The Passivhaus Designer’s Manual: A technical Guide to Low and Zero Energy Buildings, Christina Hopfe & Rob McLeod

Sustainable architectural design – an overview, Kuppaswamy Iyengar

101 rules of thumb for sustainable buildings and cities, Huw Heywood Architecture and energy – performance and style, William W. Braham & Daniel willis

Sustainability in architecture and urban design, Carl Bovill

The solar house, pioneering sustainable design, Anthony Denzer

Sustainable design II, Marie-Hélène Contal & Jana Revedin

Dense + green – innovative building types for sustainable urban architecture, Thomas Schropfer Ecological urban architecture, Thomas Schropfer Sustainable architectures, Simon Guy & Steven Moore Green Buildings Pay. Design, Productivity and Ecology, Brian W. Edwards & Emanuele Naboni

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÈTAVERSIE

Manfred hegger & Matthias fuchs

ADD-ONS BINNENKLIMAAT SCHIL CONFIGURATIE HOOFDVORM CONTEXT

IABR 2018+2020 - THE MISSING LINK

ADD-ONS

LEXICON ENERGIE & ARCHITECTUUR BÃ&#x2C6;TAVERSIE

CONTEXT HOOFDVORM CONFIGURATIE SCHIL BINNENKLIMAAT