Per 1 januari 2009 zijn de EPC-eisen voor de utiliteitsbouw aangescherpt. Het totale energieverbruik van kantoren bestaat voor circa 40% uit verlichting. Een slim ontworpen verlichtingssysteem kan een grote EPC-verlaging realiseren.
De aanscherping van de EPC heeft als doel om het energieverbruik van gebouwen te verminderen en ontwikkelingen te bevorderen die uiteindelijk moeten leiden tot energieneutrale gebouwen, te weten door: slimmere gebouwen, slimmere installaties en slimmere energievoorziening.
In dit artikel wordt ingegaan op een slim gebouw waar door een optimaal gebruik van daglicht het energieverbruik aanzienlijk wordt gereduceerd. [Figuur 1]
De context
Met ingang van 1 januari 2009 worden de EPC-eisen voor nieuwe utiliteitsgebouwen aangescherpt. De mate waarin de eisen aanscherpt worden, verschilt per gebruiksfunctie en varieert tussen de 0 en 33%.
Tabel 1: Aanscherping EPC-eisen
De markt zal zich opnieuw moeten instellen op deze nieuwe energiezuinigheidseisen. In dit artikel wordt een voorbeeld besproken waaruit blijkt dat een energiezuinig, comfortabel en architectonisch bijzonder gebouw samen kunnen gaan.
Rabobank Westland: een slim gebouw met een slimme energievoorziening
Het nieuwe kantoor van de Rabobank Westland in de Lier, een ontwerp van architect Böhtlingk uit Maasland, gebruikt 35% minder energie dan een standaardkantoor uit 2008. Het gebouw voldoet hiermee ruimschoots aan de nieuwe EPC-eisen, en is zelfs 17% energiezuiniger dan verplicht per 1 januari 2009!
Het geheim van dit gebouw: slim gebruik van daglicht waardoor er minder kunstverlichting en koeling nodig is. De daglichttoetreding is leidend geweest in het gevelontwerp waardoor het gebouw een bijzonder voorbeeld is geworden van slim en integraal ontwerpen.
Het gebouw is ook een voorbeeld van slimme energievoorziening. De overtollige warmte die in de zomer het gebouw binnenkomt wordt opgeslagen in de bodem en in de winter gebruikt om te verwarmen.
Het concept
Het ovale Rabobank gebouw telt drie lagen kantoren gegroepeerd rond een atrium, in totaal 5.000 vierkante meter BVO.
Het gebouw heeft geen gasaansluiting, maar ook de elektrische aansluiting is kleiner dan gebruikelijk voor een kantoor met deze omvang. Dat komt door een uitgekiend ontwerp van het gebouw, waarbij de vormgeving en detaillering van het gebouw, de fysische eigenschappen van de toegepaste materialen en de gebouwinstallaties in onderlinge samenhang zijn uitgekristalliseerd.
De gevel is zeer transparant en maakt optimaal gebruik van daglicht mogelijk, maar geeft ook een adequate bescherming tegen het buitenklimaat. Nadeel van een transparante gevel lijkt het relatief grote warmteverlies ten opzichte van een gevel met meer dichte, beter geïsoleerde geveldelen. Het warmteverlies wordt echter gecompenseerd door drievoudige HR beglazing toe te passen, de extra binnenkomende zonnewarmte in de winter te benutten en de hoeveelheid kunstlicht drastisch te beperken.
De centrale hal is vormgegeven als atrium en functioneert niet alleen als gemeenschappelijke werk- en verblijfsruimte, maar ook als tuin en als buffer in het ventilatiesysteem. Retourlucht wordt verzameld in het atrium, dat hierdoor zomers en winters een aangename temperatuur verkrijgt. Uit de retourlucht wordt eerst nog eventueel aanwezige warmte gewonnen (warmteterugwinning), pas daarna wordt het naar buiten geblazen. In Figuur 1 is het ventilatiesysteem schematisch weergegeven.
