Lecture given for a group of building- and hotel and catering students to inspire them in the designing of a sustainable catering paviljon in Hilversum

1. Ontwerpen aan duurzaamheid
Lezing Food For Thought
Dennis Hauer
Architect/adviseur duurzaamheid
27 augustus 2014

2. Food For Thought?

3. Een duurzaam gebouw
bestaat niet!

4. Alleen duurzame systemen

5. “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

6. “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
1981 eerste PC IBM
Wie kan de toekomst voorspellen

7. 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.

11. Lineair gedrag: grondstoffen winnen

12. Lineair gedrag: slopen na gebruik

13. Lineair gedrag: dumpen!

14. Duurzaamheid gaat dus over de bedreiging van onze welvaart:
eindigheid van grondstoffen,
produceren van voedsel voor iedereen,
gezondheid,
klimaatverandering (wateroverlast, orkanen, landverschuivingen)

15. Food For Thought?

16. Zoeken naar balans tussen economische, ecologische
en sociale belangen

17. Van een lineaire naar een circulaire economie

18. Het sluiten van grondstofkringlopen

19. Denken in systemen

20. Duurzame strategieën
Hoe pak je zo’n opgave aan?

21. 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)

22. Stel een roadmap op

23. Ambitie
Welke duurzaamheidsinitiatieven zijn
er?
Uit je eigen stad, Rotterdam
Strategie:
Commerciële Stadsboerderij
vormgegeven rond een
Aquaponic concept

24. Duurzame PI Zaanstad Strategie: brainstorm mogelijkheden clusteren tot concept

27. Duurzame concepten
Duurzaam ontwerpen=keuzes maken

28. Biosphere 2; Arrizona
Strategie:
Onderzoeksproject waarin
onderzoekers 1 jaar lang
afgesloten hebben geleefd.

29. 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.

30. 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

31. Hightech…

32. …Lowtech

33. Architectuur als middel; natuurlijk koelen

34. Architectuur als middel; licht vs warmte

35. Gezondheid als businesscase

36. Energie versus gezondheid

37. Bouwen met Groen en Glas:CAH Dronten

38. Technieken uit de glastuinbouw

39. Duurzame maatregelen
Ter inspiratie…

40. Wat zijn de onderwerpen?
BREEAM-NL geeft compleet overzicht

41. ‘Bare minimum’ duurzame maatregelen
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

42. 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

43. Duurzame thema’s
Concentrated Solar
› warmte
› electra en combinaties
Energie+....
#
Energie

44. De duurzame businesscase
‘ 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

45. Waterstof
› Opwekken uit biomassa en/of zon dmv elektrolyse
› Gebruiken voor koken, verwarmen, warm tapwater
principe waterstof als energiebron:
afstudeerproject Bernard Aukema
TU Delft

46. 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

47. Innovatie lab - PV technology
› BB pv cellen - amforf
› Transparante cellen

48. Thermische bronnen
› oude zoutbronnen gebruiken ?
› eerste toepassing van Geothermie - warmtenet
#

49. Smart grid - E & W
› Reguleren vraag- en aanbod
› Op niveau Arenapark?
#

50. Concentrated Solar
› warmte
› electra
› combinaties
#

51. De kas als energiebron
Nieuwe energie opwekkende kasystemen

52. De kas als energiebron
Kasdek met focus on PV en T systeem (daglichtkas)

53. De kas als energiebron
Ontwikkeling teelt en energiekas, Gramma / Aldus, 2011

54. Lijnzaad als bio-brandstof, oogsten op locatie
Duurzame thema’s
SUNoil, biodiesel
› icm WKK
› transport op de campus ?
Energie+....
#

55. Gezondheid

56. Wat is een gezond gebouw?
Lucht
kwaliteit
Thermisch
Comfort
Visueel
Comfort
Akoestisch
Comfort
-
Ventilatiecapaciteit
- Spuiventilatie
- Kwaliteit
toevoerlucht
- Ruimtevolume
-- DOopeorrasptioeelvein gt emrpueimratet uur
- Tocht
- Individuele beïnvloeding
- Vloertemperatuur
- Verticale
temperatuurgradiënt
- Kunstlicht
- Daglicht - lokalen
- Helderheidswering
- Individuele regelbaarheid
- Emissies en stofverspreiding materialen
- Emissies van apparatuur
- Schoonmaakbaarheid
- Toiletten
- Legionella
- Stralingsasymmetrie
- Installatiegeluid
- Nagalmtijd
- Luchtgeluidisolatie binnen gebouw
- Contactgeluid
- Geluidsisolatie gevel
bron: frisse scholsn
AgentschapNL

57. 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)

58. Natuurlijk ventileren en koelen
Schoolgebouw Masdar City (Abu Dhabi)

59. Dubbele gevel voor daglicht en isolatie
Nieuwbouw Solarlux Nijverdal

60. Living machine
Groen filter in een kas

61. Materiaalgebruik

62. 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.

63. Biologische/biobased materialen
Straw bales Tatched roof PV&Glass
Loamy clay
sheepwool Flax
Bamboo
Wood modules
Massive wood elements
Timber panels Hollow core slabs
sunshading
Helofyte filter
greenwalls
greenroof
woodstructure
woodpiles Wood lamellas
trees

64. Technische materialen (gesloten kringloop)
Mineral wool
cellulose EP- membrame Dry brickwork
steelstructures
Glass Aerogel
Wood+steel structure
Wire mesh sunshading
gabions
FSC-wood+glass
carpet
tent limestone Smart foundation Used wood rec. aluminium

65. Voorbeeld hergebruik materialen: LEEN Utrecht

66. Water

67. Afvalwater
Waaruit bestaat het afvalwater;
› urine
› fecaliën
› voedselresten
› spoelkeukens
› wastafels, douches
› regenwater ?
› ..............................

68. 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!

69. Decentrale afvalwaterzuivering
Vacuüm toiletten:
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

70. 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

71. Decentrale afvalwaterzuivering
Installatieschema referentieproject
Installatie voor 230 huishoudens sinds 2011
› verwijderingsrendement van >95%
› 82% waterbesparing op toiletgebruik
› 40-50% besparing op tataal waterverbruik

72. Regenwater
100% opvang en gebruik, ten behoeve van;
› toiletten
› groen
› infiltratie bodem
› oppervlaktewater

73. Afval

74. Afval als energiebron
Campus Birkenfeld (DL)
› vergisten gft afval en
afvalhout omgeving
› opwekken elektriciteit
› ‘afvalproduct’ warmte

76. Algen als energiebron en gevel

77. Groen

78. Waarom is biodiversiteit van belang?

79. Groen
Minimale footprint?
Ruimtegebruik

80. Integreren biodiversiteit in Architectuur
Ken Yeang; koploper in eco-architecture
› Startpunt biodiversiteit
› Integreren met gebouwfuncties
› Bijdrage aan binnenklimaat/gebouwconcept

83. Groendak als meerwaarde
Stadslandbouw op kantoorgebouw Amsterdam:
› PR waarde/ beter verhuurbaar
› Extra buitenruimte
› Lokale voedselproductie

84. Vervuiling

85. Vervuiling door:
›CO2 uitstoot
›vervuiling hemelwater
›Lichtvervuiling
›Heath island effect
›Vervuiling bodem

86. Gebouw als luchtzuivering omgeving
Stadskantoor Venlo:
›Het gebouw zuivert de lucht, de retourlucht is schoner dan de
lucht die aan de omgeving onttrokken wordt

87. Heath island effect
Groen zorgt voor koeling in de stad

88. Heath island effect
Transmissie groen lager dan verhard
Groendak Groene gevel

89. Tot slot…