BEHEERSEN VAN WATER OP EEN SLIMME MANIER
Het beheersen van water wordt steeds belangrijker in de bebouwde omgeving, zeker ook bij woningbouw. De verandering van het klimaat leidt tot heftiger regenbuien, maar ook tot langere perioden van droogte. Daarnaast is ook de belangstelling voor groen in de bebouwde omgeving sterk aan het groeien. Dit levert op zich al een bijdrage aan de beheersing van het water, maar zal ook vragen om water in tijden van droogte.
The Natural Pavilion biedt verschillende voorbeelden van een aanpak die het water in, op en rondom het gebouw kan beheersen. Dat betekent dat wordt voorkomen dat het regenwater van een heftige bui in één keer wordt afgevoerd naar het riool, waardoor dit overbelast kan raken, maar ook dat water wordt bewaard voor droge tijden. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van begroeiing, wateropvang, water hergebruik en een regeling die zorgt voor water op voorraad of juist ruimte voor water dat gaat vallen.
In en op het gebouw komt veel ruimte voor planten, vaak zelfs planten met eetbare vruchten. Het gebouw levert dus voedsel! De groene velden waar deze planten op groeien houden het regenwater vast zolang het niet te hard regent. Wanneer het harder regent en niet al het water kan worden vastgehouden in de groene velden, loopt het overvloedige water van het dak en wordt opgevangen in bufferleidingen onder het gebouw. Hier kan water van een flinke bui of van een langdurige periode van regen in worden opgevangen. Afhankelijk van de weersvoorspellingen, zorgt een slimme regeling ervoor dat het water wordt bewaard, of dat het water gedoseerd wordt geloosd, zodat er ruimte komt voor water van een volgende bui.
De opvang van het water vindt plaats in een aantal simpele leidingen onder het gebouw die uitmonden in een centrale put. In deze put zit de slimme regeling, die bijhoudt hoeveel water er in het opvangsysteem zit en hoeveel ruimte er nog is voor het opvangen van nog meer water. Normaal wordt al het water bewaard voor gebruik later. Maar wanneer de weersverwachting aangeeft dat er veel regen gaat vallen in de aankomende dagen, wordt het water (deels) geloosd. Bij het lozen stroomt het water in dit geval in een deel van de tuin voor het gebouw dat mag overstomen. Daar kan het langzaam infiltreren of, bij heel veel water, overlopen naar een naastgelegen perceel waar nog meer opvangcapaciteit is.
In andere gevallen, op andere locaties, kunnen andere vormen van afvoer worden gekozen, zoals infiltratie door middel van kratten of lozen op oppervlaktewater.
De afbeelding geeft de verschillende mogelijkheden aan.
Het streven is dus de opvang steeds zo vol mogelijk te hebben, maar wanneer er veel neerslag wordt verwacht juist ruimte te hebben voor opvang van al het water dat valt.
Het opgevangen water wordt in tijden van droogte ophoog gepompt, het gebouw in. Daar worden tanks, een soort platte regentonnen die in het gebouw hangen, gevuld. Dit water wordt gebruikt voor het bevloeien van de planten.
Zonder slimme regeling zouden een volle opslag en een lege opslag nodig zijn. Dat is jammer, want beide vragen ruimte en beide moeten worden gemaakt. The Natural Pavilion heeft echter maar één opslag, maar die kan toch voor allebei de gevallen worden gebruikt, dankzij het gebruik van de weersvoorspellingen en de slimme regeling.
Het systeem maakt gebruik van eenvoudige materialen en al bestaande technieken. Maar waar bestaande technieken meestal zijn gericht op het snel mogelijk afvoeren van het water, door infiltratie of lozing, wordt nu ingezet op het bewaren en het eenvoudig bruikbaar maken van het water voor later. De slimme regeling wordt nu al gebruikt voor wateropvangsystemen op daken, die laten het opvangsysteem leeg lopen wanneer veel regen wordt verwacht. Maar ook bij deze systemen blijft het principe “weg is weg”.
De combinatie van de bestaande systemen met een extra opvang maakt dat het water zo lang mogelijk beschikbaar blijft voor gebruik. Pas wanneer dreigt dat het systeem kan gaan overlopen, wordt het water echt geloosd en kan het niet meer worden gebruikt. Maar in dat geval wordt het systeem wel direct weer gevuld, er blijft dus water beschikbaar.
Omdat het water onder het gebouw wordt opgeslagen, waar het koel en donker is, blijft de waterkwaliteit goed. Ook na een lange periode van bewaren kan het nog worden gebruikt voor bevloeiing van de planten of het vullen van het zwembad. Juist de dingen waaraan grote behoefte is als het lang droog en warm is.
Het opvangsysteem en de centrale regeling kan groot of klein worden uitgevoerd, voor één woning, voor een blok woningen of voor een hele straat. Door iedere bewoner toegang te geven tot het water voor het besproeien van de tuin, kan iedereen hiervan profiteren en kan het gebruik van drinkwater sterk worden beperkt.
