Rijksgebouwendienst streeft naar een verduurzaming van het eigen gebouwenbestand. In dit kader heeft zij vijf architectenbureaus uitgenodigd deel te nemen aan een studieopdracht, met als doel te komen tot een wat milieudoelstellingen betreft uitzonderlijk hoog gekwalificeerd gebouw. De Zuidkas is het ontwerp van Architectenbureau Paul de Ruiter. Het gebouw als energiebron.

De Zuidkas heeft een niet alledaagse functiemenging: wonen, werken, school, parkeren, retail, restaurants, park en een biogas-elektriciteitscentrale. Dit alles wordt verbonden door een glazen bouwenvelop die diverse soorten ‘kassen’ herbergt, CO₂ -kassen, hybride kassen, bufferzone en atria.
 
Het doel is een intelligent autarkisch gebouw te maken, waar energie- en CO₂-stromen worden uitgewisseld en afvalstromen worden omgezet in warmte en energie, en waar de uitstoot en de energievraag tot een minimum gereduceerd zijn.

Klimaatbuffers
Het ontwerp voor de Zuidkas bestaat uit een plint met een school en retail met daarboven een beuk met woningen op het zuiden en een kantoorbeuk op het noorden. Om deze configuratie wordt een glazen schil geplaatst waardoor er verschillende klimaatbuffers ontstaan.

Deze klimaatbuffers werken als een tussenzone waarin het buitenklimaat op een natuurlijke manier wordt gedempt. Door de schil om het gebouw wordt het oppervlak, waardoor warmte in de winter en koude in de zomer naar buiten verloren gaat, sterk gereduceerd. De bufferruimte op het zuiden werkt als een serre voor de woningen. Hier wordt het warmteverlies in de winter gereduceerd door de bufferwerking.

In de zomer werkt de serre verkoelend vanwege het Stack-effect, het principe van een schoorsteen door de opstijgende warme lucht. Hierdoor wordt verse lucht aangetrokken en ontstaat er een continue doorspoeling met verse lucht. Om te voorkomen dat het te heet wordt, moet de buitenschil opengezet kunnen worden.

Tweede huidgevel
Aan de noordzijde ontstaat een tweede huidgevel voor de kantoren. Door deze tweede huid is natuurlijke ventilatie mogelijk, wat het comfortgevoel vergroot en het energieverbruik reduceert. Er kan dus direct lucht van buiten worden gebruikt en er zijn bovendien geen andere voorzieningen nodig dan te openen ramen en ventilatieroosters.

Door de tweede huid om het gebouw kunnen extreme invloeden van buiten worden gereduceerd. Naast de bufferruimtes in de schil van het gebouw ontstaat er bovendien een atrium tussen de beide beuken. Dit atrium werkt ook als bufferruimte. De werking is afhankelijk van de zomer- of wintersituatie. In de zomer functioneert het als een koel hart van het gebouw.
 
Het atrium wordt gekoeld met koude uit de bodem. Vanuit dit koele atrium kunnen de woningen en kantoren natuurlijk geventileerd worden. In de winter wordt het atrium samen met de dubbele huid als warmteschil ingezet, waardoor het warmteverlies uit de kantoren en woningen beperkt blijft.

De bufferzones worden wanneer nodig verwarmd met warmte uit de bodem. Het aantal uren per jaar dat de temperatuur in de tussenzone comfortabel is, is veel meer dan bij lucht direct van buiten. Door het stack-effect wordt een natuurlijke luchtstroom gecreëerd. Het energieverbruik voor ventilatie kan met circa 75% worden gereduceerd. Bovendien is het gevoel van comfort veel groter wanneer ramen kunnen worden geopend.

Facts & Figures
Opdrachtgever Rijksgebouwendienst
Ontwerp april – juni 2008 

Ontwerpteam
Paul de Ruiter, Chris Collaris, Haik Hanemaayer, Noud Paes, Marieke Sijm.

Constructie
Arup Amsterdam: Jaap Wiedenhoff, Christa de Vaan

Grafisch ontwerp
THEY, Ruben Esser