Over de grenzen van comfort
De discrepantie tussen theoretische en effectieve energiezuinigheid kan oplopen tot zo’n 50%, waarbij aspecten als technische installaties, de gebouwschil, de compactheid van een gebouw, het rebound-effect en vooral het gedrag van en het aantal bewoners bepalend zijn. Om energieconsumptie terug te dringen, dienen we naast efficiëntie dus ook andere vragen te stellen: welke installaties zijn echt nodig voor een specifieke bezetting of activiteit? Voldoet de beschikbare natuurlijke energie aan de vooropgestelde comforteisen? Kunnen piekwaardes aanvaard worden? En hoe kunnen we simpelweg minder energie consumeren, oftewel: wanneer is het genoeg?
Comfort is een subjectief gegeven, maar ook een bepalend aspect in de bouwfysica. Tussen 1960 en 1970 ontwikkelde P.O Fanger het neutraal comfortmodel, dat de officiële referentie is in veel hedendaagse normen voor de bepaling van thermisch comfort. Ondanks de ruime steekproef en brede opzet van dit model, wordt in de huidige toepassing gemakshalve enkel naar luchttemperatuur en radiatie gekeken. Luchtvochtigheid, luchtsnelheid, kleding en lichaamsmetabolisme blijven buiten beschouwing.
Wat in het neutrale model niet wordt meegenomen is de invloed van het buitenklimaat. Daarom wordt sinds 2004 steeds vaker een adaptief comfortmodel als alternatief voorgesteld. Dit model houdt rekening met wisselende buitentemperaturen en is daarom ook relevant voor andere, niet-westerse klimaatzones en voor de berekening van comfort in functie van toekomstige klimaatveranderingen. Voor de afbakening van de thermische comfortzone wordt hier bovendien een onderscheid gemaakt tussen een ‘standaard’ gebruiker, kwetsbare groepen en tijdelijk gebruik. Deze evolutie laat toe om meer te differentiëren tussen comfortzones, rekening houdend met verschillende activiteiten, bezettingen, beschikbare natuurlijke energie en verschillende microklimaten op een site.
“Een beetje thermisch discomfort, voor een korte tijd, is zeker mogelijk en soms zelfs wenselijk” ~ Maarten Lambrechts (archipelago)
De historiek van de verschillende comfortmodellen leert ons in de eerste plaats dat de grenzen van een comfortzone niet vastliggen. Als we zouden uitgaan van een effectief energiezuinig gebouw, waarbij in de eerste plaats wordt ingezet op hernieuwbare energie en een low-tech conditionering van de binnenklimaten, dan is de kans groot dat op bepaalde momenten de binnentemperatuur over de grenzen van een comfortzone zal gaan. Deze pieken, koude of hitte, hoeven echter geen probleem te zijn als ze zorgvuldig worden afgestemd op de bezetting en de activiteiten in een gebouw. Een beetje thermisch discomfort, voor een korte tijd, is zeker mogelijk en soms zelfs wenselijk.
Greenpeace Belgium HQ: ontwerpen met adaptief comfort
Om de juiste verhouding te vinden tussen wat beschikbaar is en wat juist genoeg is, volgen we bij archipelago architects het Sufficiency-Efficiency-Renewables-raamwerk. Door sufficiëntie (de vraag naar energie en materialen verlagen) aan efficiëntie en hernieuwbare energie te laten voorafgaan, creëren we een architectuur die minder afhankelijk is van technologische kortetermijnoplossingen of specifiek consumptiegedrag. Immers: efficiency without sufficiency is lost.
Hoofdkantoor Greenpeace Belgium © archipelago
Het nieuwe hoofdkantoor van Greenpeace Belgium is een van onze recente sufficiëntie-experimenten. Oorspronkelijk een orgelatelier, nu herbestemd tot een plek om te werken, mensen te ontmoeten en allerlei activiteiten voor te bereiden. Door tijd door te brengen in de voormalige kantoren en later ook in het Rainbow Warrior-schip, leren we de verschillende profielen kennen (medewerker, vrijwilliger, activist, bezoeker) en hun activiteiten (werken, vergaderen, overnachten, spandoeken maken, muurklimmen). Met een uitgebreide enquête worden de verschillende wensen voor de toekomstige werkplekken samengebracht. Zij vragen meer interactie tussen de verschillende profielen en willen ‘comfort’ kritisch laten analyseren.
"Door sufficiëntie creëren we een architectuur die minder afhankelijk is van technologische kortetermijnoplossingen" ~ Maarten Lambrechts (archipelago)
Simulatie bezonning voor het hoofdkantoor van Greenpeace Belgium. Voor de analyse van de bestaande toestand bestudeerde archipelago waar in het project meer of minder zonne-energie wordt opgevangen. Naast de evidente toepassing voor de plaatsing van zonnepanelen, kunnen ze zo een beeld vormen van de thermische zones binnen en buiten het gebouw. Dit leidde onder meer tot de creatie van een ruim terras als aanvulling op de koele binnenplaats en leverde relevante data voor de optimalisatie van het gevelontwerp. © archipelago
Een gedeelde ambitie tussen architect en opdrachtgever is een belangrijk voordeel in het concept van sufficiëntie en comfort. Dit vormt de basis voor een proces van match-making, waarbij we het gevraagde thermisch comfort kritisch evalueren en vergelijken met de beschikbare energie en de eigenschappen van de gebouwen. Het onderzoeksteam binnen archipelago bezorgt hiervoor een uitgebreide bouwtechnische en bouwfysische analyse van de site, van bezonning en schaduw, tot daglichtautonomie en de kwaliteit van het daglicht in de verschillende delen van het project. Vervolgens worden tijdens het ontwerpproces verschillende opties getest om het thermisch comfort en daglicht te optimaliseren door de strategische plaatsing van patio’s, ramen en koepels.
