Longread: Tweegesprek over Slim Ontworpen

Slim Ontworpen, het thema van het oktobernummer van Schooldomein, was voor onze partner Mira van Beek van atelier PRO aanleiding om in gesprek te gaan met Koos Melse van ZRi, die als adviseur bouwfysica betrokken was bij het recent opgeleverde onderwijsgebouw voor VMBO Veurs Voorburg. Onderwerp van het gesprek: Wat is slim ontwerpen als we het over binnenklimaat hebben? En kan het slimmer?

Voor atelier PRO betekent slim ontwerpen zoeken naar integrale oplossingen. Kennis(ontwikkeling) is daarbij essentieel, net als kennisdeling - want slim ontwerpen doen we niet alleen. Zeker in de scholenbouw is een nauwe samenwerking tussen architect en adviseurs van grote waarde.

Door de jaren hebben wij in ”onze” scholen gezocht naar slimme, praktische en mooie antwoorden op de stapeling van eisen die aan de gevel gesteld worden - en dan met name de vaak tegenstrijdige eisen* ten aanzien van daglicht, zonwering, spuiventilatie, uitzicht en bouw- en exploitatiekosten. Het met aandacht nadenken over deze puzzel geeft het ontwerp vaak juist karakter.

Een paar voorbeelden: bij de Montessorischolen in Den Haag zorgen knalrode uitvalschermen voor een vriendelijke en vrolijke uitstraling die past bij de binnenstedelijke locatie. Het IJburgcollege in Amsterdam krijgt door de gouden luiken een levendige, zelfbeschaduwende gevel. De gevel van Basisschool de Brielse Veste is uitgevoerd in opengewerkt metselwerk, dat voor de draaiende delen is doorgetrokken; overdag kan koele lucht worden binnengehaald, in de winter ontstaat een verfijnd sprookjesachtig beeld. Dit principe is recent ook toegepast in twee andere projecten: bij de Rudolf Steinerschool in Haarlem zijn voor de draaiende delen golvende houten latten gebruikt; de organische vormen passen goed binnen de onderwijsfilosofie van de vrije school. Bij Veurs Voorburg is geen bewegende zonwering toegepast, maar een combinatie van zonwerend vast glas en geperforeerde panelen voor de draaiende delen.

In de Schooldomein van oktober 2022 werd een ingekorte versie gepubliceerd, lees hier het volledige interview:

PRO: Ook bij Veurs Voorburg hebben we, net als bij bijna al onze schoolprojecten, gezocht naar de balans tussen regelgeving, kosten en comfort – zeker voor de gevel en de gevelopeningen. We beginnen vaak met de daglichteis. Dus je zou denken, hoe meer ramen hoe beter. Voor mijn gevoel is dat ook wel zo - ik kan me van vroeger, van de basisschool, herinneren dat het licht in ieder geval heel erg mijn humeur beïnvloedde. Maar klopt dat wel, dat daglicht zo’n positief effect heeft op de leerprestaties?

ZRi: Ik denk dat iedereen wel de ervaring kent dat leerlingen van een donkere sfeer slaperig worden en van daglicht juist alerter; prestaties nemen bewezen toe bij meer daglicht. Maar tegelijkertijd kan je niet stellen: ‘hoe meer daglicht, hoe meer prestaties’ - dat vlakt toch af, na een bepaald punt. Bij mijn weten is dat punt echter nergens aangetoond. Het PvE Frisse Scholen stelt ook: hoe meer daglicht, hoe beter. Klasse A betekent meer daglicht dan klasse B, (en C). En voor klasse C is nog steeds veel meer daglicht vereist dan in het bouwbesluit, dus wettelijk voldoe je al snel, maar de eisen voor daglicht van Frisse Scholen zijn wel heel hoog; om daaraan te voldoen, moeten de gevels voor een groot deel bestaan uit glas, wat allerlei andere uitdagingen met zich meebrengt - denk alleen maar aan de kosten. Terwijl het dus eigenlijk niet duidelijk bewezen is in hoeverre deze oplopende eisen ook reële resultaten opleveren.

