Als opdracht kregen we een renovatie van het St St. Joriscollege te Eindhoven,, omdat de school niet meer voldoende capaciteit had.. Allereerst kregen we een rondleiding en hierna werd er een analyse nalyse over de school gemaakt. Hierdoor vielen de volgende paar punten vooral op. De positieve punten aan het gebouw waren: + Kleinschaligheid + Constructie + Voldoende daglichttoetreding Maar wat vooral opviel aan het gebouw waren de negatieve punten namelijk: - Onvoldoende capaciteit - Bouwfysische staat - Flexibiliteit - Helderheid gebouw - Geluidhinder
Bouwfysisch Doordat de bouwfysische staat van het gebouw ernstig te wensen overliet, heb ik gekozen om voor het passief wonen concept te gaan. Dit concept heeft een paar eisen waaraan het gebouw moet voldoen. In eerste plaats moeten de warmteverliezen drastisch beperkt worden. De transmissieverliezen kunnen worden verminderd door het gebouw beter te isoleren. De ventilatieverliezen worden gereduceerd door een extreme luchtdichtheid in combinatie met een mechanische balansventilatie met hoog rendement warmterecuperatie. Dit houdt in dat het gebouw een extreem goede -waarde moet hebben. Namelijk 6,67 m²K/W voor wanden, vloeren en muren en 1,25 m²K/W voor de ramen. In de tweede plaats moet zo veel mogelijk gratis energie gebruikt worden. De passieve verwarmingsinput in scholen is hoog. De aanwezige interne warmtewinsten afkomstig van personen en apparaten, verwarmen de lokalen. Deze worden door middel van warmtewisselaars met een rendement van meer dan 75% gebruikt. Van buiten uit wordt er warmte geleverd door stralingswarmte van de zon. Deze stralingswarmte wordt opgevangen via glazenoppervlaktes in de zuid gevel. Deze zorgen eveneens voor veel daglichttoetreding, ondanks dat maar één zijde van het lokaal van beglazing voorzien is. Wel moet er gelet worden op dat de lokalen niet te oververhit raken. Daarom is het zinvol om zonnewering te integreren in het ontwerp en eventueel gebruik te maken van nachtventilatie en bodem- en luchtwarmtewisselaars. Tevens moet in het gebouw energiezuinige verlichting, energieefficiënte elektrische apparaten en eventueel energiewinning door zonnecollectoren geplaatst worden. Het resultaat van een passieve school op het St. Joriscollege is hieronder berekend: Nederland kent een gemiddelde jaartemperatuur van 9,3 ºC en een goede stooktemperatuur ligt rond de 21 graden. Hierdoor wordt voor de berekeningen gebruik gemaakt van een temperatuurverschil van 10°C (of 10°K)
Bestaande gebouw Betonnenmuur (800m²) 100mm betonsteen – luchtspouw – 100mm betonsteen
,
Rc = = , + 0,17 +
, ,
= 0,55 m²K/W
= 1,8 W/m²K 1,8 x 800 x 10 = 14,4 kW
Aluminium puien (330m²) 2mm Aluminium – luchtspouw – 2mm Aluminium
,
,
Rc = =
+ 0,17 +
, ,
= 5,88 W/m²K 5,88 x 330 x 10 = 19,4 kW Glaswerk (900m²) Enkel glas Rc = 0,175
= 5,7 W/m²K
= 0,17 m²K/W
5,7 x 900 x 10 = 51,3 kW Totaal verbruik van de gevels van ‘t bestaande gebouw 14,4 + 19,4 + 51,3 = 85,1 kW = 85,1 kJ/s 85,1 x 3600 = 306 MJ/h Vanuit gaande dat men 8 uur per dag, 5 dagen per week en 40 weken per jaar de school gebruikt. 306 x 1600 = 490,2 GJ per jaar
Ontworpen gebouw Muur (2330m²) 105mm gevelklinker – luchtspouw – 230mm Steenwol - 105mm gevelklinker
Rc = =
, ,
+ 0,18 +
, ,
+
, ,
= 6,66 m²K/W
= 0,15 W/m²K 0,15 x 2330 x 10 = 3,5 kW Glaswerk (940m²) triple glas ( 4mm glas – 15mm argon – 5mm glas – 15mm argon – 5mm glas) Rc = 1,67
= 0,6 W/m²K 0,6 x 940 x 10 = 5,6 kW De berekening is eigenlijk andersom berekend, omdat voor een passief gebouw de U-waarde een maximum mag hebben van: • 0,85 W/m²K voor vensters en deuren; • 0,80 W/m²K voor beglazing; • 0,15 W/m²K voor wanden, vloeren en muren. Totaal verbruik van de gevels van het ontworpen gebouw 3,5 + 5,6 = 9,1 kW = 9,1 kJ/s 9,1 x 3600 = 32,8 MJ/h Vanuit gaande dat men 8 uur per dag, 5 dagen per week en 40 weken per jaar de school gebruikt. 32.8 x 1600 = 52,4 GJ per jaar
Omdat het bestaande gebouw over 3 blokken beschikt en het ontworpen gebouw 4 blokken, vermenigvuldigen we het bestaande gebouw met om zo met de getallen te kunnen vergelijken.
