0

publicatie: Tweede huid façade: een duurzame gevel

1 Tweede huid façade

1 Tweede huid façade

Bij gebouwen waarin mensen wonen en werken vervult de huid van het gebouw een belangrijke functie. De gevels en het dak beschermen de gebruikers tegen het klimaat, zorgen voor voldoende daglicht binnen in het gebouw en bieden ook zicht naar buiten toe.
In de afgelopen decennia zijn de bouwfysische eisen aan de gevel aanzienlijk verhoogd om een beter binnenklimaat te verkrijgen. Daarbij kregen zaken als zonwering en akoestische en thermische isolatie veel meer aandacht. Geavanceerde technieken en materialen - zoals HR++-glas, zonwerend isolerend glas en sterk reflecterende zonweringen - zorgden voor een nog verdere verbetering.
Oorspronkelijk bestonden de gevels uit een enkelvoudige laag, bijvoorbeeld enkelsteens metselwerk met kozijnen met een enkele beglazing (fig. 3). Door die enkele laag te veranderen in een dubbele laag met daartussen een isolerend materiaal - bijvoorbeeld een spouwconstructie met een isolatie, in combinatie met een isolerende beglazing - nam de thermische prestatie van de gevel sterk toe.

3. Ontwikkeling van de gevel; enkelvoudig - dubbel - tweede huid façade

Gevels met veel en grote transparante delen versterken het contact tussen binnen en buiten. Dit contact ervaren mensen over het algemeen als prettig. Om die reden krijgen gebouwen steeds vaker een gevel met veel glas. Dat leidt er echter wel toe dat de zoninstraling toeneemt en dat daardoor de temperatuur in de ruimte stijgt. Bovendien wordt de hoeveelheid daglicht in de ruimte ook groter, waardoor de kans op hinder door verblinding toeneemt.
Licht- en zonwering worden zodoende steeds belangrijker. De zonwering is het meest efficiënt aan de buitenzijde van de gevel, maar staat dan wel bloot aan weersinvloeden. Buitenzonwering is daarom onderhoudsgevoelig en kostbaar. Hoge gebouwen hebben om die reden vrijwel nooit buitenzonwering.

1.1 Actieve gevel

Een gevel van een gebouw heeft doorgaans als primaire taak om het binnenklimaat van het buitenklimaat te scheiden. Vaak ook is de gevel het 'visitekaartje' voor de eigenaar of voor de gebruiker. Immers de uitstraling van een gebouw hangt sterk af van de gevelindeling en van de gekozen materialen.
Wanneer de scheidende functie van de gevel betrekking heeft op het weren van wind, water, vocht, koude, warmte, geluid, ongedierte én ongewenste bezoekers dan noemen we dat een passieve gevel.
Wanneer in de gevel tevens een deel van de luchtbehandelinginstallatie van het gebouw is opgenomen, dan is er sprake van een actieve gevel.

Een actieve gevel heeft dus een gevelconstructie, respectievelijk een installatie, waarmee het binnenklimaat wordt beheerst. Het ontwerp van de gevel (zoals glaskeuze, zonwering, lichtwering, ventilatie van de spouw en een luchtbehandelinginstallatie) is zodanig dat het binnenklimaat actief kan worden beïnvloed. Actieve gevels worden onderscheiden in:

  • klimaatgevels;
  • tweede huid façades.

Een klimaatgevel bestaat uit een buitengevel met isolatieglas, een spouw met zonwering en een binnenraam met een enkele beglazing, waarbij de spouw mechanisch wordt afgezogen. Dit type gevel wordt in deze publicatie niet verder besproken. Zie de literatuur voor meer informatie.
Bij een tweede huid façade is de buitenhuid een glazen scherm van enkelglas, terwijl de binnengevel met isolatieglas is uitgevoerd (fig. 4). Het belangrijkste verschil met de klimaatgevel is dat er tussen de binnen- en de buitenhuid vrijwel altijd een vrij brede spouw zit (van ongeveer 0,6-0,8 m).
De tweede huid façadeis bijzonder geschikt voor een actieve gevel, omdat via de spouw lucht kan worden afgezogen. Bovendien kan in de spouw ook een lichtwering en een zonwering worden aangebracht die zo tevens worden beschermd tegen weersinvloeden.
Gelet op het complexe ontwerp van een actieve gevel - waarbij veel verschillende aspecten aan de orde komen - is een multidisciplinaire aanpak van groot belang. Het is daarom altijd noodzakelijk dat naast de architect ook de adviseurs op gebied van geveltechniek, bouwfysica en installatietechniek in een vroeg stadium worden ingeschakeld.

4. Verticale doorsnede over een tweede huid façade.

1.2 Kenmerken

Een tweede huid façade is vaak een soort 'glazen stolp' die over het gebouw heen staat. Er kunnen verschillende redenen zijn om voor deze oplossing te kiezen:

  • architectonisch: bijvoorbeeld om een historische gevel in het zicht te laten;
  • akoestisch: het beschermen van het achterliggende gebouw tegen verkeerslawaai;
  • economisch: het vergroten van de levensduur door het beperken van de veroudering van bijvoorbeeld de binnengevel en de zonwering.

