Nieuwbouw NIOO vol innovaties

De opdracht aan het ontwerpteam was niet alleen om een duurzaam energie- en installatieconcept samen te stellen, en een duurzame waterhuishouding, maar ook om het gebouwontwerp zoveel mogelijk volgens de Cradle to Cradle-filosofie te laten verlopen. Oftewel: maak zon, licht, natuur en respect voor de mens leidend in het ontwerp van gebouw en interieur, met als doel de kwaliteit van leven en werken te verbeteren.

Gebouwconcept

Het nieuwe complex van NIOO wordt gebouwd aan de Mansholtlaan te Wageningen, tegenover de Wageningse campus de Born. Het complex zal bestaan uit een hoofdgebouw met laboratoria en kantoren en diverse bijgebouwen zoals kassen en vogelverblijven. De totale omvang van het gebouw en bijgebouwen bedraagt circa 14.000 vierkante meter. De nieuwe huisvesting zal plaats bieden aan circa 170 medewerkers. Het complex bestaat uit een hoofdgebouw en bijgebouwen. Het hoofdgebouw heeft een compacte vorm met een gebouwdiepte van circa 30 meter. In het hoofdgebouw zijn de functies gesitueerd waar hoge eisen gelden voor onder andere het proces en het binnenklimaat. De keuze voor een compact hoofdgebouw is het resultaat van de integrale studie die door het ontwerpteam is uitgevoerd tijdens het voorontwerp. Opgave was een gebouw wat (extreem) duurzaam, maar wat ook markant en zichtbaar zou zijn voor de omgeving. Verder moest er plaats zijn voor informele ontmoeting en voldoende contact met de buitenwereld.

Het hoofdgebouw heeft een volledig glazen maar beschaduwde gevel aan de straatkant (glas met horizontale luifels) waar de laboratoria gehuisvest worden. Aan de achterkant/ tuinkant komen de kantoren, die uitzicht bieden op de tuin en de bijgebouwen. Vanuit de kantoren is er het directe contact met de natuur via de gevel die door de gebruiker individueel te openen is.

In de middenzone van het gebouw zijn de labondersteunende ruimten gesitueerd die geen daglicht nodig hebben. Op bovenstaande wijze is er een optimale indeling gekozen voor:

• Laboratoria: aan de gesloten beschaduwde gevel langs de Mansholtlaan vanwege extern geluid- en luchtkwaliteit.

• Labondersteunende ruimten: in middenzone zonder daglicht.

• Kantoren: aan erfzijde met uitzicht en direct contact met de natuur.

In de middenzones komen vides waardoor er in de middenzone, de gangen en aangrenzende werkruimten ook direct daglicht toetreedt. Het gehele bouwfysische concept met verschillende principe van daglichttoetreding en dimensionering/positionering van vides en lamellen is geadviseerd door DGMR.

Cradle to Cradle

Het ontwerp volgens de Cradle to Cradle filosofie is onder andere tot uiting gekomen in de volgende onderdelen:

• Mensvriendelijke werkplek met maximale beïnvloeding mogelijkheden voor een individueel en gezond klimaat. De ramen kunnen open, hybride ventilatie, een regelbare buitenzonwering, individuele temperatuurregeling, straling voor verwarming en koeling en een daglichtregeling.

• Volledig duurzame energievraag door compact gebouwconcept met maximale inzet van daglichten luchttoetreding.

• Innovatief energie- en installatieconcept met een maximale energie-efficiëntie (waarover meer in dit artikel).

• Zuivering en hergebruik water door helofytenfilter.

• Terugwinnen grondstoffen (zoals P, N en K uit fecaliën).

• Bewuste keuze door vernieuwbare materialen: zoals verduurzaamd zachthout, vlas als isolatie, puingranulaat als toevoeging bij beton, geen afwerklagen op vloeren maar impregneren beton. Behalve herwinbaar en vernieuwbaar moeten materialen zich kenmerken door een laag energieverbruik bij productie en moet productie niet gepaard gaan met schadelijke emissies. Met het oog op herbruikbaarheid is scheidbaarheid een belangrijke criterium. Duurzaam onderhoud van gebouw en materialen en keurmerken, zoals FSC, zijn vereist.

