0

Ontwerpen met groen in gebouwen - 420

Aan welke bouwkundige, bouwfysische en installatietechnische randvoorwaarden moeten ruimten in gebouwen voldoen indien in deze ruimten beplantingsconcepten worden toegepast en hoe is dit te realiseren.

OPLOSSINGRICHTINGEN

Integraal ontwerpen

Als in een vroeg stadium het beplantingsconcept in het ontwerp wordt geïntegreerd en een beplantingsdeskundige tijdig wordt geconsulteerd biedt dit de beste garantie voor een probleemloos en duurzaam ‘groen’ gebouw/interieur. Architect, constructeur, beplantingsdeskundige, installatietechnisch adviseur en bouwfysicus moeten vanaf de conceptfase bij het ontwerp betrokken worden en samenwerken. Dit geldt zeker bij grotere groenprojecten. Hierbij zal het ontwerp tot stand moeten komen in een interactief proces. Hierbij moeten enerzijds de (ontwerp)wensen voor het beplantingsconcept en de eisen die dit stelt aan zijn omgeving (de zogenoemde groeifactoren) en anderzijds de bouwkundige en bouwfysische mogelijkheden van het gebouw op elkaar worden afgestemd. De toegevoegde checklist kan als leidraad dienen voor het realiseren van een levensvatbaar en duurzaam groenontwerp.

Checklist
Deze checklist kan een praktisch hulpmiddel zijn in het proces om te komen tot een integrale toepassing van planten in gebouwen.

  1. Initiatieffase
    1. Heeft de opdrachtgever/gebruiker wensen geformuleerd met betrekking tot binnenbeplanting, bijvoorbeeld in het Programma van Eisen (PvE)?
    2. Als dit niet het geval is, stel het expliciet aan de orde; onderbouw de meerwaarde van integrale toepassing van groen in gebouwen.
    3. Bespreek globaal de mogelijkheden; neem de opdrachtgever/gebruiker bijvoorbeeld mee naar één of meerdere voorbeeldprojecten.
    4. Leg de uiteindelijke wensen van de opdrachtgever vast.
  2. Voorlopig Ontwerp
    1. Stel een ontwerpteam samen dat over de benodigde kennis en ervaring beschikt; betrek hier, eventueel aanvankelijk op ad hoc basis, een plantendeskundige bij.
    2. Ga bij de ontwikkeling van een VO de volgende aspecten na:
      1. Laat het Ruimtelijk PvE substantiële binnenbeplanting toe?
      2. Kan beplanting op een zodanige manier gesitueerd worden dat zoveel mogelijk gebruikers zicht op groen hebben?
      3. Kan er een relatie gelegd worden tussen groen buiten en groen binnen?
      4. Kan er ook groen worden toegepast op het dak en aan de gevel?
    3. Stel de volgende vragen in het ontwerpteam:
      1. Kan de beplante ruimte geïntegreerd worden in het energie- en installatieconcept en hoe is dit te optimaliseren?
      2. Welke invloed kan beplanting hebben op het binnenmilieu (temperatuur, ventilatie, RV, luchtkwaliteit, akoestiek) en de energiebalans?
      3. Wat is de invloed van beplanting op de daglichttoetreding en andersom?
      4. Heeft de beplanting invloed op de toekomstige flexibiliteit van het gebouw?
      5. Welke planten zijn bij het ontwikkelde gebouwconcept toepasbaar, bekeken vanuit plantcondities, vormgeving, et cetera?
      6. Wat zijn de constructieve consequenties van het gekozen beplantingsconcept en hoe is dit op een optimale en creatieve manier in te passen in het ontwerp van de constructie?
      7. Kan regenwater worden opgevangen en worden gebruikt voor de planten?
    4. Laat een kostenraming maken van het groenconcept (investering, beheer en onderhoud) zodat een realistisch beeld ontstaat wat de opdrachtgever krijgt en wat het kost, ook op termijn.
  3. Definitief Ontwerp: optimalisatie van gebouw- en plantenconcept
    1. Energieberekening: voldoet het concept energetisch en bouwfysisch (grote glasvlakken)?
    2. Berekening van temperaturen in de zomer: wordt met het concept voldaan aan de comforteisen uit het PvE?
    3. Worden de minimale temperaturen voor de planten (onverwarmde ruimten) gerealiseerd? Controle op leidingverloop bij vloerverwarming.
    4. Daglichtberekeningen: krijgen de planten op de beoogde plekken ook de vereiste hoeveelheid licht? Controle beglazing op doorgelaten spectrum.
    5. Controle op mogelijke tochtverschijnselen bij de locaties van de planten.
    6. Ontwerp van de beheersystemen voor de planten: watergeefsysteem, afvoer, eventuele aanvullende kunstverlichting, et cetera.
    7. Zijn er openingen in gevel en of dak nodig waardoor grote bomen of struiken het gebouw in kunnen worden gebracht?
  4. Bestek en Realisatie
    Uiteraard is het van belang dat de aanleg van planten en bijbehorende systemen zorgvuldig en conform bestek plaatsvindt. Het tijdstip en de volgorde van de werkzaamheden kan voor planten een extra aandachtspunt zijn in verband met mogelijke vervuiling (door bouwstof) en tocht of te lage temperaturen tijdens de afbouwfase van het gebouw.

