Transformable architecture in relation to the climate of a building.

Transcriptie

1 Transformable architecture in relation to the climate of a building. How can I use the transformability of a building to optimize the indoor climate in a passive way? 01

2 Samenvatting: Fascinatie voor transformeerbare, aanpasbare & dynamische architectuur Het idee van de meerwaarde van een transformeerbaar gebouw m.b.t. het klimaat van dat gebouw Onderzoek naar transformeerbare gebouwen en het gebruik van passieve energie Vertaling van de verkregen kennis naar een eerste ontwerp Uitwerking naar het huidige ontwerp 02

3 Inhoud: Achtergrond - Fascinatie, Doel van onderzoek Onderzoek - Onderzoeksvragen - Resultaten Ontwerp - vertaling vanuit onderzoek - doorontwikkeling Presentatie van eindproduct 03

4 Achtergrond: Fascinatie: Transformeerbare, aanpasbare & dynamische architectuur 04

5 Achtergrond: Passief energie gebruik: 05

6 Achtergrond: Additief vs. Ingebouwd - Esthetiek - Functionaliteit 06

7 Achtergrond: Idee: Mogelijkheden combineren Additief = Ingebouwd 07

8 Achtergrond: Mogelijkheden combineren: Systeem dat bestaat uit gebouwdelen dat open en dicht kan Esthetisch systeem met het gebruiksgemak van een additief systeem 08

9 Achtergrond: Doel vanuit fascinatie: Transformeerbare architectuur om het binnenklimaat te verbeteren 09

10 Onderzoek: Onderzoeksvraag: Hoe kan ik de aanpasbaarheid van een gebouw gebruiken om het binnenklimaat op een passieve manier te optimaliseren 10

11 Onderzoek: Deelvragen: Wat voor soort bewegende systemen zijn er al? - Hoe werken deze - Wat voor techniek is hiervoor gebruikt - Zijn ze klimaat gerelateerd - Welke onderdelen hiervan zijn bruikbaar voor mijn ontwerp - Welke systemen worden gebruikt voor welke beweging 11

12 Onderzoek: Deelvragen: Welke factoren beïnvloeden het binnenklimaat? - Zon - Wind - Thermische Massa 12

13 Onderzoek: Deelvragen: Toepassen van het onderzoek: - Hoe kan ik het gebruik van zon, wind, mass combineren - Wat zijn de consequenties van een rijtjes huis - Hoe gaat mijn systeem werken - Wat zijn de voordelen hiervan vergeleken met een standaard woning 13

14 Onderzoek: Onderzoeksmethode: Referentie Studies Literatuur Studies Research by Design Design & Simulatie 14

15 Onderzoek: Voorwaarden: Gebouwtype: Gebruiker: Schaal: Wat is beweegbaar: Energie gebruik: Ruimtelijke kwaliteit: Leef kwaliteit: Rijtjeshuis Familie 4-5 personen Meerdere huizen naast elkaar Alles groter dan een additief Zo veel mogelijk passief Beter dan een standaard huis Dezelfde functies als een standaard huis 15

16 Resultaten: Referentie studie: 16

17 Resultaten: Referentie studie: Type: Whole building Roof External Wall Internal Wall External part Internal part 17

18 Resultaten: Referentie studie: Function: Indoor climate Adaptability Extension Daylight 18

19 Resultaten: Eco House, 2006, Concept Movable Roof DROR Architects #01 Roof External Wall Indoor climate Creating a new way to responds to seasonal variations, the Eco House transforms structurally to suit environments in which cold winters and hot summers are the norm. The pitched, A-frame roof assists the conservation of heat, deflects light and eases snow run-off in the winter months while the flat roof and upper band of ventilation creates a wind tunnel circulating breezes in the summer heat. Transformable Architecture 03 19

20 Resultaten: Referentie studie: Conclusie: - Iedere richting / beweging is mogelijk - Veelal één richting, één functie 20

21 Resultaten: Passive heating & Cooling Basis principe Winter Zomer Warmte Verzamelen Oververhitting Voorkomen - Binnen een vaste temperatuur - Buiten een variable temperatuur 21

22 Resultaten: Oriëntatie & isolatie Basis principe W % % % 75% % 98% 10 - Zuid georiënteerd, anders efficiëntieverlies - Isolatie: - Houdt warmte vast in de winter Z - Houdt warmte buiten in de zomer O 22

