WSP introduceert Het Wiel: ‘Aanpak Klimaatadaptieve Gebouwschil’
Nu de aandacht voor klimaatadaptatie in de stad blijft groeien, ontstaat ook de vraag hoe gebouwen hieraan kunnen bijdragen. WSP heeft een wiel opgesteld waarin systematisch de aspecten en oplossingsrichtingen zijn gedefinieerd. Er is namelijk niet één uniforme oplossing.
Ieder gebouw is anders; zowel qua vorm als budget, terwijl ook het type gebruiker en hun verwachtingen verschillen. Dit maakt dat de mogelijkheden per gebouw uiteenlopen. Daarnaast verschillen de klimaatinvloeden per locatie. Aan de hand van het klimaatwiel kunnen wij onze Future Ready aanpak in praktijk brengen. Het maakt inzichtelijk op welke manier wij een bijdrage leveren aan klimaatadaptatie met het ontwerp, advies en ontwikkeling van gebouwen. Dit maakt de stad toekomstbestendiger.
Het wiel kent vier kwadranten, voor elke type klimaatinvloed één. De grootste uitdagingen liggen in het voorkomen van hitteproblemen, door warmte te weren, en het omgaan met piekbuien, door de afstroming hiervan te vertragen. Maar ook wind en droogte kunnen invloed hebben op gebouwen.
1: Waterpieken vertragen
Hevige korte regenbuien geven extreme pieken qua hoeveelheid neerslag. De traditionele afvoerende systemen zijn en worden hier niet op gedimensioneerd. Onderzoek wijst uit dat publieke oplossingen echter het meest rendabel zijn, desondanks kan het gebouw ook een deel van het ‘werk’ voor zijn rekening nemen.
Regenwater kan in (binnen)tuinen via infiltratie worden afgevoerd. Dit gebeurt dus zonder het afvoerende (riool)systeem te belasten. Dit werkt tot een bepaalde hoeveelheid neerslag en is afhankelijk van de beschikbare oppervlakte. Verdere vertraging kan bereikt worden door bij pieken in de neerslag het water dat niet afgevoerd kan worden, tijdelijk te bufferen, in, op of aan het gebouw.
INFILTREREN
Infiltratie kan door het terrein, de tuin, dusdanig vorm te geven dat water naar plekken stroomt waar dit natuurlijk en daardoor langzaam kan infiltreren. Deze oplossing kan ook buiten de kavel in het openbare domein worden gezocht. Een andere – snellere – vorm is het gebruik van ondergrondse infiltratiekratten.
BUFFEREN
Bufferen kan op drie verschillende manieren:
- In een regenton buiten het gebouw, of in de tuin. De capaciteit van een dergelijk systeem is beperkt. Plaatsing van een regenton draagt bij aan beperking van het drinkwatergebruik en kan bij plaatsing bij de bouw een goede ‘nudge’ zijn om kopers/gebruikers meer bewust te maken van de achterliggende problematiek en hun zo te motiveren hun handelen aan te passen, om bijvoorbeeld de tuin niet geheel te bestraten.
- In een bak als onderdeel van het gebouw. Qua systeem is dit niet heel anders dan een regenton, maar de buffercapaciteit en daarmee het effect kan aanzienlijk groter zijn. Een tussenvorm betreft bovengrondse geïntegreerde systemen zoals bijvoorbeeld erfafscheidingen.
- In vegetatie(lagen): Groene vegetatiedaken komen in alle verschijningsvormen voor. Van licht beplant tot velden voor urban farming of daktuinen die niet onderdoen voor een normale tuin. De kansen voor een grote buffercapaciteit zijn mede door het dubbele gebruik hier het grootst.
Capaciteiten
Polderdak: tot 135mm waterbuffer = 135l/m²
Voor een egw met platdak (45m² -> ca. 6.000l)
Groene daken 30-150l/m²
Voor een egw met platdak min. 1.350l vertraagd
Standaardregenton: 100-300l
Geïntegreerd voorbeeld (1,8×1,8m)+ 660l
Voor egw met 8m tuindiepte = 2.620l
NB design regenton Elho: 70l.