Voor de verwarming en koeling wordt gebruikgemaakt van een warmtepomp en warmte-/koudeopslag in de bodem. De geproduceerde koude wordt in de winter opgeslagen om ’s zomers te kunnen koelen, warmte wordt ’s zomers opgeslagen voor gebruik in de winter. [Zie figuur 2: schematische weergave ventilatiesysteem]
Kunstlicht
Zo’n 40 procent van de energiebehoefte van een traditioneel kantoorgebouw is bestemd voor kunstlicht. Tegelijk produceert de verlichting ook nog eens veel warmte die weg gekoeld moet worden. Door minder kunstverlichting toe te passen snijdt het mes dus aan twee kanten: minder energiegebruik voor verlichting en voor koeling.
Het Rabobank-gebouw is zo ontworpen dat kunstlicht nauwelijks nodig is. De zon wordt zomers met een speciaal ontwikkelde luifel zo geweerd dat licht wel invalt, maar de warmte niet. Het aandeel van de verlichting in de energiebehoefte is hiermee teruggebracht tot zo’n 25%. Een aanzienlijke reductie, waar de energiebesparing voor koeling nog bij opgeteld moet worden.
Optimaal gebruik van daglicht
De zes meter diepe kantoren hebben over de volle diepte daglicht. Zowel via de buitengevel als via het atrium valt licht in de werkruimten. Via het atrium is dat mogelijk omdat de wanden van de kantoren hier niet dicht zijn maar translucent – ze laten licht door. In Figuur 3 is weergegeven hoe in de kantoorvertrekken gebruik wordt gemaakt van zonlicht.
Daglicht kan via de buitengevel diep in het kantoor komen door de grote vrije hoogte van de ruimten, 3,30 meter. Normaal heeft een kantoor een vrije hoogte van 2,70 meter. Toch is de verdiepingshoogte (bovenkant vloer tot bovenkant vloer) gelijk aan een standaardkantoorgebouw.
De ruimtewinst is gevonden in de toepassing van een holle staalconstructievloer waardoor alle installaties netjes weggewerkt worden en een verlaagd plafond achterwege kan blijven. De gewonnen vrije hoogte van 60 cm geeft meer kwaliteit en zorgt dus dat daglicht dieper in de kantoren kan komen. In Figuur 3 is de vloeropbouw schematisch weergegeven. [Zie figuur 3: Zonlicht en figuur 4: Vloeropbouw]
De zomerse uitdaging: daglicht benutten en zon weren
Het gebouw heeft nauwelijks kunstlicht nodig. Uitgangspunt voor het gevelconcept is het zo veel mogelijk benutten van natuurlijke fenomenen. Een voor de hand liggende gedachte is het gebruik maken van daglicht in plaats van kunstlicht. De uitdaging hierbij is dat het gebouw niet overmatig mag opwarmen in de zomer. Dit probleem is opgelost door een ingenieuze zonneklep.
De zon wordt in de zomer, als deze op z’n sterkst is, tegengehouden door een zogenoemde lichtplank of zonneklep op 2,6 meter hoogte. Deze zit zowel binnen als buiten het gebouw. Dankzij de toepassing van speciaal getrokken strekmetaal houdt de luifel directe straling van de zon tegen, maar laat het diffuse daglicht door. In de winter, als er juist behoefte is aan warmte, houdt de lichtplank de laagstaande zon niet tegen en verwarmt de zoninstraling de kantoren.
De lichtplank reflecteert daglicht tegen het plafond en verlicht daarmee indirect het kantoor. Een diffuse plaat in de plank laat ook licht door op de werkplekken. Ook het deel van de gevel boven de luifel is voorzien van diffuus glas.
De luifel steekt buiten de gevel uit om de zon zo goed mogelijk in het horizontale vlak te weren. Op zich is dat niet bijzonder. Wel uniek is dat de mate van uitsteken afhankelijk is van de oriëntatie van het betreffende geveldeel. Zo steekt de luifel op zuiden, waar de zonnestand het hoogst is, 2.5 meter uit. De luifel verjongt zich richting het oosten en westen, waar hij uiteindelijk tot aan de noordzijde nog maar 0.5 meter breed is.