490,2 x = 653,6 GJ per jaar
tegenover 52,4 GJ per jaar
Dus het nieuw ontworpen gebouw verbruikt maar 8% van wat het bestaande gebouw verbruikt. In deze berekening zijn alleen de gevels meegenomen, dit doordat er in de analyse niet meer berekend is. En doordat de verhouding van besparing hetzelfde blijft is dit niet noodzakelijk. Al zal de berekende besparing hoger uitkomen, doordat het dak en fundering goed geïsoleerd zijn.
Door het nieuwe gebouw wordt per jaar 600 GJ bespaard 1m³ gas is ongeveer 32MJ en kost €0,22, dus bespaart 18.750 m³ gas en €4.125,- per jaar Doordat alleen de gevels berekend zijn en dit maar ¼ deel is van het totale contact met de buitenwereld, wordt dit bedrag nog eens vermenigvuldigd met 4 en komt zo uit op: €12.500,Dit zal meer zijn naarmate de school ook voor naschoolse activiteiten gebruikt wordt. En ook door het effect van passief bouwen, doordat de gevels op het zuiden allemaal open zijn en zo met zonne-energie opgewarmd worden. En zo dus minder hoeven te stoken om er een aangename temperatuur van te maken. Dit maakt een passieve school ongeveer 3 maal zo zuiniger dan wanneer alleen maar gebruik wordt gemaakt van juist isolatie. Dus het verschil in stookkosten zal op €37.500,- per jaar uitkomen. Wat een leuk bedrag per jaar is om het onderwijs beter te maken, of om andere investeringen te doen.
Zonwering Om oververhitting en verblinding te voorkomen wilde ik gebruik maken van lamellen, maar deze lamellen hebben een andere vorm. Hierdoor wordt de zomerzon tegengehouden, maar de winterzon, die lager staat dan de zomerzon, wordt naar het plafon gereflecteerd. Dit resulteert in meer licht en meer warmte van de winterzon in het lokaal, zonder dat hier hinder van wordt ondervonden. De lamellen bevinden zicht aan de buitenzijden van het glas en zitten vast, dus zijn niet regelbaar.
Ventilatie Volgens het Bouwbesluit gelden voor nieuwbouw klaslokalen de volgende eisen: • 7 dm3/sec/m2 bij een bezettingsgraad van 0,8 0,8-2 m2 vloer opp. p.p. 3 2 • 2,8 dm /sec/m bij een bezettingsgraad van 2-5 2 m2 vloer opp. p.p. • 1,1 dm3/sec/m2 bij een bezettingsgraad van 5-12 5 m2 vloer opp. p.p. • Bij alle bezettingsgraden geldt een minimum van 7 dm3/sec. Een lokaal bij het St. Joriscollege is 7,4m x 7,2m = 53,28 m2. Gemiddeld zitten er 30 leerlingen en een leraar in een lokaal wat uitkomt op 53,28 / 31 = 1,72 m2 p.p. Er moet dus 7 dm3/sec/m2 x 53,28 m2 = 373 dm3/sec lucht aangevoerd worden. Hierdoor worden er 2 luchtleidingen per lokaal van 150mm bij 300mm toegepast, om zo de snelheid van 3m/s niet te overschrijden. overschrij De behandeling van de lucht wordt per blok geregeld en staat op het dak daarvan. De centrale ruimte heeft een grotere technische ruimte om de aula en kantoren van verse en warme lucht te voorzien.