Keuze van het groenconcept
Planten worden steeds vaker op grotere schaal toegepast in al dan niet verwarmde atria, serres en andere grote en lichte ruimten. Deze ruimten zijn vaak geschikt om ook als onderdeel van het klimaatconcept te functioneren. De ventilatielucht is voor te verwarmen door de groene ruimte. Planten en waterpartijen in de groene ruimte kunnen een bijdrage leveren aan de bevochtiging van de ventilatielucht. Andersom kan de ventilatielucht door de groene ruimte afgevoerd worden, waardoor in een onverwarmde groene ruimte een tussenklimaat ontstaat. Hierdoor kan de gebruikstijd van de onverwarmde ruimte worden verlengd.
In een onverwarmde serre komen grotere temperatuurfluctuaties en een hoger vochtgehalte voor. De schil hoeft niet thermisch geïsoleerd te worden en er zijn minder investeringskosten noodzakelijk. Een dergelijke ruimte fungeert als extra warmtebuffer. De binnengevel kan eenvoudiger gedetailleerd en uitgevoerd worden; de functie van waterkering wordt namelijk al vervuld door de glaskap. De gebruiksmogelijkheden van de onverwarmde ruimte zijn uiteraard beperkt.
De verwarmde en onverwarmde ruimte hebben ieder hun eigen beplantingsmogelijkheden en beperkingen. Maar ook kleinere beplantingsconcepten bieden ruime mogelijkheden voor het creatief toepassen van begroeiing. Te denken valt aan vides langs glasgevels, lichtstraten en trappenhuizen langs gevels of onder glazen kappen.

Plantkeuze
De plantkeuze moet altijd worden afgestemd op de groeifactoren, zoals die voorhanden zijn op de plek in het gebouw waar de plant zal worden geplaatst.

  • Voor verwarmde ruimten komen alleen woestijnachtige, subtropische en tropische planten in aanmerking.
  • In een onverwarmde, vorstvrije serre of atrium kunnen ook mediterrane plantsoorten worden geplaatst.

In de SBR publicatie :'Groen in gebouwen' worden mogelijke combinaties en voorbeelden gegeven.

Eisen die een plant stelt aan omgeving
De voornaamste eisen die de plant stelt aan zijn omgeving, de zogenaamde groeifactoren, zijn daglicht, temperatuur, luchtvochtigheid, water en voeding. De door de plant ontvangen lichthoeveelheid, de luchtvochtigheid en de temperatuur worden bepaald door de kenmerken van gebouw en installaties. Dit betekent dat beslist niet elke plek in het gebouw zonder meer geschikt is voor planten. Tevens bepalen de binnencondities welke plantsoorten de meest geschikte zijn om toe te passen.

