DUURZAME ARCHITECTUUR: OORSPRONG, PRINCIPES, TOEPASSINGEN, MATERIALEN - MILIEU - 2024

De duurzame architectuur is de toepassing van de principes van duurzame ontwikkeling op het ontwerp, de constructie en de exploitatie van gebouwen. Het heeft als belangrijkste doelstellingen het zoeken naar energie-efficiëntie en een algemene lage impact op het milieu.

Om duurzaamheid te bereiken worden vijf factoren in overweging genomen (het ecosysteem, energie, het type materialen, afval en mobiliteit). Aan de andere kant probeert het de economie van hulpbronnen te bereiken en het ontwerp te bedenken volgens de gebruiker.

Zonnehuis in Montreal (Canada). Bron: Benoit Rochon

Wanneer met deze factoren en principes rekening wordt gehouden, wordt een grotere energie-efficiëntie bereikt gedurende de hele levenscyclus van het gebouw. Dit rendement wordt bereikt op het niveau van ontwerp, constructie, bezetting en exploitatie.

Duurzame architectuur streeft ernaar het verbruik van niet-hernieuwbare energie te verminderen en het gebruik van hernieuwbare energie te maximaliseren. In die zin wordt het gebruik van schone energiesystemen zoals zon, wind, geothermische energie en waterkracht gestimuleerd.

Evenzo wordt gestreefd naar een efficiënt gebruik van water door regenwater te gebruiken en grijs water te recyclen. Aan de andere kant is de relatie met de natuurlijke omgeving essentieel en daarom wordt er veel gebruik gemaakt van groene daken.

Een ander belangrijk aspect is afvalbeheer op basis van de regel van de drie V's van ecologie (reductie, hergebruik en recycling). Bovendien legt duurzame architectuur de nadruk op het gebruik van materialen uit hernieuwbare of gerecyclede natuurlijke hulpbronnen.

Momenteel komen constructies die worden ontworpen, gebouwd en beheerd met duurzaamheidscriteria steeds vaker voor. In die zin zijn er organisaties die certificeringen van duurzame gebouwen verlenen, zoals LEED-certificering.

Enkele voorbeelden van duurzame gebouwen zijn de Torre Reforma (Mexico), het Transoceánica-gebouw (Chili) en de Arroyo Bonodal Cooperative (Spanje).

Oorsprong

Het concept van duurzame architectuur is gebaseerd op het concept van duurzame ontwikkeling dat werd gepromoot door het Brundtland-rapport (premier van Noorwegen) in 1982.

Later, tijdens de 42e sessie van de Verenigde Naties (1987), bevatte het document Our Common Future het concept van duurzame ontwikkeling.

Op deze manier wordt duurzame ontwikkeling opgevat als het vermogen om in de behoeften van de huidige generatie te voorzien zonder de behoeften van toekomstige generaties in gevaar te brengen.

In 1993 erkende de International Union of Architects officieel het principe van duurzaamheid of duurzaamheid in de architectuur. In 1998 stelde de School of Architecture and Urban Planning van de University of Michigan de principes van duurzame architectuur voor.

Later, in 2005, werd in de stad Montería (Colombia) het eerste seminarie over duurzame, duurzame en bioklimatologische architectuur gehouden.

Principes van duurzame architectuur

Huizen met zonnepanelen in Freiburg (Duitsland). Bron: Arnold Plesse

-Onderdeel van duurzame ontwikkeling

Duurzaamheid in de architectuur is gebaseerd op de algemene principes van duurzame ontwikkeling. Deze duurzaamheid komt voort uit de noodzaak om de negatieve impact van het bouwproces en het gebouw op het milieu te verminderen.

In die zin wordt geschat dat gebouwen ongeveer 60% van de materialen uit de aarde verbruiken. Bovendien zijn ze direct of indirect verantwoordelijk voor bijna 50% van de CO2-uitstoot.

