Opnieuw pronkt een groot gebouw in Nederland met het even futuristische als natuurlijke klimaatsysteem Earth, Wind & Fire. De bijzondere techniek ontwikkeld door Ben Bronsema wordt toegepast in het nieuwe multifunctionele onderwijsgebouw (MFOII) van de Erasmus Universiteit Rotterdam. Het pand wordt donderdag 10 november opgeleverd door BAM Bouw en Techniek.

Dat het een opmerkelijk project is, merkt ook Dennis van Zwieten, projectleider werktuigbouwkundige installaties bij BAM Bouw en Techniek. Er is veel interesse voor, aldus Van Zwieten: “Iedereen wil er iets van weten. Wat ik zelf leuk vind: je bent met conventionele technieken bezig, maar koppelt ze op een andere manier aan elkaar. Er zijn zaken die je normaliter niet zelf hoeft uit te zoeken, maar gewoon kunt inkopen op basis van een specificatie. Dat kan hier niet. Er is geen boekje, er is niets te vinden op internet en er is maar één voorbeeldproject: het Four Elements Hotel Amsterdam, voorheen Hotel Breeze. Daar hebben we ons licht opgestoken, maar in dit geval hebben we het project grotendeels opnieuw moeten engineeren, omdat het een andere schaalgrootte betreft.”

Earth, Wind & Fire

Het Earth Wind & Fire-concept (EWF) is ontwikkeld door de in 2013 gepromoveerde ingenieur Ben Bronsema. Het concept maakt zoveel mogelijk gebruik van natuurlijke principes om een gebouw te klimatiseren. Dat begint op het dak, waar een dakopbouw wind vangt en in een schacht duwt, al dan niet geholpen door ventilatoren. In die schacht - de Klimaatcascade - wordt de lucht besproeid met water. Dat maakt de lucht schoon en zorgt voor neerwaartse druk.

Onderin het gebouw gaat de lucht uit de schacht door een warmtewisselaar en wordt, al naar gelang de gewenste temperatuur in het gebouw, voorverwarmd. De lucht gaat vervolgens in een tweede schacht weer omhoog en bereikt vanuit daar de ruimten. Een derde bouwkundige schacht – de Zonneschoorsteen - zorgt er samen met het zogeheten Ventecdak voor dat de vuile lucht het gebouw weer verlaat. In het universiteitsgebouw zijn twee van deze systemen gebouwd.

Ontdek meer achtergronden van Earth, Wind & Fire in dit filmpje:

Ambitie

De keuze van BAM voor EWF in het nieuwe universiteitsgebouw is een kwestie van lef, samen met een open houding van de opdrachtgever en adviseurs. Én ook de timing is van belang, zo blijkt. In de uitvraag van de Erasmus Universiteit Rotterdam werd zwaar ingestoken op duurzaamheid en die aspecten werden ook daadwerkelijk beloond in de weging. Voorts bood een concurrentiegerichte dialoog ruimte aan de markt om met eigen ideeën te komen. Integraal projectleider Gijs Leffers (BAM Bouw en Techniek): “Dat de opdrachtgever intrinsiek gemotiveerd bleek om écht een duurzaam gebouw neer te zetten, gaf ons als bouwer het comfort om de ambitielat nog hoger te leggen.”

De EWF-principes waren bovendien al bekend binnen BAM. Leffers: “Rond de tijd dat de tender op de mat viel, werd juist intern de vraag gesteld of we een project in portefeuille hadden dat eventueel geschikt zou zijn voor toepassing van EWF. De tender MFOII bleek er één van.” Ook de partijen met wie BAM het gebouw realiseert - Paul de Ruiter Architects, installatieadviseur Halmos en LBP | Sight (adviseur voor onder meer de bouwfysica en opsteller van diverse berekeningen) - bleken gemotiveerd om met EWF aan de slag te gaan.

Spannend concept

Door de dialoogronde in de aanbesteding kreeg BAM vervolgens de kans om EWF te pitchen bij de universiteit. Leffers: “Het is een spannend concept, dat veel vergt van de opdrachtgever. Tegelijkertijd wilden we als BAM wel kans maken om de tender binnen te halen. Daarom was het fijn om te kunnen aftasten of de Erasmus Universiteit openstond voor deze oplossing. Dat hier goed op werd gereageerd, gaf ons voldoende comfort. We hebben het een integraal onderdeel van het plan gemaakt.”

Het nieuwe multifunctionele onderwijsgebouw van de Erasmus Universiteit Rotterdam.

Een ideale kans om als bouwer je nek uit te steken, vervolgt Leffers. “Het stikt bij BAM van de ambitie om duurzame dingen te doen, maar in de bouw heb je te maken met veel zaken die in concurrentie gaan. Het is daardoor niet altijd mogelijk om zo duurzaam te bouwen als je zou willen. Door de omstandigheden is het bij dit project wél gelukt. We doen het natuurlijk liever veel vaker.”

Twee jaar onderhoud

BAM is als opdrachtnemer verantwoordelijk voor het hele contract (Design & Build op basis van UAVgc) en daarna ook voor twee jaar onderhoud. “We hebben hiermee best een grote broek aangetrokken, omdat we verantwoordelijk zijn voor een integraal werkend systeem, dat minder in traditionele hokjes is te verdelen. Primair lopen wij het risico”, aldus Leffers.