PRO: Maar je zou denken dat je met veel daglicht in ieder geval geen lampen aan hoeft te doen. Dat is toch ook slim. Een mooie energiebesparing…

ZRi: Zeker, maar dat is wel relatief. Het hangt af van de tijd van het jaar, en bovendien is het aandeel van de verlichting in de exploitatiekosten de laatste jaren drastisch gedaald door de toepassing van LED. Ooit bestond 40% van de energievraag van een school uit verlichting, nu is dat nog maar 10%.

PRO: En je ziet natuurlijk ook dat LED ook mogelijkheden biedt tot besparing, met slimme concepten: verlichting op de gangen die als eerste aangaat en pas later gevolgd wordt door de rest van het gebouw; verlichting die alleen aangaat als er iemand in de ruimte is.

ZRI: En LED biedt nog veel meer mogelijkheden.
H
et zijn wel duurdere systemen natuurlijk, maar je kan bijvoorbeeld de kleur van het licht aanpassen en het daglicht simuleren. Dat soort systemen meten het licht buiten en passen het op donkerdere plekken in het gebouw aan, op zo’n manier dat je het eigenlijk niet ziet. het licht van de LEDs is hetzelfde als het licht wat door de ramen naar binnen valt. Daarmee vang je dan een deel van de reden af om grote glaspartijen te moeten aanbrengen.

PRO: Want zo’n bijna volglazen gevel is natuurlijk een enorme kostenpost: glas zelf is duur, duurder dan een dichte gevel. In aanschaf, maar daarna ook in onderhoud. En het wordt erg warm binnen. Veel daglicht, veel zonlicht, veel warmte, waardoor je weer meer voorzieningen moet treffen zoals zonwering, om die te weren, en dat brengt weer kosten met zich mee, ook in onderhoud.

ZRi: Gecombineerd maakt dat het kostenplaatje inderdaad erg hoog.

PRO: En als dan de helft van de tijd de zonwering naar beneden zit is het alsnog donker…

ZRi: Ja, als je maar de helft van de ramen zou toepassen heb je dat misschien allemaal niet nodig, en houd je geld over voor andere zaken.

PRO: Dat is wel interessant dat je dat zegt. Want als je slim wilt ontwerpen, dus ook kostenefficiënt, dan zou het best kunnen zijn dat je je minder op daglicht moet richten, dat je kleinere ramen zou kunnen maken waardoor je minder zonwering hoeft toe te passen.  en wel naar buiten kan kijken. Je kan dan ook naar de Total Cost of Ownership gaan kijken… Het geld dat je daarmee bespaart zou je kunnen steken in extra hoogte, waardoor je meer lucht hebt en bovendien kan je dan ook hogere ramen maken waarmee je het licht dieper in de ruimte krijgt. Niet zozeer gericht op de daglichteisen maar op uitzicht, op contact met de buitenwereld. Want dat is ook belangrijk voor een aangename ervaring van het klaslokaal.

ZRi: Belangrijk is dan wel natuurlijk: wordt het niet te warm?

PRO: Want warmte is de grootste uitdaging als je het over de kwaliteit van binnenklimaat in een klaslokaal hebt?

ZRi: Ja, absoluut. Zeker nu we merken dat er met name in het voorjaar meer warme dagen zijn. Meer zon betekent meer zonwering, en soms ook de noodzaak van actieve koeling. Meer kosten in aanschaf en onderhoud.

PRO: Het punt is dat dat natuurlijk allemaal op te lossen is, met meer budget. Alleen is het budget voor scholen in principe overal ongeveer hetzelfde, soms iets hoger - maar veel ruimte is er meestal toch niet. Dus dat betekent dat je dan natuurlijk iets slims moet bedenken, dat je creatief maar ook realistisch met de eisen om moet gaan. Het is een kwestie van ontwerpen, echt specifiek op de plek; bijvoorbeeld door veel lokal4en aan de noordzijde te plaatsen als dat kan en de gevel op het noorden maximaal transparant te maken, en kleinere gevelopeningen op het zuiden toe te passen in combinatie met daklichten, vides, ‘lichthappers’. Daarmee zou je genoeg licht binnen kunnen krijgen, en minder zonwering, minder actieve koeling nodig hebben.

