fbpx

De slimme gevel

Artikel delen

Gevels scheiden een binnenklimaat van een buitenklimaat. Opmerkelijk en merkwaardig is dat zowel het buiten- als het binnenklimaat voortdurend aan verandering onderhavig is en dat uitgerekend het intermediair ‘de gevel’, afgezien van een te openen raam, extreem statisch is. Dit artikel gaat in op dat fenomeen en op de ontwikkelingen op dat vlak.

Tekst: Prof. dr ir Jos Lichtenberg

Nu we op weg zijn naar een energie- of klimaatneutrale toekomst kunnen we veel verwachten van home automation. Goed geïsoleerde gebouwen straffen een verkeerd gebruik immers direct af met discomfort en energieverlies. 

Denk maar aan een zonwering die te laat wordt neergelaten. Als de warmte eenmaal binnen is kun je deze in een warme periode alleen nog afvoeren met nachtventilatie of door actief te koelen. In de oude wereld waren de gebouwen slecht geïsoleerd en koelde het gebouw ook door transmissie sneller af.

Een ander voorbeeld is dat bij een vergadering of receptie de ventilatie pas aan gaat als de temperatuur al boven de comfortgrens is uitgestegen. En dan blijkt hoe verschillend we in elkaar zitten, want er is dan altijd wel iemand die last van tocht krijgt en verzoekt om de ventilatie wat terug te draaien. 

Als het niet vanwege tocht is, is het wellicht wel het lawaai dat voor het terugdraaien van de bedieningsknop zorgt. Als er al iets te regelen valt trouwens. Zo maar twee voorbeelden waar het kan gaan wringen in goed geïsoleerde gebouwen.

Intelligent

Het antwoord is natuurlijk dat de techniek, met name de gevel, in de nabije toekomst steeds intelligenter gaat reageren. Sensoren tellen het aantal mensen of meten de CO2-concentratie. Ze meten de binnentemperatuur, maar met name ook de buitentemperatuur. Ze zien het zonlicht en meten de intensiteit. Binnen en buiten. 

Nog intelligenter is, dat ze rekening houden met de weersvoorspelling, zodat de instellingen kunnen anticiperen op wat komen gaat. Ventilatieopeningen en ramen worden opengezet en zonweringen neergelaten. Elders wordt een buffervat voorbereid om het koelplafond preventief te gaan voeden, omdat er morgen een warme dag wacht.

Automatiseringsgolf

Het is eigenlijk gek dat we daaraan twijfelen. Natuurlijk staat ons een automatiseringsgolf te wachten. Als je je realiseert wat er allemaal in je auto aan automatisering zit en de auto toch vaker een voorbode was van wat er ging komen, gaat daar toch een voorspellende werking vanuit. 

En zo is het ook, want als je het kunt bedenken ben je nooit ver van de realiteit verwijderd. Technologisch zijn er immers weinig beperkingen. De voorbeelden zijn nog schaars en daarom is de opschaling nog toekomst. In de huidige realiteit kan er al veel en gebeurt er al veel.

HoTT

In HoTT hebben bedrijven een basis gelegd om de automatisering te realiseren. In HoTT 4 en 5 ging het over domotica (Lichtenberg JJN (2014), Domotica, reeks HoTT aflevering 4 en 5, Bouwtotaal nr 2014-12 resp. 2015-1/2). 

Maar een heel specifiek deelproject om de diverse stand alone systemen, veelal aan de gevel gekoppeld, met elkaar te verbinden, is inmiddels verder ontwikkeld. In het kader van een MIT-topsectorenproject heeft Slimbouwen met LVX de basis gelegd voor een slimme regelunit. De slimheid zit voor een groot gedeelte in algoritmes die te maken hebben met voorspelkracht, maar ook  met energieoptimalisatie, gezondheid en comfort. 

Dankzij het MIT-project waren de initiatiefnemers in staat om de logica achter een dergelijk systeem te leren begrijpen. In HoTT is het gericht op woningniveau, maar binnen het MIT-project is onderkend dat hier afgeleide gevelproducten uit zijn te destilleren.

Gevels

Er is een uit slimbouwen voortkomende driver om de gevel aan te wijzen als een cruciaal bouwdeel en dat zijn de leidingen. Bij het conventionele bouwen zetten we een klimaatkast op het dak en voeren we via een complexe kluwen van leidingen lucht naar ruimtes die van diezelfde lucht zijn gescheiden door slechts twee of drie lagen glas. 

Natuurlijk is die lucht uit de klimaatkast gefilterd en eventueel bevochtigd of verwarmd dan wel gekoeld, maar dan nog. Al die zaken zijn ook op lokaal niveau in een gevel te verwezenlijken. Die gaat daarmee wel wat op een apparaat lijken, maar daarmee boek je wel een gigantisch installatievoordeel. 

