Hybride gebouwen als antwoord op COVID-19

“Een tijd geleden onderzochten we in Den Haag tien scholen op onder andere de luchtkwaliteit. De natuurlijk geventileerde school uit 1915 kwam als beste uit de bus”, vertelt Atze Boerstra. “Iedereen zet tegenwoordig in op mechanische ventilatie, maar er wordt vergeten wat bouwkundige maatregelen zoals hoge platfonds kunnen doen”, reageert Aldo Vos. Voor de luchtkwaliteit in binnenruimtes is vooral de mate van ventilatie bepalend, een veel besproken onderwerp nu COVID-19 rondwaart en steeds duidelijker wordt dat aerosolen ook een rol spelen in de verspreiding ervan. Zo moesten scholen in het primair en voorgezet onderwijs uiterlijk 1 oktober aan minister Slob, hun personeel en leerlingen laten weten of de ventilatie op orde is. Maar ook voor verpleeghuizen, ziekenhuizen, kantoren en horeca is dit belangrijk. Met een CO2 meter voor hun neus ga ik met beide heren op meer dan 1,5 meter afstand in gesprek over welke kansen en uitdagingen dit voor architecten met zich meebrengt.

“Ik heb deze vergaderruimte persoonlijk nagemeten”, vertelt Atze Boerstra. Dan kan het niet anders dan in orde zijn. Hij is naast feelgood-building specialist, managing director bij ingenieursbureau bba binnenmilieu, partner bij DGMR en coördinator van de taskforce corona en installatietechniek van o.a. TVVL & ISSO. Ook is hij betrokken vanuit de groep ‘Beyond 1,5 m Science’ bij een onderzoek van de TU Delft naar de verspreiding van aerosolen binnenshuis en de maatregelen die genomen kunnen worden om deze verspreiding te verminderen. “We weten er nog niet alles over, maar er zijn veel aanwijzingen dat aerosolen een rol spelen in de overdracht van COVID-19, vooral in kleinere, slecht geventileerde ruimten. Daarnaast heb je een bepaalde dosis van het virus nodig om besmet te raken. De duur van het contact, de tijd dat je in dezelfde ruimte zit met iemand die geïnfecteerd is, telt ook mee.” 

Hoge duurzaamheid gecombineerd met natuurlijke ventilatie

Twee dagen nadat de verscherpte maatregelen door het kabinet bekend zijn gemaakt, ontmoet hij Aldo Vos in het – nagenoeg lege – kantoor van DGMR. Aldo heeft als architect en partner bij Broekbakema in verschillende ontwerpen onderzocht hoe een hoge duurzaamheid te combineren is met natuurlijke ventilatie, zoals voor de Brede School in Lisse en de Energy Academy Europe in Groningen. “Duurzaamheid is lange tijd gericht geweest op het terugbrengen van het energieverbruik. Maar dat is een beperkte blik. Duurzaamheid gaat ook over de gezondheid en de veiligheid van de gebruikers en over het toepassen van natuurlijke materialen in je gebouwen.”

De beginselen van de Woningwet

Atze knikt instemmend en zegt: “De onderlegger van het Bouwbesluit, De Woningwet, is in 1901 in het leven geroepen omdat een aantal welgestelde, invloedrijke Nederlanders zich druk gingen maken om de erbarmelijke woonomstandigheden van armen. De gezondheid van mensen stond centraal in de eerste versie van die Woningwet. De hele wet was gestoeld op het beperken van infecties, denk bijvoorbeeld aan Cholera, en de overdracht ervan. Veilig drinkwater, goed functionerende riolering, voldoende daglicht en ‘last but not least’ schone lucht waren de kernpunten indertijd.”

Liften als bottleneck

Aldo kaart aan dat veel kantoren momenteel onbruikbaar – en dus niet coronaproof – zijn omdat mensen de lift niet mogen gebruiken, zoals in het kantoor van de Gemeente Rotterdam. “Die gebouwen staan nu een jaar – of misschien zelfs langer – leeg. Dit betekent dat de bottleneck niet eventuele slechte lucht aanvoer, maar ook de manier waarop verkeersstromen zijn georganiseerd. Gebouwen met een trappenlandschap georganiseerd rond atria, zijn veel minder kwetsbaar. Enige nadeel is dat je niet 100 meter hoog kunt bouwen.”

Gebouwen met een trappenlandschap georganiseerd rond atria, zijn veel minder kwetsbaar

De trein als horizontale lift

“Voor mij is het liftgebruik in relatie tot het bestemmingsgevaar een non-issue”, reageert Atze resoluut. “Een paar weken geleden kwam iedereen nog met de trein naar kantoor. De trein is net een horizontale lift gezien de vergelijkbare ventilatievoud, maar waar je veel langer in zit. Is het echt zoveel gevaarlijker om een minuutje samen in de lift te staan met een mondkapje op? Ik denk het niet. Ik ga liever 2 keer heen een weer met een besmet iemand in de lift dan dat ik met diezelfde persoon een uur in een slecht geventileerde ruimte zit te vergaderen. We moeten zaken wel in onderling verband blijven zien. Maar het aantal mensen in liften enigszins beperken, bijvoorbeeld maximaal één persoon per  twee vierkante meter,  vind ik wel een goed idee.”