EEN PASPOORT VOOR HET PAVILJOEN
The Natural Pavilion krijgt een eigen paspoort: een materialenpaspoort waarin alle gebruikte materialen en producten zijn opgenomen. Dit document is een cruciale schakel in de ontwikkeling van de circulaire bouwindustrie. Voor de circulaire bouwindustrie is het namelijk van belang dat er zo min mogelijk bouwmaterialen verloren gaan. Met een gedegen documentatie van de materialen en producten in een gebouw, kunnen bij sloop of verplaatsing van een gebouw nieuwe toepassingen worden gevonden. Daarmee is een niet-functioneel gebouw geen bron van afval meer, maar een bron van bouwmateriaal.
VERSCHILLLENDE LEVENSDUUR
Het materialenpaspoort is opgedeeld volgens de functionele lagen van Stewart Brand (Shearing Layers uit How Buildings Learn: What Happens After They’re Built, 1994). De onderdelen van een gebouw worden verdeeld naar levensduur en locatie: van terrein, constructie, gevel, installaties tot interieur en inrichting. De materialen en producten worden ingedeeld bij de laag waarin ze zich bevinden. Bij The Natural Pavilion bevinden zich in elke laag biobased en gerecyclede materialen en producten. Denk daarbij aan de biobased wanden, de innovatieve installatietechnieken, het modulaire houtbouwskelet en de fundering.
TEMPLATE VOOR VERNIEUWING
The Natural Pavilion krijgt een materialenpaspoort dat kan dienen als template voor vele andere gebouwen. Het paspoort geeft informatie over de hoeveelheid, losmaakbaarheid en locatie van materialen in het gebouw. Op deze manier kunnen waardevolle onderdelen snel worden gelokaliseerd en efficiënt worden verwijderd: soms als element, andere keren als product of los materiaal. Ook de herkomst, kwaliteit en ontwerplevensduur van een materiaal of product krijgen een plaats in het paspoort. Zo kan er gemakkelijk onderscheid worden gemaakt tussen stoffen die aan het einde van hun levensduur zijn en stoffen die een tweede (of derde, vierde) leven kunnen volbrengen.
CIRCULAIRE WAARDE
Het materialenpaspoort van The Natural Pavilion zal een volledig beeld geven van de circulaire waarde van het paviljoen. Hiermee zet de Floriade 2022 een voorbeeld neer voor de wijze waarop de restwaarde van een gebouw maximaal kan worden benut. Binnen de bouwwereld in Nederland is nog geen concensus bereikt over de wijze waarop materialenpaspoorten worden gemaakt en gebruikt. Belangrijk is dat het materialenpaspoort een bruikbaar document blijft en de herbruikbaarheid van materialen en producten niet ondersneeuwt door teveel achtergrondinformatie. Het paspoort van The Natural Pavilion is een levend document, dat de reis van het gebouw naar nieuwe locaties (na afloop van de Floriade 2022) zeker zal bevorderen.
DUURZAAM FUNDEREN MET HOUT
‘Amsterdam, die groote stad, die staat op honderd palen’ (Johannes van Vloten, 1894). Op houten palen, dat is bij velen bekend. Maar al heel lang worden houten funderingspalen niet meer toegepast, omdat ze (in vergelijking met beton) relatief weinig draagkracht hebben en bovendien gevoelig zijn voor rot door wisselende grondwaterstanden. De beperkte draagkracht van houten palen vormt geen probleem als de opbouw (het gebouw zelf) een lichte constructie heeft. The Natural Pavilion is volledig opgebouwd uit hout: lekker licht. Dat biedt kansen om een milieuvriendelijke fundering met hout te onderzoeken. Adviesbureau ABT heeft hiervoor onderzoek gedaan.
MILIEU-IMPACT FUNDERING
Het standaard materiaal voor funderingspalen is beton. Dit materiaal – in de traditionele samenstelling – is niet milieuvriendelijk vanwege de chemische bestanddelen. Hout lijkt een goed alternatief, mits er een oplossing wordt gevonden om weerstand te bieden aan wisselende grondwaterstanden waardoor het materiaal zou kunnen gaan rotten. Deze oplossing zou kunnen liggen in de toepassing van een zogenoemde oplanger: een betonnen verlengstuk van de houten paal in de grondlagen waar de waterstand wisselt. Het houten deel van de paal blijft permanent onder water. Oplangers zijn in de regel één tot drie meter lang. En dat is nog best veel beton met een aanzienlijke milieu-impact. Voor de fundering van The Natural Pavilion zijn twee varianten ontwikkeld die deze impact moeten verminderen.
TOEKOMSTGERICHTE OPLOSSINGEN
In The Natural Pavilion worden twee innovaties getest. De eerste innovatie is een oplanger op basis van hoog-circulair beton (meer dan 95% gerecyclede grondstof). De tweede innovatie is een oplanger van gerecycled kunststof. De combinatie van houten palen met deze innovatieve oplangers vermindert de milieu-impact drastisch, ook vanwege de natuurlijke CO2-opslag in de houten palen. Voor The Natural Pavilion zou dat een opslag betekenen van 1,64 kg CO2 per kilo hout. Het precieze milieu-voordeel wordt voor de volledige levenscyclus van de houten fundering (inclusief oplangers) berekend. Uit de praktijk zal blijken of de gebruikte oplangers ook écht duurzaam zijn. De ervaring die nu wordt opgedaan bij The Natural Pavilion is van grote waarde voor de toekomst van het funderen. Ook de fundering van het paviljoen is dus een bezoek aan de Floriade 2022 in Almere meer dan waard!