Het ontbreken van de kluwen door het gebouw maken het gebouw tevens zeer flexibel. Een mutatie betekent dat een geveldeel tot een andere ruimte gaat behoren en dat is dan een kwestie van wat andere instellingen zodat een bepaald geveldeel weet dat hij vanaf heden bij een andere ruimte hoort en vandaaruit op de sensoren moet reageren. In elk geval geen openliggende plafonds en dagen geen mogelijkheid om de ruimte te gebruiken. 

Apparaten

Als het zo zou lukken om de spaghetti in huis te voorkomen, zou theoretisch Slimbouwen weer kunnen worden gerealiseerd door het samenstellen van intelligente bouwkundige elementen die naast geplaatst ook aangesloten moeten worden. Zoals gezegd, het zijn niet alleen elementen in dat geval, maar ook apparaten.

Het mooie is dat naar aanleiding van het genoemde MIT-project ook een consortium in de startblokken staat dat het zo kan oppakken. Dan moet de markt gaan vragen, maar hoe lang kan dat nog duren met alle energieambities voor de deur. 

Denk maar aan bedrijven, zoals ABB, Duco, Velux, Jaga, Timmers, AGO, Thercon, Danfoss en Grundfoss, die allen bij HoTT actief waren. Deels waren zij ook al actief als klankbordgroep in het genoemde MIT-project. 

Communicatieve gevel

Een voorbeeld van een communivcatieve gevel werd reeds in 2012 op Geveltech in Rotterdam gepresenteerd. Alkondor, Vorsselmans, SKG, de Gevelbouw Groep, Trox/Merford, Somfy en met de TU/e als researchpartner verenigden hun krachten en toonden een slim gevelsysteem dat speciaal voor de flexibele school was ontwikkeld (zie figuur 2).

Bij scholen bestaan immers zorgen over de luchtkwaliteit en is er een uitzonderlijk dynamisch gebruik. De ene keer is de klas vol, een uur later is er een afspraak tussen twee ouders en een docent. De ene dag is het warm, de andere is het kil en komen de leerlingen binnen na een fietstocht in de regen en brengen zij veel vocht mee naar binnen. 

De reactieve gevel is in feite een prototype dat wellicht nog voor de muziek uit liep. Maar de markt beweegt naar dit soort producten toe en als de vraag toeneemt, zullen dit soort oplossingen snel om zich heen grijpen.

De vraag

Cruciaal is dus de ontwikkeling van de vraag. Zodra de woonconsument of de professionele opdrachtgever doorkrijgt dat automatisering ons verder helpt met overigens ook zeer betrouwbare technologie, dan gaat het hard. Zeker als zij ook doorzien dat er belangrijke economische voordelen zijn te behalen in termen van bouwsnelheid en flexibiliteit. 

Slimme gevels worden HoTT!

1a

1b

1c

1d

Een groep producten als onderdeel van een geautomatiseerd HoTT, zoals een ventilatieconcept met geregelde geveltoevoeren (1a, Ducotronic), de bijbehorende sensoren en regelingen in de vorm van een bescheiden besturingselement (1b), een wat meer geïntegreerde oplossing in een kozijn, een samenwerking tussen Duco, Somfy en ALUk (1c) en een centrale regelunit als onderdeel van een KNX systeem (ABB, 1d).

Figuur 2. De reactieve gevel laat net boven stahoogte een strook zien waarin ventilatie en klimatisering unit een plek vinden. De restruimte dient als boekenplank. Daarboven een geautomatiseerd raam en een regelbare lichtplank. Onder de boekenplank ook een geautomatiseerd raam. 

Het geheel heeft buitenzonwering en in de boekenplankstrook is buiten in PV voorzien, zodat in elk geval de gemotoriseerde componenten geen extra energievraag opleveren.

Serie House of Tomorrow Today

Jos Lichtenberg is hoogleraar bouwproductontwikkeling aan de TU/e en stichter van Slimbouwen. Hij realiseerde onlangs in Sterksel een woning in de geest van deze procesinnovatie. Daarnaast werden de uitgangspunten van Active House gevolgd, een vanuit de gebruiker ontwikkeld energieconcept. Daarmee is nu ook een energieleverende woning gerealiseerd. 

Al met al is de woning een proeftuin voor toekomstgericht denken waarbij vanuit het totaalconcept marktpartijen gericht zijn uitgenodigd. Soms met bestaande innovaties, slim bijeengebracht, soms met compleet nieuwe producten. 

Tussenstap

Deze serie gaat thematisch in op de vele aspecten rondom deze in Sterksel gerealiseerde woning, waarbij dit ook breder wordt getrokken richting ‘de markt’. De woning is namelijk niet ontwikkeld als doel op zich, maar als tussenstap onderweg naar morgen. 

Vandaar dat de woning House of Tomorrow Today (HoTT)’ is gedoopt. Gaandeweg wordt aldus met deze serie een toekomstbeeld geschilderd.