-Factoren om te overwegen

Tijdens het Congres van Chicago in 1993 was de International Union of Architects van mening dat duurzaamheid in de architectuur vijf factoren in overweging moest nemen. Dit zijn het ecosysteem, de energieën, de typologie van materialen, afval en mobiliteit.

-Principes van duurzame architectuur

De factoren van duurzame architectuur worden in verband gebracht met drie principes die in 1998 zijn vastgesteld aan de School of Architecture and Urban Planning van de University of Michigan. Zij zijn:

Economie van hulpbronnen

Het verwijst naar de toepassing van de drie V's van ecologie (afvalvermindering, hergebruik en recycling). Op deze manier wordt efficiënt gebruik gemaakt van de natuurlijke hulpbronnen die in het gebouw worden gebruikt, zoals energie, water en materialen.

Ontwerp levenscyclus

Dit principe genereert een methodologie om de bouwprocessen en hun milieu-impact te analyseren. Het moet worden toegepast vanaf de pre-constructiefase (projectontwerp) tot en met het bouwproces en de exploitatie van het gebouw.

Duurzaamheid moet zich daarom manifesteren in alle stadia van de levenscyclus van het gebouw (ontwerp, constructie, exploitatie, onderhoud en sloop).

Ontwerp in relatie tot de gebruiker

Duurzame architectuurprojecten moeten de interactie tussen mens en natuur bevorderen. Hierbij wordt rekening gehouden met het behoud van natuurlijke omstandigheden in lijn met stedenbouwkundig ontwerp.

Bovendien moet de kwaliteit van leven van de gebruiker worden bevorderd, dus moet bij het gebouw worden gedacht in termen van het creëren van duurzame gemeenschappen. Daarom moet het aan de volgende vereisten voldoen:

1. Wees zuinig in energieverbruik.
2. Wees efficiënt in het gebruik van andere bronnen, vooral water.
3. Dacht om solide en zelfvoorzienende gemeenschappen voor gemengd gebruik te vormen.
4. Ontworpen zijn voor een lange levensduur.
5. Plan om flexibiliteit in levensstijl en eigendom te garanderen.
6. Ontworpen zijn om recycling te maximaliseren.
7. Wees gezond.
8. Ontworpen zijn om zich aan te passen aan ecologische principes.

Toepassingen

Recycleren van afval. Bron: Jorge Czajkowski Duurzame architectuur richt zich op het realiseren van een stedelijke habitat die sociaal welzijn, veiligheid, economische welvaart en sociale cohesie bevordert in harmonie met het milieu. In die zin zijn gebouwen het belangrijkste toepassingsgebied voor bewoonbaarheid, zowel voor wonen als werken.

Daarom richt duurzame architectuur zich vooral op het ontwerp en de bouw van woongebouwen, gebouwen voor schone bedrijven en onderwijs- of gezondheidscentra.
In deze context worden de principes van duurzaamheid toegepast op architectuur uitgedrukt in:

-Harmonie met het omringende ecosysteem en de biosfeer in het algemeen

Het is de bedoeling dat zowel het bouwproces als de exploitatie van het gebouw zo min mogelijk negatieve gevolgen heeft voor het milieu. Hiervoor moeten het gebouw en het ondersteunende systeem (dienstverlening, communicatieroutes) zo goed mogelijk worden geïntegreerd in de natuurlijke omgeving.

In die zin is het van belang om de verbinding met de natuur te bevorderen, dus groen (tuinen, groendaken) zijn relevant in het ontwerp.

-Energiebesparing en efficiëntie

Duurzame architectuur streeft ernaar het energieverbruik zoveel mogelijk te verminderen en zelfs het gebouw zijn eigen energie te laten produceren.

Verlaging van het energieverbruik

De focus ligt op airconditioningsystemen die veel energie verbruiken en zo de milieu-impact van het gebouw verminderen.

Hierbij wordt rekening gehouden met het ontwerp, het gebruik van geschikte materialen en de oriëntatie van het gebouw. In het laatste geval zijn de oriëntatie op het verloop van de zon aan de hemel en het windcirculatiepatroon erg belangrijk.