Licht
Een schaduw minnende plant groeit bij een minimale lichtintensiteit van 700 lux. De meeste gangbare kamerplanten hebben een minimale lichtbehoefte van 1.000 tot 2.500 lux. Een cactus kan een lichtintensiteit van meer dan 8.000 lux verdragen. Bij onvoldoende licht of een onvolledig lichtspectrum, zal de plant groeistoornissen vertonen en een korte levensduur hebben.
De verlichtingssterkte binnen een gebouw hangt af van een groot aantal factoren, zoals belemmeringen door andere gebouwen of delen van het eigen gebouw, lichtdoorlatendheid van het glas, zonwering, lichtwering en -filtering, vervuiling van het glas en reflectie van binnenwanden, vloer en plafond. Het licht dat op de glasopeningen valt, wordt slechts voor een deel via het glas doorgelaten en neemt bovendien in sterkte snel af naarmate de afstand tot de glasopening groter wordt. In veel gevallen is de maximale afstand van de plant tot de glasopening in de gevel 2 à 3 meter. De afstand tot een glazen overkapping (atrium/serre) mag groter zijn, maar ook hier neemt de lichtintensiteit af met de afstand tot het glas.
Een optimale lichtinval kan bereikt worden door heldere glassoorten toe te passen, door een optimale oriëntatie van de ruimten en het toepassen van grote glasmaten. Hierdoor is het lichtverlies door de (kozijn)constructie te reduceren.

Temperatuur
In gebouwen worden met name subtropische, tropische en (in onverwarmde, vorstvrije ruimten) mediterranen planten toegepast. Voor tropische planten geldt een minimale temperatuur van 16-20 ºC en een optimale temperatuur van 35-45 ºC. Voor subtropische planten geldt een minimale temperatuur van 10-16 ºC en een optimale temperatuur van 15-35 ºC. Mediterrane planten kunnen in een onverwarmde, vorstvrije ruimte (atrium/ serre) floreren.

Luchtvochtigheid
Het grootste deel van het water dat de plant opneemt verdampt via de huidmondjes en de opperhuid. De snelheid van dit verdampingsproces is afhankelijk van de relatieve vochtigheid van de omringende lucht. De optimale luchtvochtigheid voor tropische en subtropische planten ligt tussen 25 en 80 procent. In kantoren in Nederland ligt de RV meestal tussen 30 en 60 procent en is in de winter vaak aan de lage kant. Dit beperkt de keuzemogelijkheid voor geschikte planten.

Tocht
Evenals een tekort aan daglicht is ook tocht funest voor de meeste planten. Dit betekent onder andere dat de plant niet dicht bij de toevoerroosters van de ventilatie mag staan. Om tocht voor de planten te voorkomen moeten de ventilatie toevoeropeningen zodanig gedimensioneerd of geregeld zijn dat de luchtsnelheden niet te groot worden (bijvoorbeeld met winddruk geregelde roosters). In geval van mechanische toevoer moeten geschikte uitblaasornamenten worden gekozen, zoals wervelroosters. Ook bij plaatsing in de buurt van entreedeuren en tochtsluizen moet tocht voorkomen worden.

Planttechniek
Het toepassen van grotere beplantingsvlakken in gebouwen heeft enkele bouwtechnische en installatietechnische consequenties.