Bij het ontwerp en de uitvoering van een tweede huid façade zijn veel aspecten van belang. In hoofdstuk 2 wordt nader ingegaan op onderwerpen zoals zonwering, ventilatie, condensatie, constructieve aspecten en de toe te passen glassoorten. In hoofdstuk 3 komen enkele onderwerpen aan de orde die met de uitvoering te maken hebben, zoals toleranties en de montage.

Renovatie
Bij een tweede huid façade blijft de structuur en de opbouw van de eerste huid (de binnengevel) zichtbaar.

Deze oplossing is daarom uitermate geschikt om historische gevels te beschermen tegen luchtvervuiling en de invloed van bijvoorbeeld zure regen. Wel moet worden bedacht dat door de spiegeling van de glazen huid de structuur van de binnengevel minder goed zichtbaar wordt (fig. 5).
Een belangrijk kenmerk van de tweede huid façade is dat gevelmaterialen die gevoelig zijn voor weersinvloeden - zoals geschilderd of gebeitst hout - hierdoor weer goed in de binnengevel kunnen worden toegepast. De buitenhuid van de gevel beschermt ze immers tegen het klimaat. Voorbeelden hiervan zijn het SAS Radisson Hotel in Warschau met houten louvredeuren in de binnenhuid (fig. 6) en het kantoorgebouw van ING en het WTC, beide in Amsterdam-Zuid. In het ING-gebouw zitten in de binnengevel zelfs verdiepingshoge houten kozijnen met ramen en deuren (fig. 7). Deze houten delen zouden, gezien de kosten voor het onderhoud anders nooit in een kantoorgebouw zijn toegepast. De bescherming van de tweede huid façade is zodanig dat de vormstabiliteit van deze relatief grote houten gevelelementen aanvaardbaar blijft.

5. Renovatie van een bestaande gevel door er een tweede huid façade voor te plaatsen. De buitenhuid bestaat uit normaal floatglas en spiegelt sterk, zodat de binnengevel uit bepaalde hoeken nauwelijks zichtbaar is.

6. SAS Radisson Hotel in Warschau met houten louvredeuren in de binnenhuid.

7. Kantoorgebouw ING in Amsterdam met verdiepingshoge houten kozijnen met ramen en deuren in de binnengevel.

Geluidsisolatie
Een ander kenmerk van de tweede huid façade is dat hiermee de geluidsisolatie sterk wordt verbeterd. Sommige publicaties melden zelfs dat met een geopend raam in de binnengevel dezelfde geluidsisolatie wordt verkregen als met een gesloten raam in een enkelvoudige gevel!
De tweede huid façade wordt dan ook vaak toegepast bij gebouwen die naast een snelweg of een spoorbaan liggen of in de buurt van een luchthaven.

Zonwering
De zonwering wordt bij een tweede huid façade verkregen door het zonwerend glas in de buitengevel (dat is het meest efficiënt) of in de binnengevel, terwijl een lamellenzonwering in de spouw voor een verdere reductie van de zoninstraling zorgt. Zowel de binnengevel als de lamellen zitten 'binnen' en verouderen nauwelijks door invloeden van weer- en wind.

1.3 Verschijningsvorm en functioneren

Een gebouw met een tweede huid façade heeft vrijwel altijd een glazen huid, die doorgaans slechts op een beperkt aantal punten aan de achterconstructie is bevestigd. Door het toepassen van slanke stalen (of aluminium) bevestigingen blijft de binnengevel toch goed zichtbaar (fig. 8).
Het glas wordt meestal aan de achterconstructie bevestigd met een geschroefde verbinding (fig. 9). Daardoor blijft de buitenhuid van de gevel volledig vlak en kan er weinig vuil aan blijven hechten.
Vaak zijn er in de gevel ventilatieroosters geïntegreerd om de aan- en afvoer van de lucht in de spouw te reguleren (fig. 10).
De roosters en de beglazing kunnen aan de vloeren in de spouw worden bevestigd. Voor verdiepinghoge ruiten die niet vierzijdig zijn opgelegd is dan vaak nog een extra ondersteuning van de ruit nodig (fig. 11). Zonder deze extra bevestiging moet het glas aanzienlijk dikker worden.

8. Slanke bevestigingsconstructies zorgen voor een maximaal zicht op de binnengevel.

9. Geschroefde verbinding van de glazen panelen.

10. Voor de aan- en afvoer van lucht in de spouw zijn de ventilatieroosters hier geïntegreerd in de tweede huid.

11. De verdiepinghoge ruiten krijgen hier halverwege een extra steunpunt.

Een tweede huid façade biedt de mogelijkheid om van passieve zonne-energie te profiteren. Door bezonning wordt de lucht in de spouw tussen de glazen buitenhuid en de binnengevel verwarmd. De niettransparante oppervlakken in de spouw absorberen de directe en indirecte zonnestraling. Deze warmte wordt aan de spouwlucht afgegeven.
In de zomersituatie ontstaat een sterke warmteaccumulatie in de spouw. Deze warmte dringt ook door tot in de kantoorruimte. De temperatuur in de kantoorruimte wordt nog extra verhoogd door de interne warmtelast, de warmteafgifte van apparatuur, de verlichting en de aanwezige personen. Zonwering in de spouw en ventilatie van de spouw - al dan niet in combinatie met een luchtbehandelingsinstallatie - compenseren deze effecten.