Eenpersoonscellen zijn het veiligst

Naast liften hebben veel kantoren open werkvloeren. Hoe veilig zijn die? Atze legt uit: “het veiligst werk je in eenpersoonscellen waarbij er geen luchtuitwisseling is tussen de cellen onderling. Het risicovolst zijn kleine kantoorkamers waar 2 à 3 personen zitten. Dan adem je acht uur lang elkaars lucht in. Anders dan ik eerder dacht blijkt het infectierisico in niet te drukbezette kantoortuinen veel kleiner te zijn, als die ruimte tenminste goed is geventileerd. Ook voor overleg geldt dat je beter in een open ruimte kunt gaan zitten of in een grote, liefst hogere, ruimte dan in een spreekkamer van acht vierkante meter.”

Het risicovolst zijn kleine kantoorkamers waar 2 à 3 personen zitten

Besmettingsrisico bij Broekbakema op kantoor

Aldo vertelt dat ze bij Broekbakema afgelopen maanden in zo’n open kantoor bijna vier meter uit elkaar zaten. “Voor mijn gevoel lopen we het meeste risico in het toilet en rondom het koffiezetapparaat. We vragen ons nu af of we een mondkapje moeten dragen zodra we van onze werkplek afgaan.” Atze antwoordt: “De enkele minuten dat je even wat dichterbij elkaar staat of elkaar passeert, is geen groot besmettingsrisico. Mocht iemand geïnfecteerd zijn, dan is de duur dat je aan het virus wordt blootgesteld zo kort, dat de kans klein is dat je zelf wordt besmet. Aangenomen dat mensen thuis blijven bij klachten en dat ze frequent, dus ook op kantoor, de handen blijven wassen. Maar het toilet is mogelijk een ander verhaal. Dat is vaak een slecht geventileerde kleine ruimte waar mensen zich soms langer bevinden.”

Het buitenklimaat binnen nabootsen

Ondertussen zien we de CO2 meter op de vergadertafel continu verspringen. De waardes liggen tussen de 490 en 520. Om elkaar op dit moment in een vergaderruimte veilig te spreken moet de CO2-concentratie onder de 800 ppm liggen, maar bij voorkeur onder de 600 ppm. Buiten ligt de concentratie meestal tussen de 420-430 pmm. “Maar op de natte veengronden waar ik dit weekend was, sloeg de meter buiten zelfs boven de 450 uit. De buitenconcentratie verschilt dus ook van plek tot plek”, voegt Atze toe. “Uiteindelijk ben ik als architect continu bezig om in onze gebouwen een binnenklimaat na te bootsen dat alle eigenschappen heeft van buiten. Ik wil zoveel mogelijk natuurlijk daglicht in ons gebouwen, net als frisse buitenlucht”, zegt Aldo.

Mechanische ventilatie gecombineerd met natuurlijke ventilatie

“Als het gaat om de luchtkwaliteit en alleen inzetten op natuurlijk ventileren wens ik je veel succes”, reageert Atze met een cynische ondertoon. “An sich ben ik een voorstander van natuurlijke ventilatie, maar vooral in ruimtes waar je geregeld langere tijd met veel mensen bij elkaar zit, denk aan vergaderruimten en klaslokalen, is het vaak beter om in te zetten op beide: mechanische ventilatie voor de basisventilatie plus aanvullend een spuiventilatie mogelijkheid met te openen ramen. “ Hij vervolgt: “Hier in deze goed geventileerde vergaderruimte waarin twee ramen op een kier staan is het ventilatievoud iets van 20, wat betekent dat de lucht in deze ruimte 20 keer per uur volledig wordt vervangen door frisse buitenlucht. Ter vergelijking: in een studentenkamer waar een feestje wordt gehouden met alle ramen dicht vanwege geluidsoverlast is de ventilatievoud misschien maar 0,3, terwijl je buiten zelfs bij weinig wind zo op een ventilatievoud van 1.000 of meer zit. De kans om buiten besmet te raken is niet voor niets zo klein.”

Vooral de hoogte van ruimtes beperken het besmettingsrisico

Ventilatievouden opkrikken

“En de reactie van de bouwbranche is vervolgens om nog meer mechanisch te ventileren. Het liefst zonder te openen ramen, want die verstoren ‘het systeem’ alleen maar”, verzucht Aldo. “Ventilatievouden krikken we op met installaties in plaats van met bouwkundige maatregelen. Maar vooral de hoogte van ruimtes beperken het besmettingsrisico. Meer kuubs bouwen is niet alleen gezonder, maar levert ook prettigere verblijfsruimtes op. Dubbel winst dus. Maar lokalen van 3,5 meter hoog zijn te duur. De klaslokalen gebouwd in het begin van de vorige eeuw waren soms zelfs 4,2 meter hoog. Gemiddeld genomen is de lucht in het lokaal dan minder vuil.” Atze: “En ze hadden vroeger op school slimme kiepramen bovenin die tochtvrij open konden dankzij zijschotten. Daardoor konden ze goed spuien als het nodig was.”

