Lowtech principes leiden tot uiterst duurzaam gemeentehuis

Visualisatie: Studio Janus, ontwerp: De Twee Snoeken

Het betonnen casco is gestript, dakbedekking en zonnepanelen zijn gehandhaafd en dan de opbouw met biobased materialen en nieuwe installatietechniek voor het Huis van de gemeente Voorst.

Roefs: “Wij zijn verantwoordelijk voor het exterieur- en interieurontwerp, het projectmanagement en de technische uitwerking voor het vernieuwde gebouw. Het bestaande gebouw voldeed niet meer aan de huidige duurzaamheids- en comforteisen, maar het had een typerende architectonische kwaliteit, mooie structuur en constructief goede betonconstructie. Toen wij na de fase van voorlopig ontwerp voor de materialisatie stonden, hebben wij in eerste instantie gekeken naar stampleem of rammed earth voor de gevels. Dit materiaal kun je constructief inzetten, maar heeft geen isolerende eigenschappen. Kalkhennep isoleert juist uitstekend, maar leent zich niet voor constructieve wanden. Maar we hadden het betoncasco en door daar magnesium gebonden achterwanden te gebruiken als verloren bekisting, kan EcoBouwSalland eenvoudig de kalkhennep daar tegenaan ‘plakken’. De gevels zijn super lowtech, maar het levert een goede isolerende schil op die ook nog eens een fraaie structuur en kleur heeft. Een minerale keim lasur beschermt de kalkhennep, zorgt voor een waterdichte film en biedt bescherming tegen UV-licht.”

Het oorspronkelijke gebouwontwerp behoudt zijn mooie structuur, maar wordt opener en energiezuinig.

Stefan Puts, modelleur van De Twee Snoeken, haakt in: “We hebben het nodige onderzocht en getest omdat je voor het eerst in Nederland zo’n grootschalige toepassing van kalkhennep realiseert en uiteraard ook de vragen van de opdrachtgever wil beantwoorden. We hebben assistentie gekregen van EcoBouwSalland, KEIM Nederland, hebben projecten in Friesland en België bezocht en hebben proefopstellingen op de bouwplaats gemaakt. En KIWA heeft aangetoond dat de isolatiewaarde hoog is. We hebben tevens brandproeven genomen. Daarnaast moet je alles technisch uitwerken, want je zit met diverse aansluitingen en detailleringen. We moesten bovendien 25 cm boven maaiveld blijven. Alle details zijn keurig opgelost. Eind juli is begonnen met het aanbrengen van de kalkhennepgevels.” Voor de toeschouwer lijkt het alsof we jaren teruggaan in de tijd als tien mannen en vrouwen emmers kalkhennep tussen de magnesium gebonden plaat en een tijdelijke mal handmatig aanstampen. Joost Roefs: “Dat bedoel ik met het lowtech principe. Maar het is voor Nederland een belangrijke noviteit omdat deze bouwwijze past in de circulaire, biobased aanpak.”

Projectarchitect Joost Roefs bij de proefvlakken van de kalkhennepgevels.

Innovatieve ijsverwarming

De grootschalige toepassing van kalkhennep is één van de spraakmakende facetten van dit duurzame project, maar de toepassing van ijsverwarming is installatietechnisch gezien minstens zo baanbrekend. Roefs: “Ook hier een lowtech principe van een grote betonnen kelder van 12 m doorsnede en 4 m hoogte met wat leidingen erin waarbij water wordt omgezet in een ijsklomp. Overtollige warmte wordt in de zomer opgeslagen in deze ondergrondse waterbuffer. Vanaf het begin van het koude seizoen wordt het water in de buffer gecontroleerd tot het vriespunt afgekoeld. Bij de overgang van koud water naar ijs komt er een grote hoeveelheid energie vrij. Die energie wordt gebruikt om het gebouw te verwarmen. Vanaf het einde van het stookseizoen begint het omgekeerde principe. De kou wordt aan de buffer onttrokken om te koelen in de zomer.”

De innovatieve ijsverwarming in een betonnen reservoir zorgt voor verwarming en koeling.

Puts: “We hebben dit principe van SolarEis (www.solareis.nl) eerder gebruikt voor het gemeentehuis van Peel en Maas in Panningen. De ervaringen zijn daar prima. Er was aanvankelijk een cv-ketel als back-up geïnstalleerd, maar die is inmiddels losgekoppeld.” Roefs: “IJsverwarming vergt een hogere investering dan bijvoorbeeld WKO-installaties, maar als je rekent over de exploitatietijd dan is ijsverwarming voordeliger voor de gebouweigenaar/beheerder. Met name door het ontbreken van de jaarlijkse controle van de balanswaarden van WKO-systemen. Het systeem van ijsverwarming sluit op een vertrouwde manier met een koude- en warmteleiding aan op de warmtepomp die bij dit gebouw de klimaatplafonds in het gerenoveerde deel en de vloerverwarming in het nieuwbouwdeel voedt.”

