Dodelijke stadslucht verminderen met scholenbouw?

Inwoners van Parijs mogen even geen openhaard meer laten branden. De gemeente Utrecht gaat sloopsubsidie geven om vervuilende personenvoertuigen uit de stad te weren. Nederlandse steden verlagen de maximumsnelheid op hun ringwegen. In Beijing zijn ze qua smog wel wat gewend, maar de drab die begin 2013 al maanden boven de stad hing, tartte elke verbeelding. 

 

En toch wonen we graag in steden. Hoogstedelijke gebieden hebben nog steeds vraag naar nieuwe, goede scholen. Wat doe je dan als deze scholen gepland worden op locaties nabij vervuilende wegen? Locaties waar kinderen steeds meer uren zullen verblijven. Veel nieuwe scholen zijn gebouwen met nieuwe schooltijden, waar een aaneengesloten programma met onderwijs, opvang, sport en ontspanning wordt aangeboden. Voor kinderen van 0 tot 12 jaar, van 7:00u tot 19:00u, 5 dagen in de week, zonder zomervakantie en dus het hele jaar open.

Atelier PRO architekten ontwerpt vaak scholen. De beschikbare locaties voor deze maatschappelijke functies zijn niet altijd de plekken met de meest schone lucht. Je zou hier geen school willen plannen, zeker niet nu blijkt dat langdurige blootstelling aan fijnstof dodelijker is dan eerder werd gedacht. De maatregel ‘extra ventileren’ zoals de leidraad ‘Frisse Scholen’ aangeeft wordt meteen moeilijker om te realiseren.

Het maakte bij ons de vraag los: Kunnen we met het schoolgebouw zélf (ruimtelijke) oplossingen bieden om zowel in interieur als op het schoolplein de luchtkwaliteit te verbeteren? Kan de bebouwde omgeving een rol spelen in het tegengaan of terugdringen van luchtvervuiling?

We besloten de proef op de som te nemen. Atelier PRO is op eigen initiatief een ontwerpend onderzoek gestart om voor een échte locatie en een concreet programma van eisen een clean air-scenario uit te werken. Welke maatregelen kunnen we nemen en hoe worden deze locatie-specifiek toegepast? Hoe ziet zo’n school er dan uit? Zijn er meetbare resultaten te behalen? Het onderzoek krijgt de titel: Clean Air Schools.

De gemeente Antwerpen gaf ons een concrete opgave: een nieuw te bouwen middelbare school voor 850 leerlingen is gepland aan de Desguinlei. Deze binnenstedelijke locatie grenst niet alleen direct aan de ring, maar wordt ook aan alle zijden omzoomd door wegen met druk autoverkeer. Op een verloren ochtend zijn we de locatie gaan bezoeken. Op werkelijk elke foto die wij van de ring namen staan minstens drie vrachtwagens. Uit meetgegevens van de stad Antwerpen blijkt dat de waarden van luchtverontreiniging ver boven de Europees toegestane niveaus reiken.

Op basis van meetgegevens van de gemeente Antwerpen hebben we in enkele weken in een ontwerp-pressure cooker een ontwerp gemaakt waarbij verschillende maatregelen een vorm hebben gekregen. In het ontwerpproces zijn tussentijdse bevindingen met onze partners van de gemeente Antwerpen, The Why Factory TU Delft, Dutch Green Building Council en Imago Bouwers geëvalueerd. Met de hulp van TNO en Syntens werden de ontwerpvoorstellen getoetst op effectiviteit.

Het uiteindelijke ontwerp is een gebouw dat meerdere schillen heeft met daar tussen verschillende typen lucht. Lucht wordt elektrostatisch gezuiverd en in die ruimten geblazen waar deze het meest nodig is: de lesruimten. Want elke verdubbeling van de toevoer van frisse lucht leidt tot ongeveer 15% betere leerprestaties. Door overdruk wordt deze schone lucht verder in het gebouw verspreid, naar de meer semi- en openbare ruimten in en om de school. De buitenste schil is de gevel van de school, direct naast de ring. Deze vormt op gebiedsniveau een barrière naar de snelweg. Hier kan de vervuilde lucht naar boven geleid worden. Door de grillige vormgeving van deze school wordt extra turbulentie gecreëerd en zo de lucht extra gemengd zodat fijnstofniveaus snel dalen.

Kinderen zitten niet de hele dag binnen. En vooral buiten op de schoolpleinen zijn de concentraties vuile lucht alarmerend. Om ook de buitenruimte van betere lucht te voorzien, stroomt schone lucht naar buiten op een windluw plein. Het schoolplein ligt aan de lijzijde van het gebouw om een street-canyon effect te creëeren. Bovendien kun je hier in een leslokaal het raam openen zonder fijnstof of roet naar binnen te laten. Hierin liggen kansen voor het combineren van de leidraad Frisse Scholen met passief bouwen. Het gebouw vorm in feite een spoiler en is tegelijkertijd een filter voor de buitenruimte. Andere toegepaste maatregelen zijn een algengevel als zonwering en bioreactor, prefab houtbouw voor een schone bouwput tijdens de bouw en een gaatjesplafond voor een meer aangename luchtstroom in het interieur.

 

Maar er zijn nog veel meer maatregelen te nemen die hier niet zijn gebruikt. Het echte resultaat van dit ontwerpend onderzoek is dan ook geen kant-en-klaar product maar een Clean-Air-Toolbox. Deze toolbox biedt een visuele uitleg van ruimtelijke ingrepen die de lucht aan de buiten- en binnenkant van een gebouw kunnen verbeteren. Niet alle locaties zijn hetzelfde. Niet alle PVE’s zijn identiek. Uiteindelijk moet per specifieke opgave worden bekeken welke maatregelen uit de toolbox effectief zijn. Een Clean Air ontwerp is per definitie een locatie specifiek ontwerp op maat.

 

Deze afgeronde case-study Clean Air Schools is inmiddels aan de Stad Antwerpen gepresenteerd. Ook is het ontwerp aan een publiek van Clean Air experts voorgelegd tijdens de JOAQUIN boardmeeting (Joint Air Quality Initiative is een nieuw EU samenwerkings project met als doel het op gezondheid gerichte luchtkwaliteitsbeleid in Europa te verbeteren. JOAQUIN wordt ondersteund door het INTERREG IV-B Northwest-Europe programma). De reacties zijn positief. De feedback die atelier PRO ontvangt wordt direct ingezet om de toolbox verder te ontwikkelen. Ook de GGD Amsterdam heeft interesse getoond om de ontwikkelde toolbox te helpen verbeteren.

 

Voorlopige conclusie is dat met het ontwerp van een gebouw veel invloed uitgeoefend kan worden op de luchtstromen en daarmee de luchtkwaliteit. Belangrijkste kritiek is dat luchtstromen moeilijk zijn te modelleren en voorspellen. Het werkelijke effect van de bebouwde omgeving op de luchtkwaliteit is pas meetbaar is als een prototype wordt getest. Volgende stap is een vervolgonderzoek in een windtunnel. 

 

Het streven is om de resultaten te publiceren. Gemeenten, ontwikkelaars en andere professionals in de bouw kunnen dit gebruiken als kennis- en inspiratiebron. atelier PRO probeert nu om de urgentie van dit probleem te agenderen en meerdere participerende partijen te interesseren voor een vervolgonderzoek. 

Neem voor meer informatie, vragen of gebruik van beeldmateriaal contact op met pr@atelierpro.nl