Energieconcept

Voor de levering van koude en warmte wordt voornamelijk gebruik gemaakt van de natuur die seizoensmatig koude en warmte biedt, waarbij de bodem dient voor opslag van warmte- en koude. Voor wat betreft de levering van koude wordt gebruik gemaakt van koude-opslag (zie figuur 5) in de ondiepere watervoerende bodemlagen (diepte circa 100 meter). De beschikbare koude in de wintersituatie wordt door middel van een koeltoren geladen in de bodem, aangevuld door de ‘restkoude’ van de warmtepomp. De koudeopslag levert in de zomerperiode een watertemperatuur van 10 graden Celsius waarmee de koeling van het gehele gebouw mogelijk is. Bijzonder innovatief en uniek in het installatieconcept is de toepassing van Hoog Temperatuurs Opslag (HTO) in de bodem. Bij HTO wordt gebruik gemaakt van de diepere aardlagen voor de opslag van overtollige warmte in de zomerperiode. De beschikbare zonnewarmte wordt opgevangen door middel van zonnecollectoren en opgeslagen door middel van HTO. Tevens wordt zoveel mogelijk warmte uit het gebouw (proces) en de kassen afgevangen en opgeslagen tot het volgende winterseizoen (zie figuur 1). De toepassing voor HTO in de diepere aardlagen wordt in nauw overleg met de provincie Gelderland uitgevoerd en geldt ook als pilot binnen de provincie Gelderland. In het voortraject is er intensief overleg geweest om kansen en risico’s in kaart te brengen. Op basis hiervan is een onderbouwde keuze gemaakt voor de diepte en uitvoering van de HTO. HTO heeft enorme potentie op plaatsen en in gebieden waar in de zomerperiode restwarmte beschikbaar is en in de wintersituatie juist benodigd is. De pilot bij NIOO dient er toe om meer inzicht te krijgen in de thermische rendementen. Deze zullen na realisatie door middel van een uitgebreid monitoringsprogramma in beeld gebracht. Met het innovatieve energieconcept zal NIOO een besparing van 70 procent op het primaire energiegebruik voor koeling en verwarming behalen! De CO2-reductie ten opzichte van een conventioneel installatieconcept bedraagt 250 ton per jaar (65 procent).

Installatieconcept kantoren

De basisverwarming en -koeling van het gehele gebouw vindt plaats door middel van betonkernactivering. Watervoerende slangen die in het beton geïntegreerd worden zorgen in de zomersituatie voor afkoeling van de massa en in de wintersituatie voor opwarming waarmee de energie door middel van straling afgegeven wordt aan de ruimte.

De kantoorruimten in het hoofdgebouw worden op hybride wijze geventileerd. De ventilatie vindt voornamelijk op natuurlijke wijze plaats door middel van te openen ramen. Indien vanwege externe omstandigheden natuurlijke ventilatie niet mogelijk is en de natuurlijke ventilatievoorziening gesloten wordt, zal bij aanwezigheid van personen de luchtkwaliteit afnemen. Bij meting van onvoldoende luchtkwaliteit zal er op mechanische wijze ventilatielucht toegevoerd worden in de kantoren.

In het gebouw is veel aandacht geschonken aan daglichttoetreding, in de verblijfsruimten, zowel kantoren als laboratoria kan het daglicht diep in de ruimten dienen, waardoor het gebruik van kunstlicht zoveel mogelijk voorkomen wordt. Verlichting in het gebouw wordt alleen aangeschakeld indien er een te laag lichtniveau in de ruimte wordt gemeten (automatische dimregeling) en indien er personen aanwezig zijn (aanwezigheidsdetectie).

Algen als energiebron

In de nieuwbouw van het NIOO wordt het toiletwater gescheiden ingezameld. In toiletwater zitten kostbare mineralen/nutriënten welke bij normale waterzuivering worden afgevoerd en afgebroken. Dit staat haaks op de Cradle to Cradle-filosofie. In de nieuwbouw worden de fecaliën middels vacuümtoiletten ingezameld, en middels vergisting omgezet in biogas dat energie levert.

Het effluent van de vergisting dient als voedsel voor algen. Deze worden geoogst en verwerkt tot meststof voor land- en tuinbouw. Zo worden de mineralen/nutriënten teruggewonnen en is de biologische kringloop gesloten.

Scheiding en zuivering afvalwater

De overige afvalwaterstromen uit het gebouw worden volledig gescheiden om zuivering mogelijk te maken.

Het grijs afvalwater wordt opgevangen in een septic tank voor de afscheiding van vaste delen en vetten en vervolgens door middel van een helofietenfilter gezuiverd zodat volledige afkoppeling van het gemeentelijk rioleringsstelsel mogelijk zal worden.

Binnen de huidige wet- en regelgeving is het echter nog niet mogelijk om gebouwen volledig af te koppelen van het gemeenteriool of gezuiverd water over te storten in het riool. De nodige hobbels zullen hier nog genomen moeten worden om hier medewerking in te verkrijgen.

Dit artikel is gebaseerd op teksten van: Arie Huisman – DWA, Dick van Wageningen – Claus en Kaan Architecten, Louise Vet – NIOO, en Paul van Bergen – DGMR.

Uitgangspunten nieuwbouw NIOO

• Overvloed aan daglicht en uitzicht naar buiten.

• Natuurlijke luchtstromen.

• Vegetatie op het dak (vogels, filtering water en lucht).

• Gebruik zonlicht en andere vormen van duurzame energie.

• Gescheiden watercircuits, eigen afval als energiebron.

• Gebouw in harmonie met (groene) omgeving.

• Lange levensduur/flexibel ontwerp/terugneemgarantie onderdelen.

• Materialen goed voor mens en milieu.</kader>

Projectgegevens

Opdrachtgever: NIOO + KNAW

Architect: Claus en Kaan Architecten

Projectarchitect: Dick van Wageningen

Projectmanagement: Archisupport B.V. Amerongen

Constructeur: Arup B.V. Amsterdam

Adviseur installaties en energiesysteem: DWA installatie- en energieadvies Ede

Adviseur duurzaamheid, bouwfysica en brand: DGMR Bouw BV

Bouwkundige aannemer: Berghege

Werktuigbouwkundige installaties: Burgers Ergon Apeldoorn

Elektrotechnische installaties: Imtech Arnhem