Doorzoek volledige site
07 augustus 2012 | TIM JANSSENS

Het vernieuwde kantoor van goedefroo+goedefroo architecten

Toen een paar jaar geleden bleek dat het architectenkantoor van goedefroo+goedefroo architecten aan een grondige uitbreiding toe was, beslisten zaakvoerders Gunnar en Sven Goedefroo om er een uiterst duurzaam en energiezuinig gebouw van te maken. Ze realiseerden een compact en functioneel gebouw dat zelf voorziet in zijn energiebehoefte en een negatieve CO2-uitstoot heeft. Febelcem lichtte het gebouw en zijn vele technieken (betonkernactivering, BEO-veld, balansventilatie met warmterecuperatie, fotovoltaïsche panelen, EBI-beheerplatform, ...) door in dit interessante artikel.

Het kantoorgebouw dat goedefroo+goedefroo architecten uit Wielsbeke eind jaren‘90 voor zichzelf had gerealiseerd, bleek na tien jaar aan uitbreiding toe. Ondertussen was de bouwsector volledig in de ban geraakt van het duurzaamheidsstreven. Gebouwen werden hoe langer hoe meer beoordeeld op hun vermogen om geen ecologische last meer te vormen en energiezuinigheid en het verminderen van de CO2-uitstoot werden almaar belangrijker doelstellingen. Vanuit hun ervaring in de utiliteits- en kantoorbouw beseften de architecten dat deze ontwikkeling grote uitdagingen inhield, maar tevens kansen bood voor innovatie. Voor de uitbreiding van hun eigen kantoor realiseerden zij een compact en functioneel gebouw dat zelf voorziet in zijn energiebehoefte en een negatieve CO2-uitstoot heeft (–2400 kg/jaar).





Doordachte bouwkeuzes

Elk bouwonderdeel kreeg een specifieke energetische opdracht. De betonnen vloerplaten functioneren als radiatoren, muren worden luchtkanalen, de weinige verlaagde plafonds verzorgen een uitgebalanceerde akoestiek, een rationeel grondplan maakt korte leidingentracés mogelijk, … De uitbreiding staat hierdoor in fel contrast met de eerste bouw uit 1998. De architecten willen hiermee bewijzen dat verschillende bouwopties belangrijk zijn in het realiseren van een duurzaam thermisch actief gebouw, bijvoorbeeld:

- staalbouw versus betonbouw (thermische inertie, betonkernactivering);
- vaste installaties versus polyvalente (plankeuze);
- traditionele technieken versus duurzame (verbruik/CO2);
- 400 m2 op 2 bouwlagen versus 400 m2 op 3 bouwlagen (footprint);
- oriëntatie oost-west versus noord (externe lasten);
- traditionele opbouw versus materiaalkeuze ‘ruwbouw is afbouw’.






Opbouw

De draagstructuur bestaat uit een combinatie van prefabelementen (breedplaatelementen voor het dak, sandwichpanelen voor de kopgevels en trappen) en ter plaatse gestort beton (vloeren en kolommen). De keuze voor materialen met hoge thermische massa werd onder andere gemaakt in functie van het binnenklimaat. In de vloerplaten zijn immers de watervoerende leidingen van het betonkernactiveringssysteem (BKA) verwerkt. De kopgevels bestaan uit prefabpanelen, meer bepaald een dragend binnenspouwblad en een opgehangen buitenspouwblad. De spouw is volledig opgevuld met PIR (polyisocyanaat). Eisen in verband met kleur en afwerking van het betonoppervlak werden vastgelegd aan de hand van een prototype. Door gebruik te maken van zichtbeton kon de binnenafwerking tot een minimum worden beperkt. Voor het dak werd gekozen voor PIR-isolatie, EPDM-dakdichting en een grindballastlaag. Het architectenkantoor haalt een E-peil van 42 en een K-peil van 45, waarbij de vloer, de kopgevels en het dak een respectievelijke U-waarde van 0,21 W/m²K, 0,28 W/m²K en 0,21 W/m²K. De lichte scheidingswanden en het verlaagd
plafond (enkel boven circulatieruimtes) zijn uitgevoerd in gipskartonplaten. Hierdoor blijft de flexibiliteit van het gebouw gewaarborgd. De wanden hebben ook een akoestische functie. Samen met de akoestische schuifpanelen aan de beglaasde delen verlagen ze de nagalmtijd.


    