ZRi: Zeker. Maar ik denk dat ook in zo’n situatie koeling toch wel een uitdaging blijft.

PRO: Terwijl er tegelijkertijd de vraag is om installatie-arm te ontwerpen. Wat dan eigenlijk meer nog over ventilatie gaat dan over koeling. En daar zijn de eisen de afgelopen 10 jaar echt steeds strenger geworden - zeker nu Covid ook nog meespeelt.

ZRi: Dat klopt ja, soms heb ik het gevoel dat we tegenwoordig scholen maken die helemaal vol met luchtkanalen zitten omdat er 900 kuub per uur in een lokaal ingeblazen moet worden…

PRO: Zoiets was laatst in het nieuws, een schoolgebouw waar ze een enorme doos op het dak hadden toegevoegd, tot grote ontevredenheid van de buren. Of het Bredero Beroepscollege in Amsterdam van Bjarne Mastenbroek waar ze grote kanalen buiten langs op hebben geplaatst. Echt bizar, alsof er een soort alien geland is op het gebouw.

ZRi: Centre Pompidou-achtig…

PRO: Meer een dronken Centre Pompidou, zijn woorden in het AD…. Je merkt dat, als het over ventilatie gaat, zeker nu met Corona, het integraal ontwerpen een beetje naar de zijlijn geschoven wordt. Terwijl ook dit een kwestie van slim ontwerpen is. Je kan de installaties prima integreren in het ontwerp, als ze maar bijtijds bekend zijn en kunnen worden meegenomen. En je kan ook installatie-arm ontwerpen, of in ieder geval installatie-armer, als je de plek meeneemt en goed gebruik maakt van bijvoorbeeld spuiventilatie.

ZRi: Maar ook in dat geval zal er nog steeds zonwering moeten worden toegepast - bijvoorbeeld met screens.

PRO: Wat daar interessant is, maar ook uitdagend, is dat screens dan weer lijken te botsen met de eisen die gesteld worden aan spuiventilatie - en frisse lucht is óók een belangrijk onderdeel van een goed leerklimaat. Als de screens naar beneden zijn voldoe je formeel wél aan de eisen, maar in de praktijk niet.

 

ZRi: Maar dat zou betekenen dat je dan in basisscholen en woningen straks helemaal geen screens meer mag toepassen - dat zie ik toch niet zo snel gebeuren.

PRO: Dat wordt eigenlijk nooit meegenomen in de beoordeling van het ontwerp, maar gemeente Rotterdam doet dat bijvoorbeeld wel. En dat is wel terecht, want het is natuurlijk heel raar om te zeggen “je hebt een te openen geveldeel om frisse lucht binnen te laten, maar je kan hem alleen niet openen want er zit plastic voor.”
Hebben jullie trouwens wel eens berekend wat de daglichttoetreding is als de screens naar beneden zijn?

ZRi: Er wordt bijna altijd gekozen voor screens waar nog een beetje uitzicht mogelijk is, maar de hoeveelheid daglicht die er doorheen komt is minimaal, minder dan 5%. Op het moment dat je screens zou kiezen die 50% daglicht doorlaten, dan laten die ook 50% warmte door en dat wil je niet.

PRO: Wat vind jij dan de beste zonwering, vanuit bouwfysica?

ZRi: Eigenlijk is het weghouden van de zon van je raamoppervlaktes bouwfysisch het beste.  Overstekken nemen echter ook daglicht weg: ik ben altijd wel gecharmeerd van beweegbare lamellen - bijvoorbeeld vast gemonteerde lamellen, brede lamellen die verticaal staan maar draaibaar zijn. Je kunt ze dan afstemmen op de zonnestand en je houdt ook altijd uitzicht, want je kan er in één richting altijd tussendoor kijken - in tegenstelling tot horizontale lamellen, die op een gegeven moment toch ‘dicht’ ogen.