Het onderzoek is mede mogelijk gemaakt door Het Woningbouwatelier.
Arie-Jan Van Renswoude en Niki Loonen van ABT bv vertellen meer over de keuze voor het herintroduceren van houten palen voor de fundering van The Natural Pavilion en de manieren om beton te verduurzamen.
The Natural Pavilion is ook een platform voor duurzame innovaties in de installatietechniek. Al vanaf de eerste schetsen is de installatietechnische lat hoog gelegd: het tentoonstellingspaviljoen zou zeer energiezuinig moeten zijn – het liefst energieneutraal. De tweede uitdaging is daarbij om zoveel mogelijk innovatieve elementen te gebruiken: herbruikbare materialen of reeds gerecyclede materialen en producten. De derde uitdaging voor het installatieconcept is de losmaakbaarheid in de toekomst: na de Floriade Expo wordt het paviljoen gedemonteerd en elders (en eventueel in een andere configuratie) opnieuw opgebouwd. Het installatieconcept is ontwikkeld door HE adviseurs in Rotterdam.
LOW-TECH EN ENERGIENEUTRAAL
Bezoekers van The Natural Pavilion lopen in en uit en verblijven er voor een relatief korte tijd. Dat is de reden voor de keuze om een zogenoemd ‘binnen-buiten-klimaat’ te creëren: wel behaaglijk, maar niet geklimatiseerd. Met zo weinig mogelijk technologie (low-tech) worden natuurlijke processen ingezet om het klimaat te reguleren: hierdoor is er nauwelijks energie nodig om het paviljoen te koelen of verwarmen. Het ontwerp van het paviljoen is hierop afgestemd: de compacte bouwvorm, de gunstige oriëntatie ten opzichte van de zon en de zonwerende houten lamellen aan de gevel zijn hier een voorbeeld van.
ZONENERGIE, WINDTURBINES
Op het dak van The Natural Pavilion komen twaalf vlakken van elk 9 m2 PV-panelen. Dit zijn zogenoemde ‘glas-in-glas’-panelen: ze wekken energie op, maar laten ook daglicht door. Op het terrein van The Natural Pavilion worden twee tulpvormige windturbines geplaatst, hoog bevestigd op houten palen. Er is een aansluiting op het energienetwerk, maar naar verwachting zal de afname zeer beperkt blijven. Met de opgewekte energie wordt de klimaatinstallatie beheerd, middels de aansturing van de dakramen en lamellen in de gevel. De benodigde energie wordt continu berekend op basis van wind, zonintensiteit, luchttemperatuur en luchtkwaliteit.
EFFICIËNTE VERLICHTING
De verlichting van het paviljoen vraagt ook om energie. Om een energie-efficiënte en functionele verlichtingsinstallatie te ontwerpen is gebruik gemaakt van een computerprogramma. Een 3D-model van het paviljoen is ingelezen en verschillende scenario’s zijn ingevoerd om de plek, vorm en benodigde lichtintensiteit van verlichtingsarmaturen te kunnen kiezen. Tegelijkertijd berekent het programma het energieverbruik en controleert of het verlichtingsplan aan de wettelijke eisen voldoet.
BIOBASED INSTALLATIEMATERIALEN
Het is gebruikelijk om de kabels van de installatie te plaatsen in kabelgoten van (al dan niet gerecycled) metaal. Bij toepassing in The Natural Pavilion zou dit metaal een coating nodig hebben om roestvorming te voorkomen. Deze coating maakt recycling lastig en energie-intensief. Daarom is voor de kabelgoten gezocht naar een andere oplossing in de vorm van biobased plaatmateriaal, waarvan de grondstoffen komen uit reststromen van de agri- en tuinbouw. Het plaatmateriaal wordt middels thermolassen tot kabelgoten gevormd. Zo zijn voor alle onderdelen van de installatie biobased alternatieven gezocht.
DEMONTABELE INSTALLATIES
Het voornemen is om The Natural Pavilion na de Floriade te demonteren en op een andere plek – in een andere configuratie – een tweede, derde of zelfs vierde leven te geven. Dat vraagt veel van de (detaillering van de) installaties. Voor het paviljoen is een nieuwe ophangmethode ontwikkeld om LED-strips zonder nagelvaste bevestiging op te hangen. Deze subtiele bevestiging bevindt zich tussen twee constructieve elementen en is bijna niet te zien.
De installatie is zoveel mogelijk opgebouwd uit stekkerbare installatie-delen. Na de demontage van The Natural Pavilion worden de installatieonderdelen in kisten opgeborgen voor transport. Een kleurcodering zorgt ervoor dat de installatie weer simpel is op te bouwen, ook in een nieuwe configuratie.
The Natural Pavilion is ontwikkeld op basis van de constructieve bouwmethodiek ‘De HoutKern Bouwmethode’. Dit is een modulair bouwsysteem bestaande uit constructief CLT hout en stalen knopen.
De bouwmethodiek is ontwikkeld als een van de oplossingen voor het Nederlandse bouwvraagstuk. De HoutKern Bouwmethode kan een impactvolle bijdrage kan leveren aan de opschaling van circulair bouwen.