Bij verlaging van de temperatuur van het gebouw is ventilatie essentieel, terwijl voldoende isolatie belangrijk is voor een efficiënte verwarming. Grote ramen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om te profiteren van natuurlijk licht en om het gebouw te verwarmen.

Glas is echter een slechte thermische isolator, dus het is noodzakelijk om warmteverliezen door het glas te verminderen. Een alternatief hiervoor is het gebruik van hermetisch dubbel glas.

Alternatieve energieproductie

Een ander aspect waar duurzame architectuur rekening mee houdt is het inbouwen, produceren of gebruiken van alternatieve energiebronnen (zon, wind of geothermie). Zonne-energie kan onder meer worden gebruikt om het gebouw te verwarmen, water te geven of elektriciteit te produceren via zonnepanelen.

Geothermische energie (warmte van binnenuit de aarde) kan ook worden gebruikt om gebouwen te verwarmen. Evenzo kunnen windsystemen (energie die wordt opgewekt door de kracht van de wind) worden opgenomen om elektrische energie te leveren.

-Gebruik van hernieuwbare materialen met een lage impact op het milieu

Het duurzame karakter van architectuur gaat zelfs uit van de oorsprong en productievormen van de materialen die bij de bouw worden gebruikt. Daarom moet het gebruik van materialen uit fossiele brandstoffen zoals plastic (behalve recycling) worden weggegooid of verminderd.

Aan de andere kant moet het hout plantage zijn en mag het geen natuurlijke bossen aantasten.

-Efficiënt gebruik van water

Duurzame architectuur bevordert een efficiënt gebruik van water, zowel bij de bouw als bij de exploitatie van het gebouw. Hiervoor zijn er verschillende alternatieven zoals opvang en opslag van regenwater.

Daarnaast is het mogelijk om afvalwater te zuiveren met zonne-energie of om systemen voor hergebruik van grijs water te installeren.

-Groene architectuur

Een ander fundamenteel uitgangspunt is de integratie van de natuur in het ontwerp. Daarom zijn zowel binnen- en buitentuinen als groendaken opgenomen.

Een van de voordelen van het opnemen van deze elementen is het gebruik van regenwater, waardoor de impact op de constructie en afvoer wordt verminderd.

Op dezelfde manier zuiveren planten de lucht, vangen ze CO2 uit de omgeving op (verminderen het broeikaseffect) en dragen ze bij aan de geluidsisolatie van het gebouw. Anderzijds heeft de samenhang tussen structuur en plant een esthetisch effect en een gunstige psychologische impact.

-Productie en afvalbeheer

Bij het produceren van afval met een hoge milieu-impact wordt rekening gehouden met het afvalbeheer vanaf het bouwproces. Daarom streeft het ernaar materialen efficiënt te gebruiken, minder afval te genereren en de geproduceerde materialen te hergebruiken of te recyclen.

Vervolgens moet er een adequaat beheersysteem zijn voor het afval dat door de bewoners wordt geproduceerd. Andere aspecten zijn bijvoorbeeld het scheiden van afval voor recycling- en hergebruik, het composteren van organisch afval voor tuinen.

Ecologische materialen voor de bouw

Materialen die worden gebruikt bij het ontwerp en de constructie met een duurzame architectuurbenadering, zouden een kleine impact op het milieu moeten hebben. Daarom moeten materialen worden weggegooid waarvan het verkrijgen schade aan het milieu kan veroorzaken.

Een gebouw met interieurs die zijn gefineerd met hout van ontbossing in de Amazone, kan bijvoorbeeld niet als duurzaam of ecologisch worden beschouwd.

-Traditionele materialen

Hout

Het gebruikte hout moet afkomstig zijn van plantages en niet van natuurlijke bossen en moet de juiste certificering hebben. Dit materiaal zorgt voor een warme en aangename omgeving en is een hernieuwbare hulpbron die het broeikaseffect helpt verminderen.

Adobe of ruwe aarde

Dit materiaal is impactarm en energiezuinig, en er zijn verbeterde opties door technologische innovaties. Op deze manier kunnen geschikte mengsels voor verschillende toepassingen worden verkregen.