= ¼- ½ van groen schuurdakje
Bron: dakdokters.nl + producenten
AFVOEREN
Afvoer kan via het (gescheiden) rioleringssysteem of indien de omgeving water kan opvangen door buffering, infiltratie of verdere afvoer via de oppervlakte.
2: Warmte weren
Hogere temperaturen door opwarming van de aarde zorgen voor een hogere temperatuur in woningen en gebouwen. Dit kan leiden tot een thermisch slecht binnenklimaat. Het beperken van directe zoninstraling voorkomt onnodige temperatuurverhoging en kan de koellast sterk beperken en soms zelfs voorkomen dat een airco wordt geplaatst.
Adaptieve gevels kunnen bijdragen aan optimale zonwering met behoud van daglicht om fijn te kunnen leven en werken.
Het weren van hitte begint met het reduceren van zoninstraling via ramen. Reflecteren van zon beperkt ongewenste opwarming van lichte gebouwen. De warmte die de bouwmassa bereikt kunnen we weg ventileren of door sterk te isoleren wat langer buiten de verblijfsgebieden houden. Bij alle technieken geldt dat er altijd een evenwicht dient te worden gezocht tussen het benutten van gewenste opwarming en het weren of afvoeren en opslaan van ongewenste warmte. Mede daarom zijn adaptieve gevels die zich aanpassen aan de wens op een specifiek moment een passende denkrichting.
REDUCEREN
Vermindering van de zoninstraling is te bereiken door ramen te verkleinen. Een andere optie is het creëren van overstekken, nissen en delen die uitsteken. De schaduwwerking van deze elementen zorgt dat directe zoninstraling wordt voorkomen. Optimaal de zon weren met behoud van daglicht en uitzicht, is mogelijk met adaptieve gevels. Zij kunnen zodanig transformeren dat de zon niet langer wordt geweerd dan noodzakelijk is. Zo zorg je voor een optimaal leefklimaat. Zonwering aan de buitenzijde van de gevel is veel effectiever dan binnenzonwering. Met binnenzonwering moet de warmte die eerst is binnengehaald actief worden afgevoerd.
ISOLEREN EN ABSORBEREN
De combinatie van isolatie en materialen die warmte accumuleren zorgt dat de warmte lange tijd buiten wordt gehouden. Een goed isolerend grasdak met grond en groen zorgt door de zware massa voor een stabiliserende effect op de binnentemperatuur. In het binnenklimaat temperen de temperatuurschommelingen en een tijdvertraging zorgt dat de temperatuurverhoging buiten, een aantal uren later binnen pas voelbaar is.
REFLECTEREN
Door op gevels en daken materialen toe te passen met sterk reflecterende eigenschappen, wordt ook invallende zonnestraling gereflecteerd. Dit beperkt de warmtebelasting op de gevel, waardoor de gevel minder opwarmt.
Er zijn ook sterk reflecterende glassoorten. Hoe hoger de reflectiefactor van het beglazingssysteem, hoe minder zonnewarmte naar binnen komt.
Relatief nieuw zijn coatings in beglazingen die de zonnewarmte weren en tevens het (dag)licht selectief doorlaten. Dit maakt dat de daglichtopbrengst hoog is en de zonbelasting laag. Daarnaast zijn hoge isolatiewaarden te bereiken.
VENTILEREN
Door in gevels en daken bewust een spouw te creëren, kan de warmte die zich in die spouw ophoopt weg geventileerd worden. Deze techniek is met name interessant voor hele lichte constructies.
Dergelijke dubbele daken worden ook wel tropendaken genoemd. Deze zorgen ervoor dat er aanzienlijk minder zonbelasting via warmtetransmissie in het binnenklimaat komt. Vaak zijn kosten van de dubbele dakconstructie de reden dat dit type constructie niet wordt uitgevoerd. Een dergelijk dak kan ook worden uitgevoerd met zonnepanelen op een luchtspouw. Het rendement van de zonnepanelen neemt toe en de zonbelasting op het gebouw neemt af. Dubbele winst.
3: Wind sturen
Toenemende windsnelheden en het vaker voorkomen van sterke wind kan problemen veroorzaken voor de gebruikers van gebouwen en de omgeving rondom gebouwen.