23 Resultaten: Passive Heating - Direct Gain - Glas zodat de zon in het gebouw kan toetreden - Thermische massa om te beschermen tegen oververhitting + Goedkoopst - Teveel licht veroorzaakt schittering + Meest efficiënt - Grote temperatuurverschillen 23

24 Resultaten: Passive Heating - Thermal Storage Wall - Dikke wand achter zuid georiënteerd glas - Warmte verzamelen gedurende de dag voor de nacht: vertraagd systeem + Hoger comfort niveau - Duurdere methode + Werkt bij grote hoeveelheid - Minder beglazing beschikbaar warmte voor daglichttoetreding 24

25 Resultaten: Passief verwarmen - Sunspace - Glazen ruimte aan het gebouw vast - Verzamelt warmte voor zichzelf en de woning + Erg aantrekkelijk - Duurste oplossing + Extra leefruimte - Minst efficiënt 25

26 Resultaten: Passieve koeling Zon weren: - Shaduw creëren Warmte afvoeren: - Natuurlijke ventilatie Oververhitting voorkomen: - Thermische massa 26

27 Resultaten: Natuurlijke ventilatie - Luchtkwaliteit verbeteren - Binnentemperatuur beïnvloeden + - Drukverschil Temperatuurverschil Zonneschoorsteen 27

28 Resultaten: Thermische massa - Haalt de pieken uit de temperatuurwisselingen - Nachtventilatie optimaliseerd dit effect C C indoor temp indoor temp comfort zone comfort zone outdoor temp outdoor temp 6AM NOON 6PM MIDNIGHT TIME 6AM NOON 6PM MIDNIGHT TIME 28

29 Resultaten: Conclusie literatuurstudies Directe Impact Vertraagde Impact Verwarmen Direct Gain Thermische opslag Day -> Night Koelen Schaduw/ Wind Thermische opslag Night -> Day - Combinatie geeft het beste resultaat - Aanpasbare bufferzone 29

30 Vertaling van het onderzoek naar ontwerp Het gebouw moet in staat zijn om: - Compleet in de schaduw/ naar de zon te richten - Helemaal open/ gesloten te zijn Verschillende weer situaties aankunnen - Zon, licht bewolkt, zwaar bewolkt - <0 C, 10 C, 20 C, >20 C BUFFERZONE - zontoetreding - schaduw - ventilatie - open/dicht 30

31 Verschillende weersituaties < 0 C 10 C 20 C >20 C 10 Both Closed 10 25% Outer Closed Both Open 10 Inner Closed 10 Both Closed 10 Both Closed 5 10 Both Open 5 Inner Closed 10 Both Closed 10 Both Closed 10 Both Open Inner Closed 31

32 Beperkingen - Huizen werken afzonderlijk van elkaar - Gebruiker kan zelf de woning (instellen) - Rijtjeshuis beperkt de beweegrichting 32

33 Eerste ontwerp Winter: Double skin principle Spring/ Autumn: Wintergarden principle Summer: Cross ventilation principle rest heat rest heat rest heat -5 C cold air 20 C H E A T I N G Z O N E 10 C 20 C 20 C 20 C B U F F E R Z O N E 10 C W I N T E R G A R D E N 18 C 22 C 20 C 20 C B U F F E R Z O N E 20 C V E N T I L A T I O N 22 C 20 C 20 C South North South North South North Focus op licht - Bovenste twee verdiepingen 33

34 Ontwikkeling Frictie Teveel schuivende oppervlakken Geen vrije beweging mogelijk 34

35 Ontwikkeling Oplossing 35

36 Ontwikkeling Bovenste twee verdiepingen Aanpasbare Bufferzone < 0 C 10 C 20 C >20 C 10 Both Closed 10 Both Closed 10 Both Closed 10 25% Outer Closed 10 Both Closed 10 Both Closed Both Open 5 10 Both Open 10 Both Open 10 Inner Closed 5 Inner Closed Inner Closed 36

37 Ontwikkeling Wat voor ruimte voeg je toe? Beweegbare vloer: - Lastig te fabriceren - Variabele afmetingen - Geen meubels mogelijk 37

38 Ontwikkeling Voordelen: - Positieve invloed klimaat - Beweegbare gadget Nadelen: - Lastig te fabriceren - Variabele afmetingen - Geen meubels mogelijk 38

