Lezing dennis hauer 'food for thought' Ontwerpen aan duurzaamheid
-
Upload
dennis-hauer -
Category
Design
-
view
151 -
download
1
description
Transcript of Lezing dennis hauer 'food for thought' Ontwerpen aan duurzaamheid
Ontwerpen aan duurzaamheid Lezing Food For Thought
Dennis Hauer
Architect/adviseur duurzaamheid
27 augustus 2014
Food For Thought?
Een duurzaam gebouw
bestaat niet!
Alleen duurzame systemen
“Ontwikkeling die aansluit op de behoeften van het heden
zonder het vermogen van toekomstige generaties om in
hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen” definitie VN-commissie Brundtland uit 1987
“Ontwikkeling die aansluit op de behoeften van het heden
zonder het vermogen van toekomstige generaties om in
hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen” definitie VN-commissie Brundtland uit 1987
Wie kan de toekomst voorspellen 1981 eerste PC IBM
De termen duurzaamheid en duurzaam gebruik komen van oorsprong uit de bosbouw.
Later zijn ze ook in de visserijbiologie gebruikt. In beide gevallen was de betekenis
verwant met begrippen uit de ecologie. Het ging er om de natuur zodanig te beheren
dat de natuurlijke structuren en processen niet principieel werden aangetast.
Concreet: aan visgronden en bossen mocht niet méér vis of hout worden onttrokken
dan er door natuurlijke aanwas vanzelf weer bij zou komen. Het respecteren van deze
‘gebruiksruimte’ betekent dat ook toekomstige generaties er gebruik van kunnen
blijven maken.
Lineair gedrag: grondstoffen winnen
Lineair gedrag: slopen na gebruik
Lineair gedrag: dumpen!
Duurzaamheid gaat dus over de bedreiging van onze welvaart:
eindigheid van grondstoffen,
produceren van voedsel voor iedereen,
gezondheid,
klimaatverandering (wateroverlast, orkanen, landverschuivingen)
Food For Thought?
Zoeken naar balans tussen economische, ecologische
en sociale belangen
Van een lineaire naar een circulaire economie
Het sluiten van grondstofkringlopen
Denken in systemen
Duurzame strategieën Hoe pak je zo’n opgave aan?
Wie zijn de stakeholders? Stakeholderanalyse:
-Wie zijn de stakeholders?
-Wat is hun invloed?
-Wat willen ze bereiken?
-Wat kunnen ze bijdragen?
-Op welke schaal? (gebruiker, gebouw, gebied)
Stel een roadmap op
Welke duurzaamheidsinitiatieven zijn er?
Ambitie
Uit je eigen stad, Rotterdam
Strategie:
Commerciële Stadsboerderij
vormgegeven rond een
Aquaponic concept
Duurzame PI Zaanstad Strategie: brainstorm mogelijkheden clusteren tot concept
Duurzame concepten Duurzaam ontwerpen=keuzes maken
Biosphere 2; Arrizona
Strategie:
Onderzoeksproject waarin
onderzoekers 1 jaar lang
afgesloten hebben geleefd.
Eden project, Cornwall
Strategie:
Creëren biotoop in verlaten mijn, naast
natuurreservaat heeft dit project een
educatieve functie en trekt ca. 500.000
bezoekers per jaar.
Strategie Energy in de toekomst;
• Lokaal en kleinschalig.
• Reststromen
• Co-generatie
De nieuwe Nuts
Villa Flora, Venlo
Strategie:
Koppelen kas aan gebruiksfuncties,
creëren van een zonneterp
Hightech…
…Lowtech
Architectuur als middel; natuurlijk koelen
Architectuur als middel; licht vs warmte
Gezondheid als businesscase
Energie versus gezondheid
Bouwen met Groen en Glas:CAH Dronten
Technieken uit de glastuinbouw
Duurzame maatregelen Ter inspiratie…
Wat zijn de onderwerpen? BREEAM-NL geeft compleet overzicht
Duurzaamheid ingeburgerd in het ontwerp (1)
Isoleren:
› Gesloten delen (gevels, begane grond, dak) Rc=5,0 (NB meer
isoleren is niet zinvol icm balansventilatie Co2 gestuurd)
› Open delen (ramen, deuren) HR+ glas U=1,1
› Goede kierdichting (details) Qv-0,400
Passieve maatregelen:
› Oogsten daglicht, besparen op verlichting door
daglichtregeling
› Actieve zonwering, weersafhankelijk
› Zomernachtventilatie voor koeling
‘Bare minimum’ duurzame maatregelen
Duurzaamheid ingeburgerd in het ontwerp (2)
Actieve maatregelen:
› Warmteterugwinning op ventilatielucht
› Lage temperatuurverwarming/vloer activeren
› Duurzaam opwekken: WKO, zonneboiler, PV
Water
› Waterbesparende kranen en toiletten
› Gescheiden systeem hemelwater
› Beperken verharding ivm waterberging
Materiaalgebruik:
› FsC hout
› Voorkomen gebruik lood, zink
Energie+....