Verlichting Er zijn standaardoplossingen om zoveel mogelijk mogelijk energie te besparen in de vorm van de volgende systemen. Hierdoor wilde ik een daglichtafhankelijk daglichtafhankel regelingssysteem toepassen. Dit ook omdat deze verlichtingssoort het beste aansluit op de zonwering die de zon verder de ruimte in brengt.. De lokalen worden worden voorzien van wandschakelaars, maar in de gangen springen de lampen automatisch aan wanneer er activiteiten worden waargenomen.
Architectonisch Bij de rondleiding door het schoolgebouw was vooral één aspect dat mij fascineerde; namelijk de kleinschaligheid van het complex. Dit was echter wel gecombineerd met een onlogische route erin. Dit resulteerde in een gevoel dat je er snel in verdwaald. De kleinschaligheid van het gebouw kwam tot uiting doordat het centraal gedeelte in 4 kleinere blokken verder ging. Hierdoor leken de 4 blokken op elkaar, ook doordat de 3 blokken identiek aan elkaar waren. Al waren ze wel 90° gedraaid om het middelpunt. Het desoriënterende en verdwalende effect kwam doordat er geen ramen in de gang waren, behalve bij de patio. Met donker weer is er geen oriëntatie vanuit de zon, en dit resulteert in een gedesoriënteerd gevoel. Dit wordt ook nog eens versterkt doordat op sommige punten de gang ophield, of er provisorische lokalen geplaatst waren. Om meer helderheid in het gebouw te creëren wilde ik de gymzaal weghalen, doordat deze niet meer aan de eisen voldeden, en hiervoor een 4e blok maken. Deze was in het idee van het gebouw weer 90° gedraaid ten opzichte van het naast gelegen blok. Hierdoor was voldoende ruimte om te voldoen aan de capaciteit die in het plan van eisen gesteld werd. Echter zitten hier de sport- en theatervoorzieningen niet in het schoolcomplex, omdat het zo makkelijker wordt om deze buiten schooltijden te verhuren, zonder dat er allemaal mensen in de school komen waar ze eigenlijk niets te zoeken hebben. De blokken krijgen een geheel open sfeer, om desoriëntatie te voorkomen. In de blokken staan twee rijen lokalen met glazenoppervlakte op het zuiden, om veel zonwarmte te ontvangen. Hier tussenin ligt een éénlaags lokaal, dit zodat deze niet de zonnestralen tegenhouden voor het achtergelegen lokalenblok. Deze éénlaagse lokalen worden gebruikt voor de lokalen die meer oppervlakte nodig hebben dan de gebruikelijke theorielokalen, namelijk muziek, techniek, tekenen en het studiehuis. Het dak van deze lokalen wordt tevens gebruikt als verkeersruimte. Om toch een spannend geheel te krijgen zijn er wel ramen geplaatst waardoor men buiten de blokken kan kijken, maar wel zo dat de kleinschaligheid gewaarborgd blijft. In het centrale gedeelte is ook gekozen voor een open opzet, veel ramen en geen scheiden muren, behalve voor het administratie gedeelte. De bibliotheek en ICT zijn helemaal bovenin gelegen en hangt boven de aula, dit om het centraler te maken en makkelijker toegankelijk te maken. Dit om zo zelfstudie te stimuleren. Op de 1e etage is nog plek voor studie in groepen, waar overleg mogelijk is. Deze ruimte is tevens ook als aula te gebruiken in de pauzes. Op de begane grond is de gehele ruimte gereserveerd voor een aula, om zo voldoende plek te hebben voor alle leerlingen. De leraren hebben ook hier een eigen plek om zich terug te trekken en pauze te houden, maar deze is verplaats om zo de leerlingen een mooi uitzicht te geven over de sportvelden en voor de leraren een intiemere plek te creëren. Vanaf de ingang kan men daardoor ook helemaal doorkijken over de sportvelden richting het bos.
