Comfortabele en energiezuinige schoolgebouwen Chrit Cox Nelissen ingenieursbureau brede school Ijburg, Amsterdam
1
adviseur installatietechniek, bouwfysica, akoestiek brandveiligheid en duurzaamheid
het Bouwhuis te Zoetermeer
Rabobank te Venlo
Talita Koemischool te Nijmegen
de Berkenheuvel te Geldrop
zorg
theater de Bussel en bibliotheek Theek 5 te Oosterhout
onderwijs
hoofdkantoor De Mandemakers Groep te Waalwijk
Dr. Mollercollege en de Walewyc te Waalwijk
Natlab 2.0, te Eindhoven
cultuur
kantoor
Stadshuis te Nieuwegein
zorgcomplex Ameide Open Vensters bron: EGM architecten
Melchers Museum te Gorssel
STC Waalhaven Rotterdam
zorghotel Udens Duyn
van Abbemuseum te Eindhoven
brede School Houthavens te Amsterdamj
Nicolaas Klooster Mariaheide
2
brede school te Ijburg bron: Jeanne Dekkers architectuur
MFA het Kruispunt te Tilburg
brede school Rheden
Talita Koemischool te Nijmegen
IKC Zeeburgereiland
brede School Houthavens te Amsterdamj
BMV Aldenhof Hoensbroek
ROC Mondriaan Leidschenveen
Christiaan Huygenscollege te Eindhoven (eerste energieneutrale school)
Da Vinci College te Roosendaal
Nieuw Welgelegen te Utrecht
Incubatorgebouw Universiteit te Maastricht
hoger onderwijs
basisonderwijs
het OdyZee in Goes 1e passieve school Nederland
middelbaar en (beroeps)onderwijs
onderwijs
Bibliotheek Bijzondere Collecties, UvA
Life Science Incubator, Universiteit te Utrecht
Metaforum TU te Eindhoven
3
Nelissen ingenieursbureau Ervaren & jonge hoogopgeleiden
•
volledige integratie installatietechniek, bouwfysica & akoestiek, duurzaamheid
75%
• installatietechniek (WT en ET) diversiteit
• bouwfysica, (ruimte-) akoestiek,
man & vrouw
Junior / senior
60 / 40
60 / 40
brandveiligheid, windhinder • duurzaamheid
• Verbindend, deskundig, creatief en slagvaardig
• flexibele en platte organisatie waarin kennisoverdracht en pro-actieve werkwijze centraal staat
•
mensen met fijnzinnig gevoel voor het mens en gebouw, geen blinde technici resultaat
optimaal (totaal) 4
ontwerpaanpak
omgeving
gebouw
leer-/werkplek
geïntegreerd en gebruikmakend
gebouw dat energievraag
comfortabele gezonde leer-/
van de omgeving zonder deze
beperkt en groene uitstraling
werkplek afgestemd op
uit te putten. Invloeden vanuit
combineert in
gebruik en individueel
omgeving op perceel
het duurzame concept
regelbaar
5
Ontwerpaanpak - gebouw stap 1: een bouwfysisch goed gebouw goede isolatie waarde
•
gebruik maken van daglicht
Rc = 5,0 m2K/ W
energieverbruik
•
Rc = 7,0 m2K/ W
investeringskosten zomer
•
gebruik maken van de oriëntatie, toepassen van zonwering
•
gebruik maken van gebouwmassa en nachtventilatie
•
goede akoestiek
winter
6
Ontwerpaanpak - gebouw stap 2: installaties daar waar nodig, die energievraag beperken •
ventilatie CO2 regeling op 950 ppm en warmte terugwinning
•
gebruik maken van daglicht met kunstlicht als toevoeging
•
Laag Temperatuur Verwarming
•
verlichting schakelen op aanwezigheid
•
bereikbare en goed te onderhouden installaties
•
een goed gebouw beheersysteem met energiemodule
•
BAOPT, lager bouwen 7
ontwerpaanpak - gebouw Stap 3: duurzame opwekking •
WKO-WP
•
Wijkverwarming
•
Micro WKK
•
PV panelen
Op basis van een TCO berekening inzichtelijk maken wat de ‘beste’ investering voor de gebruiker is. 8
Ontwerpaanpak - werk / leeromgeving goede geluidwering duurzaamheid goede energieprestatie
binnenklimaat
goede (ruimte)akoestiek behaaglijkheid
goede ventilatie zomer en winter
goede ICT
goed daglicht en aanvullende kunstlicht
geen installatiegeluid 9
Veel te hoge CO2-concentraties
Onderzoek GGD, TU Eindhoven, TNO ….. Veelvuldige, grote overschrijding grenswaarde voor CO2 concentratie Oorzaak onvoldoende ventilatie (capaciteit van voorzieningen, gebruik)
10
slechte binnenmilieukwaliteit in scholen
toename ziekteverzuim leerlingen + leraren slechtere leerprestaties lagere productiviteit leraren 11
Programma van eisen Frisse Scholen
Doel
eenduidigheid in eisen formuleren; leidraad voor schoolbesturen voor PvE
Thema’s: 1. energie 2. binnenluchtkwaliteit 3. thermisch comfort 4. visueel comfort 5. akoestisch comfort Ambitieniveau’s: 1. Klasse C (acceptabel; (Bouwbesluit)) 2. Klasse B (goed) 3. Klasse A (zeer goed)
Bron:
Aan ambitieniveau zijn prestatie-eisen per thema gekoppeld
12
Programma van eisen Frisse Scholen
Ontwerpteam / aannemer dient aan te tonen dat aan de prestatie-eisen voldaan wordt.