Duurzame thema’s Concentrated Solar
› warmte
› electra en combinaties
#
Energie
‘ Het thema energie is onlosmakend verbonden met de andere duurzame thema’s zoals materiaal (C2C) watergebruik en duurzame voedselproductie. Het integreren van deze thema’s is zeer relevant voor de realisatie van een duurzaam paviljoen’ Uit: Charette Energieke Zernike Campus
De duurzame businesscase
Waterstof
› Opwekken uit biomassa en/of zon dmv elektrolyse
› Gebruiken voor koken, verwarmen, warm tapwater
principe waterstof als energiebron:
afstudeerproject Bernard Aukema
TU Delft
Windgas = Waterstof uit windenergie
› Windenergie kan op deze wijze worden opgeslagen
› En aan het traditionele gasnetwerk worden toegevoegd.
› http://www.greenpeace-energy.de/windgas.html
Eerste proeven - Ameland - geven aan dat 20% bijmengen van waterstof (windgas) zonder problemen
kan.
www.duurzaamameland.nl
Innovatie lab - PV technology
› BB pv cellen - amforf
› Transparante cellen
Thermische bronnen
› oude zoutbronnen gebruiken ?
› eerste toepassing van Geothermie - warmtenet
#
Smart grid - E & W
› Reguleren vraag- en aanbod
› Op niveau Arenapark?
#
Concentrated Solar
› warmte
› electra
› combinaties
#
De kas als energiebron
Nieuwe energie opwekkende kasystemen
De kas als energiebron
Kasdek met focus on PV en T systeem (daglichtkas)
De kas als energiebron
Ontwikkeling teelt en energiekas, Gramma / Aldus, 2011
Energie+....
Duurzame thema’s SUNoil, biodiesel
› icm WKK
› transport op de campus ?
#
Lijnzaad als bio-brandstof, oogsten op locatie
Gezondheid
Akoestisch Comfort
Visueel Comfort
Thermisch Comfort
Lucht kwaliteit
- Ventilatiecapaciteit - Spuiventilatie - Kwaliteit toevoerlucht - Ruimtevolume - Doorspoeling ruimte - Operatieve temperatuur - Tocht - Individuele beïnvloeding
- Vloertemperatuur - Verticale temperatuurgradiënt
- Kunstlicht - Daglicht - lokalen - Helderheidswering - Individuele regelbaarheid
- Installatiegeluid - Nagalmtijd - Luchtgeluidisolatie binnen gebouw - Contactgeluid - Geluidsisolatie gevel
- Emissies en stofverspreiding materialen - Emissies van apparatuur - Schoonmaakbaarheid - Toiletten - Legionella
- Stralingsasymmetrie
bron: frisse scholsn AgentschapNL
Wat is een gezond gebouw?
Dilemma’s;
› spanning tussen energie en gezondheid; ventilatie en comfort
Vragen energie;
› isoleren; Welke waarde levert nog iets op?
› natuurlijke principes of technische oplossingen?
› Sturen op vraag?
Aanpak;
› Een ontwerp dat zo veel mogelijk natuurlijke principes benut
om te komen tot een gezond gebouw
› Aanvullen met techniek (borging kwaliteit)
Natuurlijk ventileren en koelen Schoolgebouw Masdar City (Abu Dhabi)
Dubbele gevel voor daglicht en isolatie Nieuwbouw Solarlux Nijverdal
Living machine Groen filter in een kas
Materiaalgebruik
Trias Materialis
› Reduceer het gebruik van materialen door de
levensduur van producten te verlengen en
productieprocessen efficiënter te maken;
› Volledige recycling van materialen, oftewel C2C
› Ontwikkel alternatieven voor schaarse grondstoffen en
gebruik schaarse grondstoffen alleen nog maar voor
specifieke toepassingen waar nog geen alternatieven
voor zijn.
Biologische/biobased materialen
Loamy clay
Tatched roof Straw bales PV&Glass
sheepwool Flax
Bamboo
Wood modules
Timber panels Hollow core slabs
Massive wood elements
sunshading
Helofyte filter
greenwalls
greenroof
woodstructure
woodpiles Wood lamellas
trees
Technische materialen (gesloten kringloop)
Mineral wool
cellulose EP- membrame Dry brickwork
steelstructures
Wood+steel structure tent limestone Smart foundation Used wood rec. aluminium
gabions
Wire mesh sunshading
FSC-wood+glass
carpet
Glass Aerogel
Voorbeeld hergebruik materialen: LEEN Utrecht
Water
Afvalwater
Waaruit bestaat het afvalwater;
› urine
› fecaliën
› voedselresten
› spoelkeukens
› wastafels, douches
› regenwater ?