Met de plaatsing en vormgeving van gebouwen kan de wind worden GESTROOMLIJND, zodat zo min mogelijk hinder – zoals valwind of hoge windsnelheid – ontstaat. Constructief en qua waterdichtheid van de gevel dient het gebouw de dan resterende windkracht (ruimschoots) te kunnen TROTSEREN. Ter plaatse van buitenruimten en entrees kan het desondanks nodig zijn de bewoners/gebruikers te beschermen door wind te diffuseren of af te schermen.
AFSCHERMEN
Afschermen kan door het plaatsen van luifels en schermen. Luifels beschermen bezoekers en gebruikers van gebouwen en de omliggende (openbare) ruimte tegen te sterke valwinden. Windschermen kennen we allemaal, het strategisch plaatsen hiervan maakt balkonnen en terrassen beter en veelal langer bruikbaar.
TROTSEREN
Bij trotseren kunnen we natuurlijk denken aan goede kierdichting en voldoende constructieve stabiliteit, maar ook aan het ontwerpen zodat wind minder vat op het gebouw heeft. Het principe van stroomlijnen wordt dan ingezet ten gunste van de winddruk op het gebouw (i.p.v. het voorkomen van windhinder er omheen).
Een voorbeeld is het aanpassen van het gebouw of het opnemen van voorzieningen. Bij 432 Avenue in New York heeft WSP een extreem rank gebouw weten te maken. Door de inzet van dubbelhoge open verdiepingen tussen de woonlagen en een tuned mass demper in de top, is een slankheid van 15:1 bij een hoogte van 432m bereikt!
STROOMLIJNEN
Met rekensoftware kan (door partner van WSP in Nederland) gerekend worden aan gebouwen. Door verschillende oplossingen te vergelijken kan de meest optimale vorm worden gekozen. Hiermee wordt de overlast op buitenruimtes in het gebouw (loggia’s, balkons en dakterrassen) en in de openbare ruimte rondom het gebouw gereduceerd.
4: Uitdroging voorkomen
Vegetatie op en in de directe nabijheid (tuinen) van het gebouw kan in lange perioden zonder neerslag dusdanig weinig nieuw (regen)water ontvangen dat deze uitdroogt, met de dood van de vegetatie als ultiem gevolg.
Vanuit het adagium ‘Voorkomen is beter dan genezen’, is het beperken van waterschaarste het eerste om naar te kijken. Mocht er desondanks te weinig water zijn om de vegetatie te doen overleven, dan moeten we water aanvoeren. Veelal wordt hier momenteel nog drinkwater voor gebruikt. Het gebruik van buffers waarin regenwater uit (piek)buien is opgeslagen levert een kortere cyclus en een lagere belasting van rioolwaterzuiveringsinstallaties en daarmee het milieu.
BEPERKEN VAN WATERSCHAARSTE
Het beperken van waterschaarste begint met het beperken van het gebruik van water. Zowel voor het gebruik buiten als binnen het gebouw. Hierdoor is er meer water beschikbaar voor besproeiing. Oplossingen kunnen bestaan uit waterbesparende douchekoppen, wasmachines, wc’s e.d. en/of het gebruik van grijs water. Daarnaast is het zaak de verdamping te beperken. Denk hierbij aan een soortkeuze van beplanting die overeenkomt met de locatie en het beperken van te sterke zoninstraling op de vegetatie. Laatste kan met vaste voorzieningen, maar in extreme gevallen zijn ook tijdelijke oplossingen denkbaar.
GEBRUIK BUFFER
Naast dat een buffer pieken opvangt/dempt kan zij ook als opslag dienen van water voor drogere periodes (dus voor langere periodes). Dit water kan dan ingezet worden voor de vegetatie of als bron voor het grijswater systeem.
AANVOEREN
Tot slot rest ons niets anders dan water aan te voeren.
Tekst: Stefen Werner (stefen.werner@wsp.com), Marijke Lebbink (marijke.lebbink@wsp.com) en Tobi Lusing (tobi.lusing@wsp.com).