13
Programma van eisen Frisse Scholen
Ontwerpteam / aannemer dient aan te tonen dat aan de prestatie-eisen voldaan wordt. Enkele typische/kritische eisen: • thermisch comfort (Temperatuur Overschrijding) • visueel comfort (verlichtingssterkte, verblinding …) • EPC • Bouwbesluit 2015 nieuwe Rc-eisen: • dak: Rc = 6 m2K/W • wanden: Rc = 4,5 m2K/W • bg vloeren: Rc = 3,5 m2K/W • .. e.e.a. heeft belangrijke impact op ontwerpkeuzes:
Bron:
Bijv: U-waarde, ZTA, glaspercentage bepaalt voor belangrijk deel het thermisch comfort samen met andere ontwerpkeuzes (denk hierbij aan installatieconcept, gebruik, oriëntatie, warmtebronnen etc.) 14
Frisse Scholen – conflicterende keuzes De eisen uit het PvE Frisse Scholen leiden vaak tot conflicterende keuzes daglicht
energiegebruik thermisch comfort
akoestisch comfort
binnenluchtkwaliteit 15
praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven
• •
6.500 m2 bvo,: twee basisscholen, kinderdagverblijf, gymzaal, wijkcentrum en bedrijfsruimte
•
opdrachtgever: klasse A Programma van Eisen Frisse Scholen 2010. gemeente Amsterdam : klimaatneutraal
•
•
architect: Marlies Rohmer
16
praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven
•
gebouwgebonden energiegebruik is nul;
•
maximale CO2-concentratie in het klaslokaal 800 ppm, overeenkomend met een ventilatiedebiet van 12 l/s per persoon;
•
minimaal 4 te openen ramen met een minimum oppervlak van 4 m2; minstens 50% in het bovenste deel van de ramen; operatieve temperaturen in de zomer (gedurende minimaal 90% van de gebruikstijd): maximaal 22 °C als de buitentemperatuur lager is dan 20 °C, maximaal 2 °C boven de buitentemperatuur als de buitentemperatuur hoger is dan 20 °C, met een maximum van 27 °C;
•
•
gemiddelde daglichtfactor van 8% in het midden van de klaslokalen 17
praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven
• • •
stadsverwarming en -koeling gebalanceerde mechanisch ventilatiesysteem met warmte-terugwinning, vraaggestuurd 750 m2 PV
energiegebruik
ventilatie
daglicht
eis energie klasse A PvE Frisse Scholen
BB 2015 ! 18
energiedak Christiaan Huygens College
pv-cellen energiedak
bron
warmtepomp laagtemperatuurverwarming: vloer hoogtemperatuurkoeling: vloer
19
praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven
•
Radiance-berekening: daglichtfactor 8%: ramen in 2 gevels geen realistische eis
•
bovenste deel ramen: geen zonwering: nadelig voor temperatuuroverschrijding, zicht op bord
Klaslokaal 2 gevels
klaslokaal 1 gevel
20
praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven
•
en de praktijk …
21
praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven
•
gebruik thermische massa: geen verlaagd plafond nagalmtijd
baffles
energiegebruik
akoestiek
22
praktijkvoorbeeld Merlet college
• • •
10.000 m2, middelbare school ‘low-tech’ architect Ector-Hoogstad
23
praktijkvoorbeeld Merlet college
•
klimaat Frisse Scholen klasse B? optie
voldoet aan de eisen
1a - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie
nee
2a - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie; hoge interne warmtelast
nee
1b - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur)
nee
2b - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur); hoge interne warmtelast 1c - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, nachtventilatie (1380 m3/uur)
nee ja
2c - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, nachtventilatie (1380 m3/uur); hoge interne warmtelast
nee
1d - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie, vloerkoeling
nee
2d - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie, vloerkoeling; hoge interne warmtelast
nee
1e - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur); nachtventilatie (1380 m3/uur)
ja
2e - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur); nachtventilatie (1380 m3/uur) ; hoge interne warmtelast
ja
24
praktijkvoorbeeld Merlet college
•
klimaat Frisse Scholen klasse B?
•
lage interne warmtelast: ja
•
hoge interne warmtelast (laptops): extra ventilatie via te openen ramen
tocht/koude? geluid? luchtkwaliteit?
25
natuurlijke toevoerroosters
26
conclusies
Ontwerp gezonde en energie-efficiente scholen: •
vaak conflicterende eisen, klasse A niet haalbaar/nodig voor alle aspecten
•
ontwerpfase: consequenties van keuzes toelichten door adviseur
•
selectie van prestatie-eisen door opdrachtgever ism adviseurs
•
focus afhankelijk van project
•
kosten!
•
architectonische keuzes! 27
TVVL Magazine
28
