Comfortabele en energiezuinige schoolgebouwen Chrit Cox Nelissen ingenieursbureau. brede school Ijburg, Amsterdam

Transcriptie

1 Comfortabele en energiezuinige schoolgebouwen Chrit Cox Nelissen ingenieursbureau brede school Ijburg, Amsterdam 1

2 adviseur installatietechniek, bouwfysica, akoestiek brandveiligheid en duurzaamheid Stadshuis te Nieuwegein Natlab 2.0, te Eindhoven Dr. Mollercollege en de Walewyc te Waalwijk de Berkenheuvel te Geldrop kantoor hoofdkantoor De Mandemakers Groep te Waalwijk cultuur theater de Bussel en bibliotheek Theek 5 te Oosterhout onderwijs Talita Koemischool te Nijmegen zorg zorgcomplex Ameide Open Vensters bron: EGM architecten het Bouwhuis te Zoetermeer Melchers Museum te Gorssel STC Waalhaven Rotterdam zorghotel Udens Duyn Rabobank te Venlo van Abbemuseum te Eindhoven brede School Houthavens te Amsterdamj 2 Nicolaas Klooster Mariaheide

3 onderwijs basisonderwijs het OdyZee in Goes 1 e passieve school Nederland MFA het Kruispunt te Tilburg Talita Koemischool te Nijmegen brede school te Ijburg bron: Jeanne Dekkers architectuur brede school Rheden IKC Zeeburgereiland middelbaar en (beroeps)onderwijs ROC Mondriaan Leidschenveen Christiaan Huygenscollege te Eindhoven (eerste energieneutrale school) Da Vinci College te Roosendaal Incubatorgebouw Universiteit te Maastricht hoger onderwijs Bibliotheek Bijzondere Collecties, UvA Life Science Incubator, Universiteit te Utrecht brede School Houthavens te Amsterdamj BMV Aldenhof Hoensbroek Nieuw Welgelegen te Utrecht Metaforum TU te Eindhoven 3

4 Nelissen ingenieursbureau man & vrouw 60 / 40 Ervaren & jonge hoogopgeleiden 75% diversiteit Junior / senior 60 / 40 volledige integratie installatietechniek, bouwfysica & akoestiek, duurzaamheid installatietechniek (WT en ET) bouwfysica, (ruimte-) akoestiek, 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 optimaal (totaal) resultaat 4

5 ontwerpaanpak omgeving gebouw leer-/werkplek geïntegreerd en gebruikmakend van de omgeving zonder deze uit te putten. Invloeden vanuit omgeving op perceel gebouw dat energievraag beperkt en groene uitstraling combineert in het duurzame concept comfortabele gezonde leer-/ werkplek afgestemd op gebruik en individueel regelbaar 5

6 Ontwerpaanpak - gebouw stap 1: een bouwfysisch goed gebouw goede isolatie waarde gebruik maken van daglicht energieverbruik Rc = 5,0 m 2 K/ W Rc = 7,0 m 2 K/ W investeringskosten zomer gebruik maken van de oriëntatie, toepassen van zonwering gebruik maken van gebouwmassa en nachtventilatie winter goede akoestiek 6

7 Ontwerpaanpak - gebouw stap 2: installaties daar waar nodig, die energievraag beperken ventilatie CO 2 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

8 Stap 3: duurzame opwekking WKO-WP Wijkverwarming Micro WKK PV panelen ontwerpaanpak - gebouw Op basis van een TCO berekening inzichtelijk maken wat de beste investering voor de gebruiker is. 8

9 Ontwerpaanpak - werk / leeromgeving goede geluidwering binnenklimaat duurzaamheid goede energieprestatie goede (ruimte)akoestiek behaaglijkheid goede ventilatie zomer en winter goede ICT goed daglicht en aanvullende kunstlicht geen installatiegeluid 9

10 Veel te hoge CO2-concentraties Onderzoek GGD, TU Eindhoven, TNO.. Veelvuldige, grote overschrijding grenswaarde voor CO 2 concentratie Oorzaak onvoldoende ventilatie (capaciteit van voorzieningen, gebruik) 10

11 slechte binnenmilieukwaliteit in scholen toename ziekteverzuim leerlingen + leraren slechtere leerprestaties lagere productiviteit leraren 11

12 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

13 Programma van eisen Frisse Scholen Ontwerpteam / aannemer dient aan te tonen dat aan de prestatie-eisen voldaan wordt. 13

14 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

15 Frisse Scholen conflicterende keuzes De eisen uit het PvE Frisse Scholen leiden vaak tot conflicterende keuzes daglicht energiegebruik thermisch comfort akoestisch comfort binnenluchtkwaliteit 15

16 praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven m2 bvo,: twee basisscholen, kinderdagverblijf, gymzaal, wijkcentrum en bedrijfsruimte opdrachtgever: klasse A Programma van Eisen Frisse Scholen gemeente Amsterdam : klimaatneutraal architect: Marlies Rohmer 16

17 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

18 praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven stadsverwarming en -koeling gebalanceerde mechanisch ventilatiesysteem met warmte-terugwinning, vraaggestuurd 750 m 2 PV energiegebruik ventilatie daglicht eis energie klasse A PvE Frisse Scholen BB 2015! 18

19 energiedak Christiaan Huygens College energiedak pv-cellen bron warmtepomp laagtemperatuurverwarming: vloer hoogtemperatuurkoeling: vloer 19

20 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

21 praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven en de praktijk 21

22 praktijkvoorbeeld Brede School Houthaven gebruik thermische massa: geen verlaagd plafond nagalmtijd baffles energiegebruik akoestiek 22

23 praktijkvoorbeeld Merlet college m2, middelbare school low-tech architect Ector-Hoogstad 23

24 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 2a - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie; hoge interne warmtelast 1b - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur) 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) 2c - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, nachtventilatie (1380 m3/uur); hoge interne warmtelast 1d - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie, vloerkoeling 2d - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, geen ventilatie door te openen ramen, geen nachtventilatie, vloerkoeling; hoge interne warmtelast 1e - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur); nachtventilatie (1380 m3/uur) 2e - natuurlijke toevoer, mechanische afzuiging, vloerverwarming, overdag ventilatie door te openen ramen (1440 m3/uur); nachtventilatie (1380 m3/uur) ; hoge interne warmtelast nee nee nee nee ja nee nee nee ja ja 24

25 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

26 natuurlijke toevoerroosters 26

27 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

28 TVVL Magazine 28