Vanaf een vroeg stadium hebben alle betrokkenen wekelijks bij elkaar gezeten om alle elementen van het EWF-concept in te passen. Van Zwieten: “Als we installatietechnisch ergens tegenaan liepen, namen we dat mee in de bouwkundige uitwerking en werd dat gespiegeld met Paul de Ruiter Architects. Dat is echt een gezamenlijk proces geweest.”

Neem de toepassing van de venturikappen van de dakopbouw. Van Zwieten: “Esthetica was daar belangrijk, maar die esthetica werkte een beetje tegen ten opzichte van het installatietechnische aspect. Je kan het er mooi willen laten uitzien, maar dat heeft beperkingen tot gevolg voor bijvoorbeeld het doorlaten van lucht. Dat is constant een afweging geweest. Daar heeft Paul de Ruiter in mijn optiek goed in willen meedenken.”

Traditioneel PvE

Voor de installatietechnische uitwerking was het wel lastig dat het Programma van Eisen helemaal was toegespitst op een traditioneel klimaatsysteem. Van Zwieten: “Je zou liever willen dat daar wat flexibeler en praktischer mee wordt omgegaan, omdat je hier echt met een fundamenteel ander concept te maken hebt. De zware eisen doen een beetje afbreuk aan de duurzaamheid van het EWF-concept. Dat is gebaseerd op natuurlijke principes en daarbij weet je niet altijd wat je kan verwachten. Vergelijk het met een openstaand raam: afhankelijk van hoe de wind staat, komt daar meer of minder lucht door naar binnen. Anderzijds is dat voor een schoolgebouw lastig. Al met al hebben we er veel vermogen in moeten stoppen om die traditionele uitvraag te halen.”

Verfijnen

BAM is dus ook verantwoordelijk voor twee jaar onderhoud en beheer. Op die manier kan de eigen onderhoudsdienst van de universiteit wegwijs worden in het EWF-systeem. Leffers: “Ook geeft het ons de gelegenheid om het verder af te stemmen en te verfijnen, als dat nodig blijkt. Ik denk dat dit voor beide partijen een win-winconstructie is.”

Over dit aspect is goed nagedacht in de ontwerp- en bouwfase. Hoe ga je de gevel van de zonneschoorsteen schoonhouden, of de cascadeschacht? Hoe onderhoud je de ventilatoren? Ook hier geldt: er ligt geen plannetje voor in de la. Van Zwieten: “We moeten erkennen dat we een aantal zaken niet weten. De frequentie van schoonmaken van de schachten bijvoorbeeld. We spoelen daar de binnenkomende lucht met water. Dat wordt continu gezuiverd, daar hebben we extra in geïnvesteerd. Maar een keer zal de schacht moeten worden schoongemaakt. Daarvoor hebben we ook de voorzieningen getroffen. Alleen hoe vaak zal dat nodig zijn? Dat zijn inschattingen.”

De toepassing van EWF in het Four Elements Hotel Amsterdam heeft op het vlak van onderhoud enkele specifieke ervaringen en kwesties opgeleverd. Houten deuren in vochtige ruimtes in de kelder? Beter van niet. Doorkijkjes met glas? Leuk om het systeem te kunnen laten zien aan bezoekers en gebruikers van het gebouw, maar gezien alle richels en bouwkundige aansluitingen die dan zouden ontstaan, koos BAM ervoor om de schachten dicht te houden.
Leffers: “Het systeem creëert een enorme luchtstroom in de schacht. Dan wil je niet dat ergens bij zo’n venster tóch een kier zit waar vuile lucht ontstaat. Dat zijn keuzes die we hebben gemaakt na het bezoek aan het Amsterdamse hotel. Omwille van de werking van het concept vond ik het absoluut noodzakelijk om de schacht helemaal dicht te maken.”

Geleerde lessen

Nu de bouwers EWF voor het eerst realiseerden, zijn er al zaken die ze een volgende keer anders zouden doen. Leffers: “Niet conceptueel anders, maar wel praktisch. Zoals de vormgeving en de locatie van de schachten en bepaalde materiaalkeuzes. Dat zijn lessons learned die we meenemen naar een volgend project.”  

Of dat werkelijk zal gebeuren, ligt in eerste instantie aan de opdrachtgevers. “Er is interesse in hoe we het hier hebben gedaan. Dat komt omdat iedereen in toenemende mate - ofwel gedwongen, ofwel intrinsiek gemotiveerd - bezig is met duurzaamheid. Dan kom je op een punt dat het duurzaamste apparaat is ingeschakeld en het beste glas is toegepast. Wat is dan de volgende stap? Naar fundamenteel nieuwe concepten kijken en daar is dit een ontwikkeling in.”

Wat voor projectleider Van Zwieten hierbij ten slotte als een paal boven water staat: als opdrachtgevers openstaan voor duurzame alternatieve oplossingen, zijn er bouwers als BAM die daar een creatieve invulling aan willen geven. “Het is een wisselwerking. De dialoog zoals we die hier hebben gehad, is daarbij absoluut van belang.”

Tekst: Paul Diersen / EWFlab
Meer info: www.ewflab.nl