CONSTRUCTIEVE BASIS VAN HOUT EN STALEN KNOPEN
In de basis is de HoutKern Bouwmethode een stapelbare houten module die door middel van een slimme knoop aan elkaar te koppelen is.
De innovatie van de HoutKern Bouwmethode zit hem dan ook in de losmaakbaarheid en flexibiliteit. Een stalen knoop zorgt ervoor dat de houten modules, ook na het demonteren, weer aan elkaar gekoppeld kunnen worden.
OPTIMALE ONTWERPVRIJHEID
Het Natural Pavilion is zo ontworpen dat door een speelse schakeling van houten modules een sculpturaal paviljoen ontstaat van drie verdiepingen hoog en aan elke zijde een ander aangezicht: een verrassende compositie die meteen ook laat zien hoe flexibel en veelzijdig het bouwsysteem is.
Het systeem biedt dan ook optimale ontwerpvrijheid voor de architect. De uitstraling van HoutKern gebouwen hoeft geenszins modulair te zijn. De binnenkant wordt gevormd door de constructieve basis van de houten module met de stalen knoop. De buitenkant, de gevels zijn flexibel aan te passen; schuine gevels, terugspringede zijgevel, uitkragende balkons zijn allemaal mogelijk. Dit maakt de HoutKern Bouwmethode geschikt voor zowel binnenstedelijke bouw met een stadse uitstraling, als meer op landelijk gebied.
FLEXIBILITEIT IN PLATTEGRONDEN
De draagconstructie van de bouwmethode, met kolommen zonder dragende wanden, zorgen voor flexibel indeelbare plattegronden. De modules zijn aanpasbaar en verschillende plattegronden zijn mogelijk. Zo zijn smalle appartementen mogelijk en ook grote, brede appartementen. Doordat de plattegronden flexibel zijn, kunnen ook verschillende voorzieningen ingepast worden in het gebouw.
Transformatie van gebouwen naar andere functies is eenvoudig te realiseren doordat er geen dragende wanden in de constructie zijn. De levensduur van het gebouw wordt hierdoor verlengt. Tevens is de bouwmethodiek hierdoor ook geschikt voor tijdelijke bebouwing; denk aan huisvesting van arbeidsmigranten, tijdelijke uitbouw van ziekenhuizen of andersoortige huisvesting.
HOUTEN MODULES IN EEN GEÏNDUSTRIALISEERD PROCES
De HoutKern modules worden prefab gebouwd in de Nederlandse houtfabriek Heko Spanten. De modules verlaten de fabriek ‘stekkerklaar’ Dat betekent dat het verwerken van ruwe grondstoffen, installatie van het sanitair, stoppenkast, keuken en de complete afbouw in de fabriek wordt gedaan.
Op de bouwplaats is het enkel ‘plug and play’, het assembleren van de modules.
OPSCHAALBAAR EN BETAALBAAR
De bouwmethodiek is eenvoudig op te schalen doordat het complete bouwproces is geïndustrialiseerd en gedigitaliseerd. De snelle en kosten efficiënte bouwmethode heeft een gunstige werking op zowel de investeringskosten als de exploitatiekosten van de woningen.
CIRCULARITEIT
De HoutKern Bouwmethode is circulair bouwen. De modulaire bouwtechniek zorgt voor een oneindige levensduur. Door het geïndustrialiseerde bouwproces en de biobased materialisatie is de emissie uitstoot geminimaliseerd.
Samenvattend, een biobased gebouwd paviljoen, minimale milieu impact, de modulaire bouwtechniek, flexibiliteit door de stalen knopen en het geïndustrialiseerde bouwproces; the Natural Pavilion is het toonbeeld van circulair bouwen.
Momenteel worden met De HoutKern Bouwmethode verschillende projecten ontwikkeld.
HoutKern Bouwmethode
The Natural Pavilion is ontwikkeld op basis van de constructieve bouwmethodiek ‘De HoutKern Bouwmethode’. Dit is een modulair bouwsysteem bestaande uit constructief CLT hout en stalen knopen.
De bouwmethodiek is ontwikkeld als een van de oplossingen voor het Nederlandse bouwvraagstuk. De HoutKern Bouwmethode kan een impactvolle bijdrage kan leveren aan de opschaling van circulair bouwen.
CONSTRUCTIEVE BASIS VAN HOUT EN STALEN KNOPEN
In de basis is de HoutKern Bouwmethode een stapelbare houten module die door middel van een slimme knoop aan elkaar te koppelen is.
De innovatie van de HoutKern Bouwmethode zit hem dan ook in de losmaakbaarheid en flexibiliteit. Een stalen knoop zorgt ervoor dat de houten modules, ook na het demonteren, weer aan elkaar gekoppeld kunnen worden.
OPTIMALE ONTWERPVRIJHEID
Het Natural Pavilion is zo ontworpen dat door een speelse schakeling van houten modules een sculpturaal paviljoen ontstaat van drie verdiepingen hoog en aan elke zijde een ander aangezicht: een verrassende compositie die meteen ook laat zien hoe flexibel en veelzijdig het bouwsysteem is.