Op het zuiden liggen de ruiten gelijk met de gevel, op het oosten en westen zijn ze verdiept aangebracht om net iets meer verticale schaduwwerking op het glas te creëren. Techniek is zo afleesbaar aan de dynamische architectuur van het gebouw.
Drielaags isolatieglas
Een andere primeur is de toepassing van drielaags isolatieglas met daartussen lichtwering. Door de plaatsing tussen het glas is er geen onderhoud aan de lichtwering nodig en wordt toch voorzien in een individuele helderheidwering. In Figuur 4 is het glas schematisch weergegeven. [Zie figuur 5: schematische weergave Glas]
Kunstverlichting
Alhoewel het gebouw gedurende een groot deel van de tijd geen kunstverlichting nodig heeft, is er uiteraard wel verlichting aangebracht. Dit systeem kenmerkt zich door energiezuinige hoogfrequent verlichting met aanwezigheidsdetectie en daglichtregeling. Een energiezuinige oplossing voor de momenten waarop kunstverlichting toch noodzakelijk is.
De kunstverlichting is op een speciale wijze geïntegreerd in de lichtplank, zodanig dat bij onvoldoende daglicht met de kunstlichtbronnen de natuurlijke lichtinval wordt nagebootst.
Hoog in het atrium zijn facetspiegels aangebracht waarmee de lichtproductie van hoogrendement lichtbronnen wordt verdeeld in de ruimte.
Samenvatting van maatregelen
In dit artikel zijn de maatregelen beschreven die het verlichtingssysteem van het Rabobank-gebouw energiezuinig maken. Het is ook mogelijk om deze maatregelen in andere gebouwen toe te passen. In onderstaande tabel is een samenvatting weergegeven van maatregelen waarmee bespaard wordt op het energieverbruik voor verlichting en het effect op de EPC.
Overzicht besparingsmaatregelen verlichting
Zoninstraling reduceren: door directe zoninstraling in de zomer te weren, wordt de koelbehoefte verlaagd
-bouwkundige zonwering + zonwerend glas, reductie circa 2%
Zuinige kunstverlichting toepassen: door kunstverlichting zo zuinig mogelijk in te zetten wordt bespaard op de vraag naar elektrische energie en op de koelvraag
- energiezuinige hoogfrequent verlichting, reductie circa 6%
- aanwezigheidsdetectie, reductie circa 4%
- daglichtregeling, reductie circa 6%
- HF verlichting, aanw. detectie en daglichtregeling, reductie circa 18%
Architect en adviseurs samen aan zet
Het Rabobank-gebouw Westland laat zien dat een slimme en doordachte integratie van bouwkundige en installatietechnische maatregelen leidt tot een gebouw met een hoge mate van energiezuinigheid.
Om aan de nieuwe aangescherpte EPC-eisen te kunnen voldoen, zullen architect en adviseurs in toekomstige projecten intensiever samen moeten gaan werken. Wanneer de projectontwikkelaar adviseurs in een vroeg stadium betrekt bij het architectonisch ontwerp, is het mogelijk om de gebouwvorm en het gevelconcept in samenwerking te optimaliseren.
Dit zijn belangrijke invloedsfactoren op de EPC en alleen in het begin van het ontwerptraject beïnvloedbaar. Uiteindelijk zal deze samenwerking leiden tot slim en integraal ontworpen gebouwen die zeer energiezuinig en comfortabel zijn. Architecten en adviseurs zijn dus samen aan zet.
Auteurs: Dick van der Kooij (Techniplan Adviseurs), Ieke Kuijpers-van Gaalen (DGMR Bouw B.V.) en Ed Blankestijn, SenterNovem
Illustraties: Schwandt Infographics
Foto’s: Architectenbureau Böhtlingk