Constructieve bakken, containers en potten
Een flinke boom, in een atrium of binnentuin, heeft een diepte nodig van circa 1,5 meter. Die diepte is noodzakelijk voor het substraat en de waterbuffer voor de wortels. De diameter is niet veel kleiner dan de gewenste kroon van de boom. De constructieve bak kan worden gemaakt van bijvoorbeeld beton, gasbeton of metselwerk. In de bak wordt een waterdichte, wortelbestendige laag aangebracht. Dit kan bitumen zijn, EPDM of een speciale coating. Elk materiaal heeft zijn voor- en nadelen, evenals bij begroeide daken.
Voor planten van enige maat is al snel een laag substraat van één meter dikte nodig. Bij (sub)tropische beplanting moet gerekend worden met een extra vloerbelasting door de substraat van 400-600 kg/m³ en bij mediterrane beplanting van 800-900 kg/m³. Hierbij komt nog het gewicht van de beplanting. Ook bij het gebruik van beplanting in grote bakken en grote potten moet met een constructieve verzwaring gerekend worden. Bij beplanting in dergelijke bakken en potten moet niet slechts worden gekeken naar de uiteindelijke plek van de bakken, maar er moet ook rekening worden gehouden met de belastingen tijdens transport of eventuele verplaatsing.
Als de planten in volle grond worden geplant hoeven er natuurlijk geen constructieve verzwaringen aangebracht te worden; wel moet hierbij worden gelet op de grondwaterstand en eventuele bodemvervuiling.
Het substraat waar de plant in wordt gepoot moet voldoende water, lucht en voeding bevatten en houvast bieden voor de wortels van de betreffende plantsoort. Daarnaast zijn eisen te stellen aan de mate waarin het materiaal milieuvriendelijk is en, bij substraat voor grotere borders, ook aan de beloopbaarheid. Om het gewicht van het substraat en de benodigde frequentie van het water geven te beperken worden er, naast aardemengsels, ook korrelachtige substraatsoorten toegepast, zoals seramis.
Vooral de grotere potten drukken een behoorlijke stempel op het interieur van een ruimte. Voor het realiseren van een optimaal interieur verdient het aanbeveling om de keuze van de plantpotten en plantsoorten te koppelen aan het interieurontwerp. De markt biedt een heel scala aan potten, maar het is natuurlijk ook mogelijk om ‘maatwerk’ te laten maken van bijvoorbeeld hout, cortenstaal, aluminium of glas, passend bij het gebouw en interieur.

Bewateringssystemen en afvoer van water
Bij potplanten en kleinere containers zal het water geven in het algemeen handmatig gebeuren. Bij borders en grote containers ligt een automatisch bewateringssysteem meer voor de hand. De kraan voor het handmatig watergeven moet voldoende waterdruk geven. Dat betekent dat kranen met doorstroombegrenzers en kranen bij pantry’s hiervoor niet geschikt zijn. Ook verdient het de voorkeur dat de kraan zo dicht mogelijk bij de beplanting wordt geprojecteerd (op elke verdieping tenminste één) en goed bereikbaar is met de waterkar.
Een automatisch bewateringssysteem in gebouwen wordt in het algemeen in de vorm van een druppelsysteem of bevloeiingssysteem toegepast. Bij grote borders zijn ook pop-up sproeiers te overwegen.
Even belangrijk als het bewateringssysteem is de voorziening om overtollig water te kunnen afvoeren uit de grotere containers en constructieve bakken. In het algemeen zal de bak een afvoer krijgen en worden aangesloten op het riool. Bij grote bakken en borders wordt veelal onderin de bak een waterdragende laag aangebracht. Om het functioneren van de vlotter die de waterstand aangeeft te kunnen controleren wordt aanbevolen om bij grotere bakken een inspectieput aan te brengen.
Om bij lekkages en vervanging van beplanting de (arbeids)kosten te reduceren kan overwogen worden om de bakken te compartimenteren. De scheidingsconstructie tussen de segmenten hoeft in principe niet veel hoger te zijn dan de waterhoudende laag onderin de bak. Dit betekent wel dat elk compartiment een aparte water toe- en afvoer moet hebben.
Grote plantoppervlakken hebben een aanzienlijke hoeveelheid water nodig. In het kader van waterbesparing (duurzaam bouwen) is te overwegen om in het gebouwontwerp een regenwaterbuffer op te nemen ten behoeve van de bewatering.