Openluchtschool

Atze vertelt over een openluchtschool in Brussel waar de buitenlucht aan alle kanten door het lokaal stroomt. In de winter zitten de kinderen met skipakken aan in de klas. “Op het weer kun je je heel goed kleden. Wel zitten ze in een parkachtige omgeving, zodat ze niet te veel worden afgeleid door het omgevingsgeluid.” Sowieso is er bij onze zuiderburen meer aandacht voor het belang van ventilatie tijdens pandemieën, net als in Duitsland. Aldo: “Elke school in België moet een overdekte buitenruimte hebben. Hierdoor kun je ook naar buiten als het regent of de zon hard schijnt. In Nederland heb ik dit nog nooit in het programma van eisen zien staan, terwijl het voor de kinderen veel beter zou zijn als dit wel het geval is.”

Toekomstperspectief

“Die link tussen infectieziekten en bouwen is er al sinds mensenheugenis. Ik denk dat de Romeinen anders gingen bouwen toen ze erachter kwamen hoe belangrijk goede hygiëne is. Ook werden de kerken en kathedralen van Europa juist in tijden van pestepidemieën steeds hoger. Misschien wel om de rijke inwoners van de stad tijdens kerkdiensten te beschermen tegen de ziekten die de ‘paupers’ achterin de kerk verspreiden? Nu hoop ik ook dat COVID-19 tot gezondere gebouwen leidt”, zegt Atze. Aldo is deelt zijn hoop, maar is ook cynisch. “Je zag afgelopen maanden al hoe snel we waren vergeten waarom we afstand tot elkaar moeten houden. Ik denk dat zodra er een medicijn of vaccinatie is, we overgaan tot de orde van de dag. Helemaal in de trage bouw.”

Installaties met een COVID-stand

“Maar wat doen we als het volgende virus komt?”, vraagt Atze zich af. “Hoe mooi zou het zijn als we gebouwen kunnen maken die een bepaalde virusintelligentie hebben. Ik stel voor dat we installaties voorzien van een knop die normaal op de neutrale of eco stand staat, maar als er infectieziekte uitbreekt in een ‘COVID/influenza’ stand wordt gezet. Dan ga je meer ventileren en schakelt het systeem naar 100% buitenlucht  en geen recirculatie. Dit kost meer energie, maar de luchtkwaliteit gaat erop vooruit en dus de intrinsieke veiligheid van het pand.” Installatietechnisch ziet hij vooral bij nieuwbouw geen probleem: “je moet regeltechnisch het een en ander toevoegen, de luchtbehandelingskasten iets overdimensioneren en zorgen voor genoeg spuicapaciteit.” Het is volgens hem een misvatting dat natuurlijke en mechanische ventilatie niet samengaan. Hij ziet het zelfs als noodzakelijk: “persoonlijke beïnvloeding van het binnenklimaat is doorslaggevend of mensen zich er wel of niet prettig voelen. Juist de combinatie is sterk.””  

Het is een misvatting dat natuurlijke en mechanische ventilatie niet samengaan

Dynamisch ruimtegebruik

Aldo reageert dat deze dynamische manier van ventileren ook toepasbaar is op het ruimtegebruik in een gebouw. Wanneer er een virusziekte als COVID-19 uitbreekt heb je meer ruimte nodig. Een gebouw met meer dan genoeg ruimte, is het entreegebouw van The Energy Academy. “De 1000 m2 onderwijsruimtes hebben we ondergebracht in geklimatiseerde doosjes. De ruimte eromheen wordt slechts van buiten gescheiden door een klassengevel die zo lek is als een mandje, maar wel een restruimte oplevert die twee keer zo groot is dan normaal. In de zomer staan de grote deuren open en is fungeert het als een overdekt voorplein en in de winter is het een verwarmde kas.” Een dergelijke extra ruimte ziet hij ook als welkome toevoeging aan verpleeghuizen. “Die gebouwen zijn altijd klein, donker en slecht geventileerd en hebben nood aan extra ruimte waar de inwoners elkaar en hun bezoek veilig kunnen ontmoeten. Een kas of een wintertuin zou geweldig voor ze zijn.”

Het toekomstperspectief van beide heren is helder: ”hybride gebouwen en installaties die met de omstandigheden meebewegen, of dat nou de seizoenen zijn of een virusuitbraak.“

Dit interview is geschreven in opdracht van de BNA AcademieBekijk hier ook het actuele cursusaanbod.