› ..............................
Decentrale afvalwaterzuivering
Toepassing van een decentrale afvalwaterzuiveringsinstallatie sluit de volgende kringlopen (deels):
1. Water: (m.u.v. hemelwater)
Een onderwijsinstelling verbruikt enorme hoeveelheden drinkwater, waarop besparing en hergebruik mogelijk is, ten behoeve van:
› sanitair
› Kraanwater
2. Afval: (m.u.v. bedrijfsafval)
Afvalwater (zwart +grijs) bevat veel waardevolle nutriënten, (potentiële) energie en ...water.
› Stikstofkringloop: urine bevat veel stikstof uit onze voeding; dit kan uit afvalwater worden onttrokken en als kunstmest
worden ingezet
› Fosfaatkringloop: Fosfaten worden normaliter gewonnen in mijnen, maar kunnen ook uit afvalwater worden onttrokken en als
kunstmest worden hergebruikt
› Koolstofkringloop: Koolstof in afvalwater kan worden omgezet in
methaan, wat als brandstof voor een motor (WKK) of boiler kan dienen
Voorwaarden voor recycling:
› Scheiden van volgende afvalstromen is hiervoor noodzakelijk:
› urine en faeces
› grijswater
› keukenafval: groente en fruit
› Weinig waterverbruik verhoogt de effectiviteit: toepassen van vacuüm toiletsysteem!
Vacuüm toiletten:
Decentrale afvalwaterzuivering
Voordelen :
› Waterbesparend: 1 liter per spoeling (bij vacuüm systeem) ipv 7 liter (bij conventioneel systeem)
› Minder onderhoud: door minder (gecoördineerde) verstoppingen in hoofdleiding
› Hygiënischer: door minder “splash‘ effect
› Flexibel: naast verticaal ook horizontale leidingen (zonder afschot)
› Beproefd concept: al jaren in gebruik
› Efficiënt bouwen; door kleinere leidingen en geen ontluchting
› Kostenbesparend: Besparing op afvalstoffenheffing en m3 water
RVS vacuum toilet
Porcelein vacuum toilet
Decentrale afvalwaterzuivering Decentrale waterzuiveringsinstallatie:
Grijswater:
› = Afvalwater uit alle afvoerleidingen behalve het toilet.
› Groot volume, weinig organisch materiaal en hoge thermische energie
› Aeroob behandeling (zuurstofrijk): met behulp van een Individuele Behandeling
Afvalwater (IBA), wat
› een soort mini-zuiverinsinstallatie is op basis van beluchting.
› Thermische energie wordt gewonnen uit het grijswater met behulp van
warmtewisselaars
› Restwater kan worden geloosd op oppervlaktewater
Zwartwater:
› = Afvalwater uit het toilet
› Klein volume, veel organisch materiaal
› Anaeroob behandeling (zuurstofarm): met behulp van een vergister, bij verhoogde
temperatuur, ontstaat methaan, slib en effluent
› Effluent (=restwater) dient nabehandeld te worden (OLAND) voor lozing op het
oppervlaktewater
Schematisch behandelschema
Decentrale afvalwaterzuivering Installatieschema referentieproject
Installatie voor 230 huishoudens sinds 2011
› verwijderingsrendement van >95%
› 82% waterbesparing op toiletgebruik
› 40-50% besparing op tataal waterverbruik
Regenwater
100% opvang en gebruik, ten behoeve van;
› toiletten
› groen
› infiltratie bodem
› oppervlaktewater
Afval
Afval als energiebron
Campus Birkenfeld (DL)
› vergisten gft afval en
afvalhout omgeving
› opwekken elektriciteit
› ‘afvalproduct’ warmte
Algen als energiebron en gevel
Groen
Waarom is biodiversiteit van belang?
Ruimtegebruik
Groen Minimale footprint?
Integreren biodiversiteit in Architectuur
Ken Yeang; koploper in eco-architecture
› Startpunt biodiversiteit
› Integreren met gebouwfuncties
› Bijdrage aan binnenklimaat/gebouwconcept
Groendak als meerwaarde Stadslandbouw op kantoorgebouw Amsterdam:
› PR waarde/ beter verhuurbaar
› Extra buitenruimte
› Lokale voedselproductie
Vervuiling
Vervuiling door:
›CO2 uitstoot
›vervuiling hemelwater
›Lichtvervuiling
›Heath island effect
›Vervuiling bodem
Stadskantoor Venlo:
›Het gebouw zuivert de lucht, de retourlucht is schoner dan de
lucht die aan de omgeving onttrokken wordt
Gebouw als luchtzuivering omgeving
Groen zorgt voor koeling in de stad
Heath island effect
Transmissie groen lager dan verhard
Heath island effect
Groendak Groene gevel
Tot slot…