ACHTERGROND INFORMATIE

Er is in de bouwwereld een groeiende belangstelling voor (grote) beplantingsvlakken in borders of de volle grond, en/of groepen planten in potten en containers in gebouwen. Enerzijds als architectonisch middel om in de ruimten de gewenste sfeer, uitstraling en vormgeving te realiseren. Anderzijds vanuit de, inmiddels wetenschappelijk aangetoonde, positieve invloed die planten in gebouwen hebben op het welbevinden van mensen. Dit laatste kan leiden tot een verhoging van de productiviteit en een vermindering van het ziekteverzuim. De toename van transparantie en grote daglichtopeningen in de gebouwontwerpen, vaak in de vorm van atria of serres, biedt mogelijkheden voor kwalitatief hoogwaardige beplantingsconcepten.
Om een gezonde, weelderige en duurzame groei van planten in een gebouw mogelijk te maken moet echter aan een aantal voorwaarden met betrekking tot de groeiomstandigheden van de plant worden voldaan. Tevens moet er rekening worden gehouden met enkele bouw- en installatietechnische aspecten die voortkomen uit het gekozen beplantingsconcept.

AANDACHTSPUNTEN

  • Het is van belang om bij het bepalen van de toe te passen glassystemen in de te beplanten ruimtes, niet alleen met de lichttoetredingsfactor (LTA) en zontoetredingsfactor (ZTA) rekening te houden. Win ook informatie in over het spectrum dat het glas doorlaat.
  • Het is denkbaar dat er in het gebouw omstandigheden zijn waardoor de planten niet (continu) voldoende daglicht krijgen (zonwering, te grote afstand tot daglichtopening) of een onvolledig spectrum. Dan kan aanvullend kunstlicht gebruikt worden om de juiste omstandigheden voor een goede groei van de planten te garanderen. Voor dit doel zijn gasontladingslampen met een volledig spectrum toe te passen. Uit het oogpunt van energiegebruik verdient het de voorkeur om kunstlicht ten behoeve van de planten te beperken tot een minimum.
  • Bij een automatisch bewateringssysteem zal vaak handmatig worden bijgegoten bij planten met een extra waterbehoefte, zoals delen van de border die sterk door de zon worden beschenen. Dit stelt eisen aan de bereikbaarheid van planten en systemen en de begaanbaarheid van de borders.
  • Er mogen geen ontkalkingfilters in het waterleidingnet zitten. Deze halen voor de plant essentiële spoorelementen uit het water.
  • Grotere planten en bomen moeten het gebouw ingebracht en vervangen kunnen worden. Dit stelt eisen aan openingen intern (deuren) maar vereist ook voorzieningen in gevel en/of (atrium)dak.
  • Als beplanting wordt toegepast in ruimten met lage temperatuur verwarming (LTV) moet uitgesloten worden dat de verwarming onder de plantbodem doorloopt (dit geldt ook voor plantenbakken). Door het opwarmen van de wortelzone kan de stofwisseling van de plant ernstig worden verstoord. Klimaatplafonds boven hoge beplanting kunnen eveneens negatieve invloed hebben op de kwaliteit van de planten.
  • Als de plant in optimale conditie verkeert zal de kans op ongedierte klein zijn. Een externe bron van besmetting kan beplanting in de directe omgeving van het gebouw zijn. Via de ventilatie komt het ongedierte het gebouw in. Dit kan deels worden voorkomen door een juiste beplantingskeuze in de directe omgeving van het gebouw en met mechanische (gefilterde) luchttoevoer.
  • Bij de toepassing van groene ruimten als onderdeel van het klimaatconcept moet aandacht worden besteed aan de volgende aspecten:
    • Een serre of atrium kan als geluidsbuffer dienen in geluidsbelaste situaties; aan de andere kant kan, afhankelijk van het gebruik van deze ruimte, geluidsoverlast in de achterliggende ruimten ontstaan.
    • Daglichttoetreding in ruimten achter een atrium is eveneens een punt van aandacht. De constructie, de planten en het glas kunnen de lichttoetreding belemmeren.
  • De beplanting zal vooral dan een positieve werking hebben op de arbeidsprestatie als er zicht op de planten is vanaf de werkplek.