Zone voor installatietechniek

Het nieuwbouwdeel is ingepast op het voorplein waar vroeger de entree zat. Op deze plek komen de publieksfuncties, de raadzaal en de publiekshal. Door veel glas in de gevel en een heldere structuur van het gebouw kan men de functies achter de gevel direct herkennen. Joost Roefs: “We wilden voorkomen dat de gevel de functies onherkenbaar maakt en juist het omgekeerde bereiken. Zo wordt de bestaande constructie in het zicht gebracht en de nieuwe indeling wordt volledig afgestemd op de constructielijnen. Er is ook een vide in het gebouw aangebracht, waarbij de uitgezaagde kanaalplaten circulair zijn hergebruikt in het nieuwbouwdeel. De oorspronkelijke dakbedekking en de zonnepanelen zijn ook gehandhaafd.”

Het nieuwbouwdeel waar publieksfuncties, raadzaal en publiekshal komen, is gebouwd op het voormalige entreeplein.

Het nieuwbouwdeel vormt tevens de sleutel tot de slimme inpassing van de installatietechniek, met het nodige puzzelwerk door Croonwolter&dros, Huisman & van Muijen en De Twee Snoeken. Puts legt uit: “Het is een gebouw met lage verdiepingshoogte. Er zaten niet veel installaties in, want er werd gewerkt met natuurlijke ventilatie. Je praat over een maximale verdiepingshoogte van 2,40 onder de betonbalken. Kortom, er is geen plek voor grote kanalen.

Puzzelen om plek te vinden voor de grotere kanalen.

Door rond het nieuwbouwdeel een verkeerszone van 2 m breed en dubbele verdiepingshoogte te creëren, kun je daar het horizontale en verticale transport van grote kanalen ordenen. Vanuit deze centrale verkeerszone én vanaf het dak wordt met de leidingen ingestoken in de verschillende ruimten in het gebouw. Zo hoef je niet met grote kanalen onder de betonbalken door. In overleg met constructeur JVZ ingenieurs zijn sommige leidingen voor de klimaatplafonds wel door boorgaten in de betonbalken geleid. Dat was spannend, want het is een slank gedimensioneerde betonconstructie, dus alles moest worden berekend of het ter plekke kon. De betonplafonds worden afgewerkt met akoestisch spuitwerk. In de vloer hebben wij een kabelgootsysteem voor elektra en data laten opnemen, via freeswerk in de bestaande dekvloer.”

Een verkeerszone van 2 m breed rond het nieuwbouwdeel schept ruimte voor de verticale en horizontale leidingtracés.

In het bestaande deel komen klimaatplafonds, in het nieuwe deel vloerverwarming.

Op aangewezen plekken mocht door de betonbalken worden geboord voor doorvoer van leidingen bij gebrek aan voldoende hoogte.

In de vloer zijn leidingtracés voor elektra en data gefreesd.

Praktische en veilige oplossing

Jansman Bouw, onderdeel van Aannemingsmaatschappij Hegeman, zit goed op schema met de bouw en verwacht voorjaar 2022 het vernieuwde Huis van de gemeente Voorst op te leveren. Roefs: “Het wordt een aangenaam en energieneutraal gebouw. Een gebouw dat laat zien dat we in duurzaamheid grote stappen kunnen zetten. Met veel biobased materialen, zoals kalkhennep, gelamineerde houten liggers en Accoya kozijnen, die bij de productie ervan CO2 hebben opgevangen in plaats van hebben uitgestoten. En met slimme energieconcepten. Want ijsverwarming is voor grote gebouwen een prima alternatief voor WKO systemen. Geen discussies over grondboringen en open systemen, maar een gesloten systeem in je eigen ondergrond. Het is geen hogere wiskunde, maar het zijn praktische en veilige installatieoplossingen die gelukkig steeds meer bekend raken.”

Bekijk de video over het project

Hernieuwbare energie

IJsverwarming maakt gebruik van kristallisatie energie, die in de overgangsfase van 0°C naar -0°C vrijkomt. De hoeveelheid energie die vrijkomt is evenveel als nodig is om water van 0°C naar 80°C op te warmen én andersom. Door het samenspel van warmtewinning en regeneratie kan er in de verwarmingsperiode herhaaldelijk gebruik worden gemaakt van de kristallisatie energie. Kristallisatie energie is vrijwel onbeperkt. Aan het einde van het stookseizoen is het ijs (thermisch restproduct) ter beschikking voor vrije koeling.

Van bodemverbeteraar naar bouwmateriaal

De toegepaste kalkhennep is een mix van kalk uit België en hennephout uit Groningen. De hennepvelden leggen in een paar maanden meer CO2 vast dan bomen kunnen absorberen. Dit snelgroeiende gewas schiet in slechts enkele maanden hoog de lucht in en behoeft geen pesticiden. Het hennephout verbetert de biodiversiteit en is goed voor de structuur van de bodem. Het wordt dan ook ingezet als bodemverbeteraar. De nagroeibare hennep kan in gehakselde vorm, door de kleefkracht van de hydraulische kalk, gemengd met water, worden geupcycled tot bouwmateriaal. Kalkhennep is damp open (ademend) en is hiermee een efficiënte vochtregulator. Dankzij het vochttransport isoleert het materiaal beter wanneer het koud is. De vochtregulerende werking draagt bij aan een comfortabel en gezond binnenklimaat.

De kalkhennep, die handmatig wordt aangestampt, zorgt voor een sterk geïsoleerde gevel met een fraai uiterlijk.