PRO: En het geeft identiteit aan de gevel, aan het gebouw. Maar goed, we hebben het nu over de hoeveelheid daglicht, over zonwering, warmte - maar wat is nu eigenlijk te warm? En wat is te koud? Volgens de normering van Frisse Scholen ligt de ideale binnentemperatuur - de temperatuur die je nodig hebt om Frisse Scholen A te halen - op 21 graden. Maar verwarmen op 21 graden, dat is zeker in de winter toch best wel warm. En warmte draagt niet bij aan de concentratie. Hebben jullie daar wel eens discussie over?

ZRi: Jazeker, en echt niet alleen bij scholen. Het lastige is natuurlijk ook dat dit heel persoonlijk is. Zeker in de winter moet je een soort minimale temperatuur vaststellen, waar de grote meerderheid van de mensen - zeg 90% - tevreden over is. De laatste 10% zal overigens nooit tevreden zijn. Dat is ook een regel. Puur omdat hun persoonlijke gevoel van comfort afwijkt van het gemiddelde. Dat wordt nog versterkt op het moment dat mensen niet zelf aan de knoppen kunnen draaien zoals in kantoorruimtes.

PRO: Bij scholen ligt dat misschien anders, de bezetting, de hoeveelheid mensen per vierkante meter, is daar natuurlijk erg hoog. In de lokalen (of groepsruimtes) ongeveer 30 mensen per 56 vierkante meter. Allemaal kacheltjes. Dus het probleem zit hem waarschijnlijk niet zozeer in de winter, maar in de zomer. Lokalen zullen eerder te warm zijn dan te koud.

ZRi: En het klimaat wordt natuurlijk steeds warmer, terwijl de klimaateisen daar nog niet op zijn aangepast.

PRO: Merk jij dat dat door opwarming van de aarde echt verandert? Toen ik begon als architect was de instelling altijd een beetje: in de zomer is de school toch leeg.

ZRi: Dat klopt, dus voor scholen is het voor- en naseizoen eigenlijk nog belangrijker. Maar ook de lente en de herfst worden warmer.

PRO: En de meeste zonwering past zich natuurlijk niet aan aan het seizoen, terwijl dat nou juist echt slim zou zijn. Ik heb een paar keer geprobeerd om iets slims met bomen te doen. Hoe kijk jij daar als bouwfysicus tegenaan?

ZRi: Bomen, dat zou een slimme oplossing kunnen zijn, ja.

PRO: Schaduw in de zomer en verwarming door de zon in de winter. Daarnaast: duurzaam, onderhoudsarm, klimaatadaptief, biodivers. Het tikt wel heel veel boxes aan en toch, als wij het voorstellen wordt het eigenlijk altijd lacherig weggewuifd. Kunnen jullie daar aan rekenen, ik bedoel aan de bijdrage van bomen als zonvanger?

ZRi: Ja hoor. Je moet dan aannames doen voor de bijdrage van die bomen aan schaduw. Je zou moeten kijken wat voor boom het is, wanneer krijgt die blad? Dat soort dingen moet je natuurlijk meerekenen. Maar ik vind dat je gelijk hebt maar het is een kwestie van willen, niet van kunnen, want we kunnen het effect van bomen gewoon berekenen.

PRO: Als je het over een slimme oplossing hebt. Dat hoeft dus niet altijd een technische oplossing te zijn. Bomen als zonwering die meebewegen met het seizoen. Een natuurlijke oplossing, ondersteund door de techniek… dat is pas slim! Laten we daar een lans voor breken. Wordt vervolgd…

*Het gaat om eisen die de meetbare kwaliteit ten aanzien van energieprestatie en comfort van het gebouw vastleggen. De minimum eisen liggen vast in het bouwbesluit, waarin echter niets is neergelegd over binnentemperatuur of leerprestaties. Daarom kunnen opdrachtgevers daarnaast kiezen voor aanvullende ambities conform Frisse Scholen A (uitmuntend), B (goed), of C (voldoende).