Het systeem biedt dan ook optimale ontwerpvrijheid voor de architect. De uitstraling van HoutKern gebouwen hoeft geenszins modulair te zijn. De binnenkant wordt gevormd door de constructieve basis van de houten module met de stalen knoop. De buitenkant, de gevels zijn flexibel aan te passen; schuine gevels, terugspringede zijgevel, uitkragende balkons zijn allemaal mogelijk. Dit maakt de HoutKern Bouwmethode geschikt voor zowel binnenstedelijke bouw met een stadse uitstraling, als meer op landelijk gebied.
FLEXIBILITEIT IN PLATTEGRONDEN
De draagconstructie van de bouwmethode, met kolommen zonder dragende wanden, zorgen voor flexibel indeelbare plattegronden. De modules zijn aanpasbaar en verschillende plattegronden zijn mogelijk. Zo zijn smalle appartementen mogelijk en ook grote, brede appartementen. Doordat de plattegronden flexibel zijn, kunnen ook verschillende voorzieningen ingepast worden in het gebouw.
Transformatie van gebouwen naar andere functies is eenvoudig te realiseren doordat er geen dragende wanden in de constructie zijn. De levensduur van het gebouw wordt hierdoor verlengt. Tevens is de bouwmethodiek hierdoor ook geschikt voor tijdelijke bebouwing; denk aan huisvesting van arbeidsmigranten, tijdelijke uitbouw van ziekenhuizen of andersoortige huisvesting.
HOUTEN MODULES IN EEN GEÏNDUSTRIALISEERD PROCES
De HoutKern modules worden prefab gebouwd in de Nederlandse houtfabriek Heko Spanten. De modules verlaten de fabriek ‘stekkerklaar’ Dat betekent dat het verwerken van ruwe grondstoffen, installatie van het sanitair, stoppenkast, keuken en de complete afbouw in de fabriek wordt gedaan.
Op de bouwplaats is het enkel ‘plug and play’, het assembleren van de modules.
OPSCHAALBAAR EN BETAALBAAR
De bouwmethodiek is eenvoudig op te schalen doordat het complete bouwproces is geïndustrialiseerd en gedigitaliseerd. De snelle en kosten efficiënte bouwmethode heeft een gunstige werking op zowel de investeringskosten als de exploitatiekosten van de woningen.
CIRCULARITEIT
De HoutKern Bouwmethode is circulair bouwen. De modulaire bouwtechniek zorgt voor een oneindige levensduur. Door het geïndustrialiseerde bouwproces en de biobased materialisatie is de emissie uitstoot geminimaliseerd.
Samenvattend, een biobased gebouwd paviljoen, minimale milieu impact, de modulaire bouwtechniek, flexibiliteit door de stalen knopen en het geïndustrialiseerde bouwproces; the Natural Pavilion is het toonbeeld van circulair bouwen.
Momenteel worden met De HoutKern Bouwmethode verschillende projecten ontwikkeld.
Duurzame fundering
DUURZAAM FUNDEREN MET HOUT
‘Amsterdam, die groote stad, die staat op honderd palen’ (Johannes van Vloten, 1894). Op houten palen, dat is bij velen bekend. Maar al heel lang worden houten funderingspalen niet meer toegepast, omdat ze (in vergelijking met beton) relatief weinig draagkracht hebben en bovendien gevoelig zijn voor rot door wisselende grondwaterstanden. De beperkte draagkracht van houten palen vormt geen probleem als de opbouw (het gebouw zelf) een lichte constructie heeft. The Natural Pavilion is volledig opgebouwd uit hout: lekker licht. Dat biedt kansen om een milieuvriendelijke fundering met hout te onderzoeken. Adviesbureau ABT heeft hiervoor onderzoek gedaan.
MILIEU-IMPACT FUNDERING
Het standaard materiaal voor funderingspalen is beton. Dit materiaal – in de traditionele samenstelling – is niet milieuvriendelijk vanwege de chemische bestanddelen. Hout lijkt een goed alternatief, mits er een oplossing wordt gevonden om weerstand te bieden aan wisselende grondwaterstanden waardoor het materiaal zou kunnen gaan rotten. Deze oplossing zou kunnen liggen in de toepassing van een zogenoemde oplanger: een betonnen verlengstuk van de houten paal in de grondlagen waar de waterstand wisselt. Het houten deel van de paal blijft permanent onder water. Oplangers zijn in de regel één tot drie meter lang. En dat is nog best veel beton met een aanzienlijke milieu-impact. Voor de fundering van The Natural Pavilion zijn twee varianten ontwikkeld die deze impact moeten verminderen.
TOEKOMSTGERICHTE OPLOSSINGEN
In The Natural Pavilion worden twee innovaties getest. De eerste innovatie is een oplanger op basis van hoog-circulair beton (meer dan 95% gerecyclede grondstof). De tweede innovatie is een oplanger van gerecycled kunststof. De combinatie van houten palen met deze innovatieve oplangers vermindert de milieu-impact drastisch, ook vanwege de natuurlijke CO2-opslag in de houten palen. Voor The Natural Pavilion zou dat een opslag betekenen van 1,64 kg CO2 per kilo hout. Het precieze milieu-voordeel wordt voor de volledige levenscyclus van de houten fundering (inclusief oplangers) berekend. Uit de praktijk zal blijken of de gebruikte oplangers ook écht duurzaam zijn. De ervaring die nu wordt opgedaan bij The Natural Pavilion is van grote waarde voor de toekomst van het funderen. Ook de fundering van het paviljoen is dus een bezoek aan de Floriade 2022 in Almere meer dan waard!
