Aardbevingsbestendig en energiezuinig.

Aardbevingsbestendig en energiezuinig.

Met een energiegebruik van 51 kWh/m2 voor gebouw èn gebruikers is de Energy Academy Europe het energiezuinigste onderwijsgebouw van Nederland. 

De filosofie achter de Groninger nieuwbouw is; minimale technologie door maximale inzet van natuurlijke hulpbronnen. Via de enkelglas gevels van de wintertuin vloeit buitenlucht door een ondergronds 'luchtlabyrint'. Hiermee wordt het onderwijsinstituut gekoeld en verwarmd. Het aflopende dak is ontworpen als vijfde gevel die dankzij kien geplaatste PV-panelen elektriciteit oogst, maar ook daglicht, zonnewarmte en water. De triple glas elementengevels van de Energy Academy zijn aardbevingsbestendig. 

Installaties; ze zijn er wel, in de Energy Academy Europe (EAE), maar 70% van de tijd staan ze uit, vertelt projectarchitect Aldo Vos van het Rotterdamse architectenbureau Broekbakema: “De installaties in het gebouw dienen als back-up; de EAE draait op natuurlijke resources.” En dat past, voor een instituut waar bedrijfsleven, onderwijs en wetenschap gezamenlijk werken aan onderzoek en innovatie op het gebied van energie en energietransitie, stelt Vos. De Energy Academy Europe heeft een voorbeeldfunctie als het gaat om duurzaamheid en zero-emission. [FRAME 1]
De Energy Academy Europe is een gezamenlijk initiatief van de Rijksuniversiteit Groningen en de Hanzehogeschool. Het gebouw, met een grootte van 12.676 m2 BVO, staat op de Zernike Campus in Groningen. Gebruikers zijn behalve rijksuniversiteit en hogeschool; ESRIG, Energy Academy Europe, Energy Valley en het Energy Delta Institute. Later dit jaar is de oplevering van het gebouw. 

Luchtlabyrinth en zonneschoorsteen
Insteken op natuurlijke hulpbronnen, dat had ook gevolgen voor de gevels van de EAE. De licht achteroverhellende elementengevels vangen optimaal daglicht tot diep in de vertrekken. Aldo Vos: “Dat is gezond voor de gebruikers en bespaart bovendien flink op kunstlicht.” Verder zijn de gevels puur bouwkundig van opzet. Zo min mogelijk techniek aan de gevels, dat was de opzet, stelt Aldo Vos: “Dus geen adaptieve gevels, geen complexe installaties. Er is bijvoorbeeld geen mechanische buitenzonwering, want dat is kostbaar en kwetsbaar.” 
Aan de gevels van de EAE functioneren verticale houten vinnen als vaste zonwering; het overhoeks binnenkomende licht wordt door deze opstaande lamellen in wisselende hoogte afgevangen. De vinvormige lamellen voorkomen directe zoninstraling op de werkplekken. De gevel van de EAE lijkt op het eerste oog alzijdig, maar elke façade is anders, aldus Aldo Vos: “De gevels zijn optimaal toegesneden op hun oriëntatie en de achterliggende functies. De noordgevel met daarachter kantoren en laboratoria is heel transparant. Achter de oost- en westgevels zijn kantoren en onderwijsfuncties gesitueerd, met minder openingen om de zonnewarmte daar deels buiten te houden.“
In de wintertuin aan de zuidzijde draait het in de gevel vooral om ventileren. Hier zijn elektrisch bediende uitzetramen ingezet, reagerend op het GBS (gebouwbeheerssysteem) van het EAE. Aldo Vos: “Voor de ventilatie maakt de Energy Academy gebruik van natuurlijke trek. Buitenlucht die aan de zuidzijde via de wintertuin het gebouw binnenkomt, wordt door een ondergronds gangenstelsel geleid. In dit zogeheten luchtlabyrint wordt de lucht 's winters door aardwarmte opgewarmd en 's zomers gekoeld. Hiermee worden kantoren en het 3D-plaza in het gebouw verwarmd en gekoeld. De lucht verlaat het gebouw daarna via een zonneschoorsteen in het dak.”