Geluidhinder Bij het huidige gebouw was duidelijk last van geluidsoverlast. Dit is in het bovenste schema weergegeven.. In I het onderste schema is de geluidsoverlast van het nieuwe ontwerp weergegeven. weergegeven In het huidige gebouw is geluidshinder van het tegenoverliggende lokaal, mits beide lokalen de ramen open hebben he staan. In het nieuwe ontwerp is hier geen sprake van, doordat de ramen er tegenover niet open kunnen. Deze kunnen aan de andere kant open, waar tegenover geen ramen gelegen zijn. Ook was in de school geluidsoverlast van lokalen die in de patio’s tegen tegenover elkaar gelegen waren. Natuurlijk is dit niet van kracht op het nieuwe ontwerp doordat hier geen patio’s in zijn. De 3e geluidshinder was wanneer er pauze gehouden werd wanneer er les was. Dit was een theoretisch probleem, want er werden geen gescheiden n pauzes gehouden. Dit was eigenlijk wel noodzakelijk doordat de aula te klein was. Echter is in het huidige ontwerp een aula vann voldoende grootte geplaatst, hierdoor zijn geen gescheiden pauzes nodig en is er ook geen sprake van geluidsoverlast. Het laatste ste punt is geluidshinder van de snelweg, dit is wanneer er zuidenwind staat. In het ontwerp is er echter voor gekozen om deze hinder voor lief te nemen. Dit omdat de ramen ra wel aan de andere kant gesitueerd kan worden, maar hierdoor ontstaat weer geluidsoverlast geluidsov met de lokalen onderling. En, niet geheel onbelangrijk onbelangrijk, wordt dan inbreuk gedaan op het passief wonen concept. Hierdoor is dit de enigste soort van geluidsoverlast in het ontwerp.
Flexibiliteit De flexibiliteit van de school liet erg ten wensen over, dit was duidelijk te zien aan hoe de studieruimte en ICT ruimtes waren ingedeeld.. Bij de studieruimte waren er gewoon muren uit 3 lokalen gebroken. De ICT ruimtes waren achteraf naast de bibliotheek en een ruimte aangrenzend aan de gang. ng. Deze ruimtes zijn recent toegevoegd, maar het is duidelijk te zien dat het gebouw hier niet op berekend is en zo moest st er veel geïmproviseerd worden om enigszins bruikbare ruimtes te krijgen. Ook is dit duidelijk op de plattegrond te zien op de begane grond. Deze is namelijk flink aangepast, en is de gang die op andere plaatsen doorloopt onderbroken. Dit geeft een heel rommelig en ongeregeld geheel en leidt zelfs tot desoriëntatie. Doordat een school te maken krijgt met andere lesmethodes in de loop van de jaren, is het belangrijk dat een school gebouw hierop kan inspelen. Hiervoor zijn de lokalen in het ontwerp ont in langwerpige blokken opgedeeld. Door hier schuifwanden in te plaatsen, die het geluid goed isoleren en geen overlast veroorzaken, kan men een grotere ruimte creëren. En bij langdurig gebruik kunnen de schuifwanden zelfs verwijderd worden. Hierdoor hoeven er geen muren gebroken te worden, wat al lastig is bij dikke muren van 490mm dik. k. Tevens blijft de indeling helder en ontstaan er geen geïmproviseerde iseerde ruimtes
Parkeergarage Bij aankomst op het terrein viel het meteen op dat er veel auto’s aanwezig waren, en dit in een natuurrijke omgeving. Dit deed gelijk afbreuk aan de omgeving, hierdoor wilde ik in mijn plan een parkeergarage maken. Deze is gelegen onder de fietsenstalling, waar deze ook momenteel geplaatst is. Hierdoor komen de auto’s niet op het schoolterrein en staan ze niet in het zicht. Wat een meekomend effect is, dat de jongeren niet geconfronteerd worden hiermee en zo minder gemotiveerd rd worden om ook met de auto naar school te komen en zelfs de leraren motiveert om met de fiets te gaan.
Constructief De constructie van het originele gebouw blijft gedeeltelijk bestaan. Namelijk de vloeren, kolommen en liggers, van de 3 blokken waarvan nieuwe lokalen gevormd worden. Bij de acht blokken wordt een muur omheen gemetseld, om voldoende isolatie te bieden (groen gearceerd). Bij de tussenblokken wordt glas tussen geplaatst om zo lokalen te vormen (blauw gearceerd). Hiervan wordt alleen van de begane grond de constructie behouden. De Brink en de gymzalen worden geheel verwijderd, omdat deze te klein zijn en niet aan de eisen voldoen (rood omlijnt).