Het onderzoek is mede mogelijk gemaakt door Het Woningbouwatelier.
Arie-Jan Van Renswoude en Niki Loonen van ABT bv vertellen meer over de keuze voor het herintroduceren van houten palen voor de fundering van The Natural Pavilion en de manieren om beton te verduurzamen.
Klimaat concept
The Natural Pavilion is ook een platform voor duurzame innovaties in de installatietechniek. Al vanaf de eerste schetsen is de installatietechnische lat hoog gelegd: het tentoonstellingspaviljoen zou zeer energiezuinig moeten zijn – het liefst energieneutraal. De tweede uitdaging is daarbij om zoveel mogelijk innovatieve elementen te gebruiken: herbruikbare materialen of reeds gerecyclede materialen en producten. De derde uitdaging voor het installatieconcept is de losmaakbaarheid in de toekomst: na de Floriade Expo wordt het paviljoen gedemonteerd en elders (en eventueel in een andere configuratie) opnieuw opgebouwd. Het installatieconcept is ontwikkeld door HE adviseurs in Rotterdam.
LOW-TECH EN ENERGIENEUTRAAL
Bezoekers van The Natural Pavilion lopen in en uit en verblijven er voor een relatief korte tijd. Dat is de reden voor de keuze om een zogenoemd ‘binnen-buiten-klimaat’ te creëren: wel behaaglijk, maar niet geklimatiseerd. Met zo weinig mogelijk technologie (low-tech) worden natuurlijke processen ingezet om het klimaat te reguleren: hierdoor is er nauwelijks energie nodig om het paviljoen te koelen of verwarmen. Het ontwerp van het paviljoen is hierop afgestemd: de compacte bouwvorm, de gunstige oriëntatie ten opzichte van de zon en de zonwerende houten lamellen aan de gevel zijn hier een voorbeeld van.
ZONENERGIE, WINDTURBINES
Op het dak van The Natural Pavilion komen twaalf vlakken van elk 9 m2 PV-panelen. Dit zijn zogenoemde ‘glas-in-glas’-panelen: ze wekken energie op, maar laten ook daglicht door. Op het terrein van The Natural Pavilion worden twee tulpvormige windturbines geplaatst, hoog bevestigd op houten palen. Er is een aansluiting op het energienetwerk, maar naar verwachting zal de afname zeer beperkt blijven. Met de opgewekte energie wordt de klimaatinstallatie beheerd, middels de aansturing van de dakramen en lamellen in de gevel. De benodigde energie wordt continu berekend op basis van wind, zonintensiteit, luchttemperatuur en luchtkwaliteit.
EFFICIËNTE VERLICHTING
De verlichting van het paviljoen vraagt ook om energie. Om een energie-efficiënte en functionele verlichtingsinstallatie te ontwerpen is gebruik gemaakt van een computerprogramma. Een 3D-model van het paviljoen is ingelezen en verschillende scenario’s zijn ingevoerd om de plek, vorm en benodigde lichtintensiteit van verlichtingsarmaturen te kunnen kiezen. Tegelijkertijd berekent het programma het energieverbruik en controleert of het verlichtingsplan aan de wettelijke eisen voldoet.
BIOBASED INSTALLATIEMATERIALEN
Het is gebruikelijk om de kabels van de installatie te plaatsen in kabelgoten van (al dan niet gerecycled) metaal. Bij toepassing in The Natural Pavilion zou dit metaal een coating nodig hebben om roestvorming te voorkomen. Deze coating maakt recycling lastig en energie-intensief. Daarom is voor de kabelgoten gezocht naar een andere oplossing in de vorm van biobased plaatmateriaal, waarvan de grondstoffen komen uit reststromen van de agri- en tuinbouw. Het plaatmateriaal wordt middels thermolassen tot kabelgoten gevormd. Zo zijn voor alle onderdelen van de installatie biobased alternatieven gezocht.
DEMONTABELE INSTALLATIES
Het voornemen is om The Natural Pavilion na de Floriade te demonteren en op een andere plek – in een andere configuratie – een tweede, derde of zelfs vierde leven te geven. Dat vraagt veel van de (detaillering van de) installaties. Voor het paviljoen is een nieuwe ophangmethode ontwikkeld om LED-strips zonder nagelvaste bevestiging op te hangen. Deze subtiele bevestiging bevindt zich tussen twee constructieve elementen en is bijna niet te zien.
De installatie is zoveel mogelijk opgebouwd uit stekkerbare installatie-delen. Na de demontage van The Natural Pavilion worden de installatieonderdelen in kisten opgeborgen voor transport. Een kleurcodering zorgt ervoor dat de installatie weer simpel is op te bouwen, ook in een nieuwe configuratie.
Materialenpaspoort
EEN PASPOORT VOOR HET PAVILJOEN
The Natural Pavilion krijgt een eigen paspoort: een materialenpaspoort waarin alle gebruikte materialen en producten zijn opgenomen. Dit document is een cruciale schakel in de ontwikkeling van de circulaire bouwindustrie. Voor de circulaire bouwindustrie is het namelijk van belang dat er zo min mogelijk bouwmaterialen verloren gaan. Met een gedegen documentatie van de materialen en producten in een gebouw, kunnen bij sloop of verplaatsing van een gebouw nieuwe toepassingen worden gevonden. Daarmee is een niet-functioneel gebouw geen bron van afval meer, maar een bron van bouwmateriaal.