Aardbevingsbestendig
De triple glas elementengevel voor de Energy Academy is afkomstig van Rollecate. Ten tijde van de uitvraag werd uitdrukkelijk gevraagd om een aardbevingsbestendige gevel, vertelt Commercieel Manager Jelle Dokter van Rollecate: “De aardbevingsbestendigheid is in eerste instantie een constructieve aangelegenheid en zit hem vooral in het voorspelbaar maken van de hoofddraagconstructie. De EAE heeft een relatief slappe gewapende betonconstructie die bewegingen kan opvangen. De hoofddraagconstructie en de andere gebouwdelen zijn dankzij goed dilateren uit elkaar gehouden. De dilataties vangen de bewegingen in de constructie op.”
Wat betreft de gevel maakte men gaande het traject de overstap van een vliesgevel naar een componentengevel. Jelle Dokter: “Een componentengevel is niet alleen aardbevingsbestendig en sneller te monteren, maar een elementengevel bleek ook qua wind- en waterdichtheid langduriger bestand tegen aardbevingen. De oorspronkelijke gedachte aan een hout/aluminium gevel, met hout binnen en aluminium buiten, is gewijzigd naar een complete aluminium elementengevel. De uitvoering in hout/aluminium bleek economisch en qua levertijd niet haalbaar. Wat betreft de detaillering veranderde er niet heel veel; de houtmaten werden nagenoeg aluminiummaten.”
Vanwege de aardbevingsbestendigheid zou de gevel in eerste in instantie ook zowel binnen als buiten gelaagd glas krijgen, vertelt Jelle Dokter: “Maar door voortschrijdend inzicht en de vormgeving van het gebouw in combinatie met de bereikbaarheid van de buitengevel, is de inzet van een gelaagde ruit aan de buitenzijde komen te vervallen. Op basis van regelgeving voor hellende gevels is de binnenruit vanzelfsprekend wel als een gelaagde ruit uitgevoerd.” 
De meeste elementen in de triple glas elementengevel hebben een maat van 2,45 x 4,30 meter, met een  horizontale dilatatie van 2 centimeter en verticale dilatatie van 2,5 centimeter tussen de elementen onderling. Jelle Dokter: “De elementen op zichzelf zijn 100% stijf, maar kunnen op verdiepingsniveau naar links of rechts, of naar boven of beneden bewegen. De elementen vormen een soort gordijngevel; mocht het gebouw tijdens een aardbeving bewegen, dan beweegt de gevel gewoon mee.” 
De gekozen oplossing voor het monteren voor de betreffende gevel wijkt af van een traditionele elementengevel. Dokter: “De oplossing om beweging in de gevel tijdens een aardbeving op te kunnen vangen, is met name in de ophanging van de elementen gezocht.” Ter plaatse van de wintertuin aan de zuidzijde is de thermische schil met een aluminium vliesgevel voorzien van HR++ beglazing een paar meter naar binnen verlegd. Dokter: “De buitengevel van de wintertuin is uitgevoerd als een standaard vliesgevel uit enkele beglazing, voorzien van de elektrisch bediende uitzetramen.”

150% dak
Het op het zuiden georiënteerde hellende dak van de Energy Academy is door Broekbakema en De Unie architecten opgevat als vijfde gevel. Die vijfde gevel heeft vier functies; de Energy Academy oogst er elektriciteit, daglicht, zonnewarmte en water. Het hellende dak heeft een optimale hellingshoek voor de 1600 stuks in V-opstelling geconfigureerde PV-panelen. Deze bijzondere opstelling levert een rendement op van circa 300.000 kWh per jaar. Aldo Vos: “De opvallende clusters hebben een louter functionele achtergrond. Op het dak hadden we veel PV nodig, maar ook daglichttoetreding. De meeste energie in een onderwijsgebouw gaat normaliter op aan verlichting. Meer daglicht reduceert de vraag naar kunstlicht. Door de PV-panelen oplopend verticaal te positioneren, konden we op 50% van het dakvlak 100% PV kwijt. Op die manier konden we een groot deel van het dak blijven gebruiken voor daglichttoetreding. Met die 100% compenseren we ook ruim het verlies aan rendement per paneel. Liggend hebben de panelen een maximaal rendement. In de huidige opstelling is het rendement per paneel iets minder; 80% in plaats van het optimum van 95%.” 
Een belangrijke bijkomstigheid: de PV is architectuur geworden. Aldo Vos: “De PV is zo gearrangeerd dat het onderdeel van de architectuur is. Als je straks de campus betreedt, loop je een gebouw tegemoet dat dankzij die PV-panelen een sterke architectonische uitstraling heeft.” 