-Recycling en biologisch afbreekbare materialen

Er zijn verschillende opties zoals plastic of glazen flessen, kristallen, gewasafval, onder anderen. Zo zijn er imitatiehouten panelen ontwikkeld van sorghum, suikerriet en tarweoogstresten.

Evenzo worden zeer sterke stenen gebouwd met mijnafval en tegels van kokosnootschalen. Evenzo is het mogelijk om panelen met een functioneel ontwerp te bouwen met PET-plastic flessen tot geluiddichte omgevingen.

Een andere optie zijn panelen van gerecycled plastic materiaal die in bakstenen zijn verwerkt om ze beter bestand te maken. Op dezelfde manier kunnen materialen uit bouwafval of uit sloop, zoals deuren, leidingen, ramen worden gerecycled.

Gebroken metselwerk kan worden gebruikt voor ondervloer of putbekleding. Anderzijds kunnen gerecyclede metalen of biologisch afbreekbare verven op basis van melkeiwit, kalk, klei en minerale pigmenten worden gebruikt.

Tegels

Tegels zijn decoratieve constructiestukken die zowel voor buiten als binnen worden gebruikt. Er kunnen verschillende tegelalternatieven worden gebruikt die volledig zijn gemaakt van gerecycled glas, zoals Crush. Anderen bevatten verschillende soorten afval, zoals toiletresten, tegels of granietstof.

Tegel- of vloerbedekking

Er zijn verschillende producten zoals straatstenen, tegels of parket, gemaakt met gerecyclede materialen. Zo kunt u bijvoorbeeld straatstenen en parket krijgen van gerecyclede banden en kunststof in combinatie met andere elementen.

Blokken

Er zijn verschillende voorstellen voor blokken waarin gerecyclede materialen zijn verwerkt, zoals Blox. Dit materiaal bevat 65% cellulose uit gerecycled papier of slib uit de papierindustrie.

Panelen en planken

Panelen kunnen worden opgebouwd uit agglomererende gewasresten of stro zoals Panel Caf. Evenzo is het mogelijk om ze te vervaardigen met harsgebonden houtvezel (DM-platen) of met gerecycled polyethyleen.

Voorbeelden van gebouwen met duurzame architectuur

Torre Reforma en Torre Mayor (Mexico-Stad, Mexico). Bron: Carlos Valenzuela Tegenwoordig zijn er wereldwijd al veel voorbeelden van duurzame gebouwen, waaronder de volgende relevante voorbeelden.

Torre Reforma (Mexico)

Dit gebouw is gelegen aan de Paseo Reforma in Mexico-Stad en de bouw eindigde in 2016. Het is met 246 m een ​​van de hoogste gebouwen in Mexico en heeft een internationaal LEED-certificaat dat het certificeert als duurzaam gebouw.

Tijdens de bouwfase is er onder meer op gelet dat er zo min mogelijk negatieve gevolgen voor de gemeenschap in het gebied ontstaan. Hiervoor waren er slechts 50 arbeiders in elke ploeg en had het een irrigatiesysteem om de stofontwikkeling te verminderen.

Aan de andere kant wekt het een deel van de energie op die het verbruikt via zonnecellen en een windenergiesysteem bovenop het gebouw. Evenzo wordt hydro-elektrische energie opgewekt door kleine watervallen waarmee elektriciteit kan worden geleverd aan machines op de lagere verdiepingen.

Bovendien verbruikt het gebouw 55% minder water dan andere vergelijkbare gebouwen door het grijswaterrecycling systeem (lozing van toiletten en douches). Evenzo zijn er elke vier verdiepingen aangelegde ruimtes die een aangename omgeving creëren en besparingen op airconditioning genereren.

De tuinen van Torre Reforma worden bewaterd met regenwater dat voor dit doel wordt opgevangen en opgeslagen. Een ander duurzaam kenmerk is dat het een zeer efficiënt airconditioningsysteem heeft.