VERSCHILLLENDE LEVENSDUUR
Het materialenpaspoort is opgedeeld volgens de functionele lagen van Stewart Brand (Shearing Layers uit How Buildings Learn: What Happens After They’re Built, 1994). De onderdelen van een gebouw worden verdeeld naar levensduur en locatie: van terrein, constructie, gevel, installaties tot interieur en inrichting. De materialen en producten worden ingedeeld bij de laag waarin ze zich bevinden. Bij The Natural Pavilion bevinden zich in elke laag biobased en gerecyclede materialen en producten. Denk daarbij aan de biobased wanden, de innovatieve installatietechnieken, het modulaire houtbouwskelet en de fundering.
TEMPLATE VOOR VERNIEUWING
The Natural Pavilion krijgt een materialenpaspoort dat kan dienen als template voor vele andere gebouwen. Het paspoort geeft informatie over de hoeveelheid, losmaakbaarheid en locatie van materialen in het gebouw. Op deze manier kunnen waardevolle onderdelen snel worden gelokaliseerd en efficiënt worden verwijderd: soms als element, andere keren als product of los materiaal. Ook de herkomst, kwaliteit en ontwerplevensduur van een materiaal of product krijgen een plaats in het paspoort. Zo kan er gemakkelijk onderscheid worden gemaakt tussen stoffen die aan het einde van hun levensduur zijn en stoffen die een tweede (of derde, vierde) leven kunnen volbrengen.
CIRCULAIRE WAARDE
Het materialenpaspoort van The Natural Pavilion zal een volledig beeld geven van de circulaire waarde van het paviljoen. Hiermee zet de Floriade 2022 een voorbeeld neer voor de wijze waarop de restwaarde van een gebouw maximaal kan worden benut. Binnen de bouwwereld in Nederland is nog geen concensus bereikt over de wijze waarop materialenpaspoorten worden gemaakt en gebruikt. Belangrijk is dat het materialenpaspoort een bruikbaar document blijft en de herbruikbaarheid van materialen en producten niet ondersneeuwt door teveel achtergrondinformatie. Het paspoort van The Natural Pavilion is een levend document, dat de reis van het gebouw naar nieuwe locaties (na afloop van de Floriade 2022) zeker zal bevorderen.
Slimme Waterbuffer
BEHEERSEN VAN WATER OP EEN SLIMME MANIER
Het beheersen van water wordt steeds belangrijker in de bebouwde omgeving, zeker ook bij woningbouw. De verandering van het klimaat leidt tot heftiger regenbuien, maar ook tot langere perioden van droogte. Daarnaast is ook de belangstelling voor groen in de bebouwde omgeving sterk aan het groeien. Dit levert op zich al een bijdrage aan de beheersing van het water, maar zal ook vragen om water in tijden van droogte.
The Natural Pavilion biedt verschillende voorbeelden van een aanpak die het water in, op en rondom het gebouw kan beheersen. Dat betekent dat wordt voorkomen dat het regenwater van een heftige bui in één keer wordt afgevoerd naar het riool, waardoor dit overbelast kan raken, maar ook dat water wordt bewaard voor droge tijden. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van begroeiing, wateropvang, water hergebruik en een regeling die zorgt voor water op voorraad of juist ruimte voor water dat gaat vallen.
In en op het gebouw komt veel ruimte voor planten, vaak zelfs planten met eetbare vruchten. Het gebouw levert dus voedsel! De groene velden waar deze planten op groeien houden het regenwater vast zolang het niet te hard regent. Wanneer het harder regent en niet al het water kan worden vastgehouden in de groene velden, loopt het overvloedige water van het dak en wordt opgevangen in bufferleidingen onder het gebouw. Hier kan water van een flinke bui of van een langdurige periode van regen in worden opgevangen. Afhankelijk van de weersvoorspellingen, zorgt een slimme regeling ervoor dat het water wordt bewaard, of dat het water gedoseerd wordt geloosd, zodat er ruimte komt voor water van een volgende bui.
De opvang van het water vindt plaats in een aantal simpele leidingen onder het gebouw die uitmonden in een centrale put. In deze put zit de slimme regeling, die bijhoudt hoeveel water er in het opvangsysteem zit en hoeveel ruimte er nog is voor het opvangen van nog meer water. Normaal wordt al het water bewaard voor gebruik later. Maar wanneer de weersverwachting aangeeft dat er veel regen gaat vallen in de aankomende dagen, wordt het water (deels) geloosd. Bij het lozen stroomt het water in dit geval in een deel van de tuin voor het gebouw dat mag overstomen. Daar kan het langzaam infiltreren of, bij heel veel water, overlopen naar een naastgelegen perceel waar nog meer opvangcapaciteit is.
In andere gevallen, op andere locaties, kunnen andere vormen van afvoer worden gekozen, zoals infiltratie door middel van kratten of lozen op oppervlaktewater.
De afbeelding geeft de verschillende mogelijkheden aan.