Simulatie daglichtautonomie voor het hoofdkantoor van Greenpeace Belgium. Naast de voordelen van luchtzuivering en natuurlijke zonwering, blijkt dat een nieuwe boom, in bloemperiode, weinig invloed heeft op de daglichttoetreding in het gebouw. Dergelijke dynamische simulaties hebben vervolgens ook invloed op het match-making-proces. Lagere daglichttoetreding wordt bijvoorbeeld gekoppeld aan tijdelijk gebruik (zoals de keuken). © archipelago
Na de optimalisatie van het binnenklimaat, kijken we naar de ruimtelijke organisatie van de verschillende activiteiten en zoeken we naar een ‘match’ op het vlak van thermische vereisten. We hebben voor elke ruimte de binnentemperaturen doorheen het jaar geanalyseerd en hieruit kunnen we afleiden welke ruimtes op welk moment en voor hoelang gebruikt kunnen worden. Bepaalde keuzes zijn evident: gastenkamers worden in de rijhuizen vooraan geplaatst, of het orgelatelier wordt nu een workshop voor activisten, maar daarnaast ontstaat een sequentie van gevarieerde microklimaten. Een aanbod van binnen- en buitenruimtes waarvan de condities evolueren doorheen het jaar en die zowel opportuniteiten als beperkingen bieden.
Bij het adaptief comfortmodel zien we dat de binnentemperatuur mee evolueert met de buitentemperatuur, maar hoge of lage pieken worden vermeden. Dit gebeurt in de eerste plaats door de plaatsing van zonwering. Daarnaast wordt het zomercomfort aanzienlijk verbeterd door natuurlijk ventilatief koelen. Het ventilatiesysteem volgt namelijk een simpel algoritme waarbij er dwarsventilatie ontstaat door ramen en koepels te openen als de binnentemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur, als de binnentemperatuur hoger is dan 23°C of als de buitentemperatuur hoger is dan 14°C. Een manuele optie (zelf het rooster openen) is steeds mogelijk, maar deze mechanische nudging betekent wel dat de lokalen het hele jaar door, wanneer ze bezet zijn, binnen de grenzen van de comfortzone blijven.
Het technisch ontwerp helpt vooral om technieken te vermijden: geen airconditioning en minder luchtschachten resulteren in minder impact op de structuur, evenals het budget, en een lagere operational en embodied carbon van de installaties. Zo hebben we ook voor een kleinere warmtepomp gekozen (en geen backup-ketel) door af te wijken van de norm en uit te gaan van 0°C (in plaats van -8°C) buitentemperatuur en interne warmtewinsten. Dus enkel na een lange, koude kerstvakantie zou het iets langer duren om het gebouw op te warmen. En ook voor sanitair warm water is de capaciteit niet afgestemd op de piekvraag. Voor de vrijwilligers die af en toe overnachten in het hoofdkantoor, werd geredeneerd dat ze robuust genoeg zijn en minder comfort volstaat.
Hoofdkantoor Greenpeace Belgium © archipelago
Genoeg is meer
Less is More (Mies), Less is a Bore (Venturi), Yes is More (Ingels). De adagia over architectuur zeggen veel over ‘minder’ en ‘meer’, maar wat is ‘genoeg’ in architectuur? Is de tijd rijp om een kritische ontwerpaanpak te cultiveren over ‘genoeg’? En over wat voor soort architectuur spreken we dan? Misschien een architectuur waarvan de kwaliteiten niet zichtbaar, maar wel voelbaar zijn in het dagelijkse gebruik?
"Is de tijd rijp om een kritische ontwerpaanpak te cultiveren over ‘genoeg’?" ~ Maarten Lambrechts (archipelago)
Een architectuur van genoeg leidt tot een ander soort leven in gebouwen. In de recente heruitgave van ‘Upper Lawn Solar Pavilion’, een publicatie van de Smithsons over hun buitenhuis, ‘a simple climate house’, ‘half-building, half-ruin’, beschrijft Alison Smithson via dagboeknotities hoe een experiment in ecologische architectuur leidt tot een verhoogde aandacht voor het weer, de seizoenen, de natuur en hoe het leven zicht daarrond schikt. Door de architectuur, en een gebrek aan comfort, ontstaat een intieme en steeds evoluerende band tussen de bewoners en hun omgeving.
Bovendien kunnen we de grenzen van comfort nog verleggen. Recent onderzoek in de thermofysiologie toont aan dat variatie in temperatuur, zeker ook buiten de thermische comfortzone, onze fysiologische weerstand verbetert, evenals cardiovasculaire functies en metabolische gezondheid. Dit soort inzicht toont aan hoe we voorbij de misconceptie van comfort kunnen teruggaan naar de oorspronkelijke grenstoestand van architectuur: gezondheid. Als een eeuw geleden de standaard voor een leefkamer 15°C was en voor een ziekenkamer 20°C, zijn we dan allemaal ziek? Is het tijd om thermisch discomfort terug binnen te laten?
Arch. Maarten Lambrechts
archipelago