39 Kantelpunt Voordelen: - Positieve invloed klimaat - Beweegbare gadget Nadelen: - Lastig te fabriceren - Variabele afmetingen - Geen meubels mogelijk Is dit de kern van mijn plan? Ruimtelijke kwaliteit: Leef kwaliteit: Beter dan een standaard huis Dezelfde functies als een standaard huis 39

40 Kantelpunt Nee. 40

41 Kantelpunt Nieuwe strategie Variabele ruimte Variabele wanden 41

42 Kantelpunt Eenvoudiger systeem Met dezelfde mogelijkheden < 0 C 10 C 20 C >20 C 10 Both Closed 10 25% Outer Closed Both Open 10 Inner Closed 10 Both Closed 10 Both Closed 5 10 Both Open 5 Inner Closed 10 Both Closed 10 Both Closed 10 Both Open Inner Closed 42

43 Doorontwikkeling Focus op licht - Bovenste twee verdiepingen 43

44 Doorontwikkeling Lichtbehoevende functies op de bovenste twee verdiepingen - Keuken - Woonkamer Slapen Woonkamer Keuken Slapen Badkamer Slapen Woonkamer Keuken Slapen Badkamer Standaard Lichte functies omhoog 44

45 Doorontwikkeling Drive-in Woning Slapen Woonkamer Extra Bad / Slaap Keuken Garage 45

46 Doorontwikkeling Lichte functies omhoog Betere connecties Extra Woonkamer Slapen Keuken Bad / Slaap Garage 1/2 46

47 Doorontwikkeling Beter verhouding naar onderlinge relaties Extra Woonkamer Slapen Keuken Bad / Slaap Garage 1/3 47

48 Doorontwikkeling Juiste functies op lichte plaats Extra Woonkamer Slapen Keuken Bad / Slaap Garage 48

49 Situatie

50 Situatie Gemeenschappelijke wand

51 Situatie Daglicht

52 Situatie Vrije rij-woningen

53 Plattegronden -0,5 BG / +0,5 +1 / +1, K 1400 J I 1400 H G F F E E D D C C B A 700 B A

54 Plattegronden Extra Woonkamer Slapen -0,5 BG / +0,5 +1 / +1,5 +2 Keuken Bad / Slaap Garage K 1400 J I 1400 H G F F E E D D C C B A 700 B A Opbouwende functies 54

55 Doorsnede Opbouwende functies - Licht (Dak, Klimaatruimte) - Loopbrug t.b.v. regelen klimaat - Te openen dak 55

56 Aanzichten West Noord Oost Zuid 56

57 Aanzichten Verweven Oost 57

58 Aanzichten Stramien Oost 58

59 Aanzichten Vloeren Oost 59

60 Aanzichten Oost 60

61 Staalprofiel als gevelmateriaal 61

62 Staalprofiel als gevelmateriaal -Constructief -Esthetisch Noord 62

63 Gevelfragment Klimaatruimte 63

64 Gevelfragment Lagen: glas - enkel glas - dubbel glas - te openen dak

65 Gevelfragment Lagen: Doek - Gordijnen - Plafonddoek

66 Gevelfragment Detail 1 Detail Detail 2 Detail Detail

67 Klimaat Regelinstrumenten: - Te openen gevels - Te openen daken Finetuning: - Gordijnen - Plafonddoeken

68 Klimaat 0 C Winter 10 C 0 C 21 C Bufferzone: - Binnen en buiten gesloten - Optimale warmte isolatie - Warmte verzamelen Finetuning: Gordijnen & Plafonddoeken 68

69 69

70 Klimaat 10 C Lente / Herfst 21 C 10 C 21 C Serre: - Buitengevel gesloten, binnen open - Warmte verzamelen - Serre is onderdeel van de binnenruimte Finetuning: Gordijenen & Plafonddoeken 70

71 71

72 Klimaat 20 C Zomer 20 C 20 C 21 C Verlengd balkon: - Beide gevels open - Dak geopen voor maximale ventilatie - Temp binnen = Temp buiten - Woonruimte loopt over in buitenruimte Finetuning: Openable Roof Curtains & Ceiling shutters 72

73 73

74 Klimaat 30 C Hete zomerdag 30 C 30 C 24 C Oververhitting voorkomen: - Buitengevel geopend, binnen gesloten - Dak geopend om warme lucht weg te ventileren Finetuning: Openable Roof Curtains & Ceiling shutters 74

75 75

76 76

77 77

78 78

79 Conclusie: Aanpasbare architectuur is zeker een mogelijkheid om het binnenklimaat te verbeteren... 79

80 DANK.