Hierin is te zien hoe de muren de oude constructie omarmen en insluiten
Constructief schema: begane grond
Constructief schema: dak en vloer bibliotheek
Materalisatie Er wordt overal gebruik gemaakt van wit/grijze gevelklinkers. Die geven het schoolgebouw een moderne uitstraling. Deze is bij de kantoren ten hoogte van de ramen groen geglazuurd. Dit is gedaan om te laten zien dat het nog steeds het oude de school gebouw is, alleen in een nieuwe jas. Voor de afwisseling zit er een afwerkinglaag op de gevelklinker binnen de 4 blokken, deze creëert ook een binnensfeer. Dit is noodzakelijk doordat er al een geheel glazen dak overheen zit, wat een geheel open sfeer geeft. En zo zorgt de afwerkinglaag voor een beschermend gevoel. De kozijnen zijn van kunststof, dit omdat het onderhoudt hiervan minimaal is. De aafwerking van de glazen gevel is trespa (ook een soort kunststofplaat materiaal), materiaal), dit omdat hier het onderhoud ook nihil aan is. Echter is voor de raamkozijnen raamkozijnen van de kantoren en de deurkozijnen binnen gekozen voor houten kozijnen, om een huiselijkere sfeer te creëren.
Sporthal Het sport gedeelte is apart van de school gehouden om het makkelijker te maken om het buiten schooltijden te verhuren, zonder dat er allemaal mensen in de school komen waar ze eigenlijk niets te zoeken hebben. De hal bevindt zicht grotendeels onder de grond. Dit is gedaan om de kleinschaligheid van het geheel te waarborgen. Het steekt wel een stuk boven de grond uit en wordt ervaren als een soort struik. Dit zodat het wel te zien is, en de leerlingen weten waar ze les hebben, maar ook om daglicht in de gymzaal te krijgen. De ramen lopen bijna over de gehele lengte om de lijn van de struik te benadrukken. Hierdoor zijn de kozijnen minimaal gehouden, om dit effect niet te onderbreken. In de sporthal bevinden naast kleedlokalen en 4 gymzalen, ook een fitnesszaal en danslokaal. Deze bevinden zich op hetzelfde nivo als de kleedlokalen. Een verdieping eronder liggen de 4 gymzalen, die vanuit de fitnesszaal en danslokaal te zien zijn via een glazen wand. Onder de fitnesszaal en danslokaal bevinden zicht nog tribunes om lesuitleg te geven aan de leerlingen, of voor de toeschouwers.
Constructief is in het dak gekozen voor een gelaste plaatligger, om zo het dakpakket zo klein mogelijk te houden. Hiervoor is een 1 meter hogen ligger nodig, om 26 meter te kunnen overspannen. Verder bestaat het uit een betonnenbak die rust op zand. De fitnesszaal, het danslokaal en de gang worden door een staalconstructie in de lucht gehouden. Bij de materialisatie is dezelfde gevelklinker gekozen als bij het school gebouw, om een soort eenheid te creëren.
Theater Hiervoor is ook gekozen om het onder de grond te plaatsen, in verband met de kleinschaligheid van het geheel. Ook wordt hierbij zo weinig mogelijk ruimte van de sportvelden ingenomen. De entreehal is een opvallend geheel, om zo al interesse te kweken voor het theater en de voorstelling. Deze hal wordt ervaren alsof men zelf op het podium staat. Het blauwe gedeelte is de trap in de theaterzaal, dat is een verkeersruimte. Deze vorm zal de entreehal om die manier ook hebben, want de entreehal is ook een verkeersruimte; namelijk van buiten naar de theaterzaal. Het publiek bekijkt de toneelspeler, daarom zal die zijde van de entreehal geheel uit glas bestaan. De achterkant is een gemetselde gevel, die daarna zwart geschilderd wordt. Dit omdat de achterkant van het podium ook een solide/zwarte achtergrond heeft. Dit allemaal moet een gevoel geven dat men op het podium heeft gestaan voordat ze in de stoel gaan zitten om de voorstelling te gaan kijken. En zo krijgen de toeschouwers meer respect voor de toneelspelers en zijn ze nauwer met de voorstelling betrokken.
Massamaquette
schaal 1:500
Huidige situatie
Maquette
schaal 1:200