Met betrekking tot lichtmanagement zijn dubbele beglazing opgenomen die voldoende verlichting mogelijk maakt en meer isolatie garandeert. Daarnaast heeft het een automatisch systeem met sensoren die het licht uitdoet in lege ruimtes of waar natuurlijk licht voldoende is.

Transoceanic Building (Chili)

Dit gebouw is gelegen in Vitacura (Santiago de Chile) en werd opgeleverd in 2010. Het heeft een internationale LEED-certificering als duurzaam gebouw omdat het verschillende energiebesparende systemen omvat.

Zo heeft het een systeem voor het opwekken van geothermische energie voor de airconditioning van het gebouw. Aan de andere kant is er een energie-efficiëntiesysteem ingebouwd dat een energiebesparing van 70% mogelijk maakt in vergelijking met een traditioneel gebouw.

Bovendien was het gericht om te profiteren van zonne-energie en vanuit al zijn behuizingen uitzicht naar buiten te garanderen. Op dezelfde manier werden alle gevels speciaal geïsoleerd om ongewenste warmteverliezen of -winsten te voorkomen.

Pixel Building (Australië)

Het is gelegen in Melbourne (Australië), werd voltooid in 2010 en wordt beschouwd als een zeer efficiënte constructie vanuit energetisch oogpunt. In dit gebouw wordt energie opgewekt door verschillende duurzame energiesystemen zoals zon en wind.

Anderzijds omvat het systemen voor het opvangen van regenwater, groendaken en afvalbeheer. Bovendien wordt de netto CO2-uitstoot ervan op nul geschat.

Evenzo wordt het groendaksysteem geïrrigeerd met eerder opgevangen regenwater en levert het voedsel op. Met betrekking tot het verlichtings- en ventilatiesysteem worden natuurlijke systemen gebruikt die worden aangevuld met thermische isolatie van dubbele beglazing in de ramen.

Cooperativa Arroyo Bonodal, Tres Cantos (Spanje)

Dit is een wooncomplex van 80 woningen gelegen in de stad Tres Cantos in Madrid, dat in 2016 het LEED-certificaat behaalde. Het omvat een geventileerde gevel met dubbele isolatie en het gebruik van geothermische energie.

Geothermische energie wordt verkregen uit een systeem van 47 putten op een diepte van 138 m. Met dit systeem is het complex volledig voorzien van airconditioning, zonder dat er energie uit fossiele brandstoffen nodig is.

Op deze manier maakt het beheer van de geproduceerde warmte-energie het mogelijk het gebouw in de zomer te koelen, in de winter te verwarmen en het systeem van warm water te voorzien.

Referenties

1. Bay, JH en Ong BL (2006). Tropische duurzame architectuur. Sociale en ecologische dimensies. ELSEVIER Architectural Press. Oxford, VK. 287 blz.
2. Chan-López D (2010). Principes van duurzame architectuur en woningen met een laag inkomen: casus: woningen met een laag inkomen in de stad Mexicali, Baja California. Mexico. A: Internationale conferentie virtuele stad en territorium. «6e. Internationaal congres van de virtuele stad en territorium, Mexicali, 5, 6 en 7 oktober 2010 ». Mexicali: UABC.
3. Guy S en Farmer G (2001). Herinterpretatie van duurzame architectuur: de plaats van technologie. Journal of Architectural Education 54: 140–148.
4. Hegger M, Fuchs M, Stark T en Zeumer M (2008). Energiehandleiding. Duurzame architectuur. Birkhâuser Basel, Berlijn. Editie detail München. 276 blz.
5. Lyubomirsky S, Sheldon KM en Schkade D (2005). Geluk nastreven: de architectuur van duurzame verandering. Herziening van de algemene psychologie 9: 111–131.
6. Zamora R, Valdés-Herrera H, Soto-Romero JC en Suárez-García LE (s / f) Materialen en constructie II "Duurzame architectuur". Faculteit Hogere Studies Acatlán, Architectuur, Nationale Autonome Universiteit van Mexico. 47 p.