2020: het straks van nu
2020, het jaar waarin nieuwbouw (bijna) energieneutraal moet zijn. Lange tijd was dat iets van straks en later. Inmiddels is 2020 nog geen vier jaar verwijderd. Hoe slim zijn moderne gevels eigenlijk als het gaat om (bijna) energieneutraal bouwen? Hoe pakken ingenieurs, architecten en gevelbouwers de handschoen op en hoe draagt de raam- en deurbranche bij aan slimme gevels? Raam en Deur besteedt in een reeks artikelen aandacht aan de slimste gevels voor 2020. In aflevering 5; de gevels van de Energy Academy Europe in Groningen. 

Een gebouw als een ecosysteem
51 kWh als maximaal energieverbruik, dat was een hele opgave, aldus projectarchitect Aldo Vos: “Een maximum van 26 kWh/m2 voor het gebouwgebonden energiegebruik is extreem weinig. We hebben daarom ingezet op zo min mogelijk gebruik van installaties, door natuurlijke elementen in te zetten, met als meest markante elementen een zonnewindschoorsteen en een luchtlabyrinth. De oplossingen in de EAE zijn allemaal wel een keer in andere gebouwen toegepast, maar nooit tevoren in een 'ecosysteem' zoals wij dat voor de Energy Academy hebben ontworpen. Het gebouw is bijna autark. In principe kunnen we met de PV op het dak alle gebouwgebonden functies bedienen. Maar nog niet alle gebruikersgebonden functies. Daarvoor installeren we PV elders op de campus, op een ander dak.”
Fundamenten van dat 'ecosysteem': een optimale daglichttoetreding, natuurlijke ventilatie, gebruik van aardwarmte èn warmtekoude-opslag onder het gebouw, plus de inzet van PV. Dat alles resulteert in wat Aldo Vos een 'lente-achtig binnenklimaat' noemt: “In de winter iets koeler, in de zomer iets warmer, passend bij de kleding van de gebruikers in de verschillende seizoenen. En het klimaat is individueel instelbaar per vertrek, want natuurlijk staat de mens zelf in het gebouw centraal.” 

Energieleverend
Het ontwerp van de Energy Academy is van de architectencombinatie Broekbakema en De Unie architecten uit Groningen. Volgens Aldo Vos lag het voor de hand om van de EAE het meest ambitieuze gebouw van Nederland te maken op gebied van energie: “Het gebouw is CO2-neutraal en heeft een BREEAM Outstanding certificering, met een totaalscore van 89,62% punten en een maximale score op energiegebied. Het gebouw is energieleverend en heeft dankzij een maximaal energiegebruik van 51 kWh/m2 voor het gebouwgebonden èn het gebruikersgebonden gebruik het minste energieverbruik van Nederland.”
Die prestaties dicteren het aanzicht van het EAE. De integratie van bouwkundig ontwerp, installaties en duurzaamheid heeft een gebouw opgeleverd dat compact is, optimaal georiënteerd en met een beeldbepalend aflopend dak vol PV, opgesteld in V-vormige clusters. 
Ook binnen bepaalde de beoogde energieprestaties de lay-out. De onderzoeksruimtes met laboratoria en kantoren bevinden zich aan de noordzijde van het gebouw. Aan de zuidkant liggen een wintertuin, studielandschappen, open kantoorwerkplekken en onderwijsruimten. Een atrium (3D-plaza) in het hart van het gebouw verbindt alle functies met elkaar.

Projectgegevens
Opdrachtgever: Rijksuniversiteit Groningen
Architectuur: architectencombinatie Broekbakema en De Unie architecten
Projectarchitecten: Aldo Vos en Paul van Bussel
Constructeur: abt 
Installatie-adviseur: Arup 
Bouwfysica en brandveiligheid adviseur: DGMR
Uitvoering: bouwcombinatie Friso – Koopmans
Gevelleverancier: Rollecate

Hier uw advertentie?
Bel +31 (0)73 503 35 44.

Schrijf u in voor onze nieuwsbrief