Energieconcept

Naast het bouwen van een luchtdicht en thermisch zeer goed geïsoleerd gebouw is ook de energiehuishouding van cruciaal belang. Centraal in het HVAC-concept staat een klimatisatie met een zo laag mogelijk energieverbruik en bijgevolg een zo laag mogelijke CO2-uitstoot. Om deze doelstelling te realiseren, werd een tweeledig HVAC-concept bedacht: verwarmen met relatief lage watertemperatuur en koelen met relatief hoge watertemperatuur, terwijl de ventilatie ook gekoppeld is aan natuurlijke koeling.
Wat verwarming en koeling betreft, werd er gekozen voor betonkernactivering. Dit is een verwarmings- en koelingsconcept waarbij watervoerende leidingen verwerkt zijn in de vloer- en plafondconstructie. Anders dan bij een vloerverwarmingssysteem worden de leidingen niet in de dekvloer geplaatst, maar ingegoten in de betonconstructie. Hierdoor wordt het totale vloerpakket benut (‘geactiveerd’) voor het opslaan van warmte of koude. Om een goede energie-uitwisseling te garanderen tussen betonconstructie en lucht zijn er geen valse vloeren en werd de oppervlakte vals plafond tot het minimum beperkt. Het afgeven van de opgeslagen warmte of koude start zodra het thermisch evenwicht tussen ruimte- en oppervlaktetemperatuur verstoord wordt. Naarmate het temperatuurverschil tussen beide groter wordt, stijgt de hoeveelheid afgegeven of afgevoerde warmte. Dalen en pieken in de warmte- en koelbehoefte worden op die manier uitgevlakt. In de winter wordt het gebouw verwarmd door water met een aanvoertemperatuur van max. 29 °C. De evenredige spreiding van de afgegeven warmte zorgt voor een gelijkmatige ruimtetemperatuur. ’s Zomers circuleert er door de leidingen water met een temperatuur van ongeveer 18 °C. De ruimtes worden zodoende afgekoeld zonder de hinderlijke luchtstroming van een traditionele airco.
Betonkernactivering gebaseerd op zeer lage temperatuurverwarming (ZLTV) en hoge temperatuurkoeling (HTK) is ideaal combineerbaar met een warmtepomp. goedefroo+goedefroo architecten koos voor verticale bodemwarmtewisselaars. Waar de warmte gedurende de wintermaanden onttrokken wordt aan de bodem, wordt de overtollige warmte gedurende de zomer afgevoerd naar de ondergrond. Op die manier blijft de winter- en zomerbalans in evenwicht en wordt uitputting van de bodem vermeden. Het boorgat-energieopslagveld (BEO) omvat zes boorgaten van 110 m diepte. In de leidingen stroomt een mengsel van water en glycol.




 


Ventilatie

Het nieuwe kantoorgebouw is uitgerust met een energiezuinige balansventilatie met warmterecuperatie. De lucht wordt per lokaal mechanisch aangevoerd en afgezogen. De verse lucht wordt aangevoerd via het verlaagd plafond en zijdelings in de ruimtes geblazen. De vervuilde lucht wordt afgezogen door de roosters onderaan het verlaagd plafond. Belangrijk hierbij is het isoleren van alle aanvoerkanalen, zodat de aangevoerde lucht de vooropgestelde vertrektemperatuur aanhoudt en het koelend of verwarmend effect niet verminderd wordt. Voorts staat een warmtewisselaar met een rendement van 90 % mee in voor de beperking van de warmteverliezen. Omdat in kantoorgebouwen meestal voldoende interne warmtewinsten optreden, mag worden aangenomen dat er voor het overgrote deel van de tijd gekoeld dient te worden. Naast het koelvermogen dat geleverd wordt door de betonkernactivering, is ook nog een secundaire koeling voorzien. De verse lucht wordt aangezogen via een grondbuis die zich op 1 meter diepte onder het gebouw bevindt. In de zomer wordt de lucht hierdoor voorgekoeld, in de winter wordt de luchtin de grondbuis voorverwarmd en passeert ze daarna via een warmtewisselaar. Daar wordt de warmte van de afgevoerde lucht overgedragen op de ingezogen lucht. In het tussenseizoen wordt de buitenlucht via een bypass aangevoerd, zonder gebruik te maken van grondbuis of warmtewisselaar. Ook voor nachtkoeling tijdens warme periodes wordt de lucht rechtstreeks via deze bypass aangezogen.



    
    

 


Verlichting

De volledig beglaasde noordgevel zorgt voor een optimale lichtinval in de bureaus, vergaderruimtes en ontvangstruimte. De aanvullende verlichting wordt aangestuurd door aanwezigheidsdetectoren en daglichtsensoren. Bijkomend is de verlichting geschakeld evenwijdig met de beglaasde gevel. De daglichtsensoren stellen de verlichting bij per zone, en dit in functie van de noden van de aanwezige personen. De kleuren van wanden en vloeren werden doelbewust licht gehouden, zodat het invallende licht weerkaatst wordt in de ruimtes.


Zonne-energie

Om de kringloop voor het ontwerp van een duurzaam gebouw te vervolledigen, zijn op het dak fotovoltaïsche zonnepanelen geplaatst (44 modules van 175 Wp + 20 modules van 225 Wp). goedefroo+goedefroo architecten werkte samen met Honeywell om het energetische prestatievermogen volledig te integreren in het beheersysteem. Verwarming en koeling, ventilatie en zonnepanelen communiceren op die manier perfect met elkaar. Het beheerplatform Enterprise Buildings Integrator (EBI) is ideaal voor overheidsgebouwen, kantoren en industriële complexen. Het is ontwikkeld met het oog op een totale controle over het gebouw en een volledige integratie in het bedrijfsproces. Uit de voorlopig verzamelde gegevens blijkt dat het betonkernactiveringssysteem zeer performant is en dat het in staat is om zowel de koude- als warmtepieken goed op te vangen. Het reactievermogen van het betonkernactiveringssysteem op plotse temperatuurswisselingen (vertraging) is beperkt tot circa 8 uur. Ondanks deze vertraging gaat de binnentemperatuur nooit buiten de comfortgrenzen.




 


Bron: Febelcem, 'Een thermisch actief gebouw, architectenkantoor als pilootproject voor integraal duurzaam bouwen'