Het streven is dus de opvang steeds zo vol mogelijk te hebben, maar wanneer er veel neerslag wordt verwacht juist ruimte te hebben voor opvang van al het water dat valt.
Het opgevangen water wordt in tijden van droogte ophoog gepompt, het gebouw in. Daar worden tanks, een soort platte regentonnen die in het gebouw hangen, gevuld. Dit water wordt gebruikt voor het bevloeien van de planten.
Zonder slimme regeling zouden een volle opslag en een lege opslag nodig zijn. Dat is jammer, want beide vragen ruimte en beide moeten worden gemaakt. The Natural Pavilion heeft echter maar één opslag, maar die kan toch voor allebei de gevallen worden gebruikt, dankzij het gebruik van de weersvoorspellingen en de slimme regeling.
Het systeem maakt gebruik van eenvoudige materialen en al bestaande technieken. Maar waar bestaande technieken meestal zijn gericht op het snel mogelijk afvoeren van het water, door infiltratie of lozing, wordt nu ingezet op het bewaren en het eenvoudig bruikbaar maken van het water voor later. De slimme regeling wordt nu al gebruikt voor wateropvangsystemen op daken, die laten het opvangsysteem leeg lopen wanneer veel regen wordt verwacht. Maar ook bij deze systemen blijft het principe “weg is weg”.
De combinatie van de bestaande systemen met een extra opvang maakt dat het water zo lang mogelijk beschikbaar blijft voor gebruik. Pas wanneer dreigt dat het systeem kan gaan overlopen, wordt het water echt geloosd en kan het niet meer worden gebruikt. Maar in dat geval wordt het systeem wel direct weer gevuld, er blijft dus water beschikbaar.
Omdat het water onder het gebouw wordt opgeslagen, waar het koel en donker is, blijft de waterkwaliteit goed. Ook na een lange periode van bewaren kan het nog worden gebruikt voor bevloeiing van de planten of het vullen van het zwembad. Juist de dingen waaraan grote behoefte is als het lang droog en warm is.
Het opvangsysteem en de centrale regeling kan groot of klein worden uitgevoerd, voor één woning, voor een blok woningen of voor een hele straat. Door iedere bewoner toegang te geven tot het water voor het besproeien van de tuin, kan iedereen hiervan profiteren en kan het gebruik van drinkwater sterk worden beperkt.
INNOVATIES IN THE NATURAL PAVILION
The Natural Pavilion is een stapeling van innovaties. Naast de unieke HoutKern module die is toegepast bij de bouw, zijn er binnen en buiten het gebouw innovaties toegepast. Zo laat het de mogelijkheden zien van het toepassen van groen in de gebouwde toekomstige woon- en werkomgeving, nieuwe vormen van regenwateropvang, optimaal gebruik van natuurlijk daglicht, ventilatie en minimaal energiegebruik. Parametrisch ontwerpen is toegepast om het ontwerp te optimaliseren op het gebied van architectuur, constructies, bouwfysica en duurzaamheid. Ervaar de innovaties in het paviljoen.
-
-
WONINGBOUW ATELIER
Al vanaf het begin is het Woningbouwatelier (WBA) partner in de ontwikkeling van The Natural Pavilion. Het WBA ondersteund de biobased innovatie met expertise en middelen voor onderzoek en advies. Zo is in een vroeg stadium Atto Harsta, expert op gebied van biobased bouwen, betrokken bij het paviljoen. Samen met projectleider Ivar Diekerhof heeft hij de Floriade geadviseerd over toepassing en financiering van natuurlijke materialen voor de bouw van het paviljoen. Daarnaast hebben zij een belangrijke rol gespeeld in het opstellen van het programma van eisen en de selectie van het uiteindelijke ontwerp. Ook in de realisatiefase is het Woningbouwatelier betrokken, onder meer bij de definitieve keuzes voor de fundering en toepassing van specifieke biobased materialen. WBA investeert in de R&D hiervan mits de resultaten die er mee behaald worden kunnen worden toegepast in de reguliere woningbouw. Want uiteindelijk is het daar voor het Woningbouwatelier allemaal om te doen!
Het Woningbouwatelier is opgericht om actuele vraagstukken op het gebied van wonen aan te pakken. Het jaagt concrete experimenten aan, haalt vernieuwende ideeën en concepten van papier om naar praktische toepassing zoals te zien in Almere. Dat levert inzichten op die bruikbaar zijn in de stad, de regio in Nederland.
Bezoek
-
-
TNO
TNO is gevraagd door het BTIC en het ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties om vorm te geven aan het programma ‘Industriële modulaire prefab’ als onderdeel van het programma Emissieloos bouwen. Focus van het programma is om de uitstoot van stikstof in de bouw omlaag te brengen, specifiek op de bouwplaats.
Een belangrijke oplossingsrichting is om meer geïndustrialiseerd en geprefabriceerd te bouwen in modulaire onderdelen. The Natural Pavillion is daarbij een mooie uitwerking binnen het programma. TNO is er trots op om specifiek binnen dit programma ook partner te zijn en haar kennis en kunde in te brengen bij de uitvoering van dit project.
TNO is een onafhankelijke onderzoeksorganisatie. Wij verbinden mensen en kennis om innovaties te creëren die de concurrentiekracht van bedrijven en het welzijn van de samenleving duurzaam versterken.