Met The Natural Pavilion laat een consortium van bijna 20 Nederlandse bedrijven zien dat het nu al mogelijk is om op industriële schaal volledig circulair, biobased, energieneutraal en in nauwe samenhang met de natuur woningen, scholen en kantoren te bouwen. Het Rijkspaviljoen is onderdeel van de Dutch Innovation Experience op de Floriade Expo 2022 in Almere.
Auteur: Loet van Bergen
De Nederlandse bouwsector staat voor een enorme uitdaging. Niet alleen is de woningnood hoog, ook zorgen CO2- en stikstofuitstoot in combinatie met aangescherpte wet- en milieuregelgevingen voor grote complexiteit bij projectontwikkeling. Andere maatschappelijke uitdagingen zijn de energietransitie en de toenemende uitsluiting van de middenklasse van de markt voor koopwoningen. Daarbij heeft de branche de ambitie om in 2050 volledig circulair te zijn.
“Maar waarom wachten tot 2050?”, stelt Gerben Kuipers, oprichter van de Noordereng Groep, initiatiefnemer en ontwikkelaar van The Natural Pavilion. “Met het door ons consortium ontwikkelde HoutKern Bouwmethode bewijzen we dat we nu al aan de klimaatambities van 2050 kunnen voldoen. Op de Floriade laten we zien dat er nu al genoeg oplossingen voorhanden zijn voor belangrijke maatschappelijke ontwikkelingen, waaronder het energie-, grondstoffen- en woningtekort, verduurzaming van de landbouw, herstel van de biodiversiteit, verstedelijking en klimaatadaptatie. Met het Natural Pavilion, dat aansluit op het Growing Green Cities Floriade-thema, willen we bezoekers inspireren hoe we als samenleving natuur inclusief wonen, leven en werken kunnen vormgeven”, aldus Kuipers.
Buiten en tegen de gevel groeien inheemse beplantingen aansluitend op de aanwezige flora en fauna in Flevoland. De beplanting zuivert water en lucht, faciliteert biodiversiteit, houdt hemelwater vast en slaat stikstof en CO2 op.
Het paviljoen is vrijwel geheel opgebouwd uit biobased materialen en is een opeenstapeling van innovaties. Zo laat het paviljoen de mogelijkheden zien van de toepassing van groen in de woon- en werkomgeving (zelfs bij gestapelde bouw tot 80 meter hoog), nieuwe vormen van regenwateropvang, duurzame funderingsoplossingen, een optimaal gebruik van natuurlijk daglicht, natuurlijke ventilatie en minimaal energiegebruik. Het ontwerp toont de integratie van architectuur, constructies, bouwfysica en duurzaamheidsaspecten en is tot stand gekomen met nieuwe (digitale) ontwerptechnieken en in een nog niet eerder vertoonde manier van samenwerking in de bouw.
Het paviljoen is binnen zes maanden ontworpen en gebouwd. Het bouwconcept is eenvoudig maar ingenieus en bestaat uit twee hoofdelementen: een elegant raamwerk van houten balken van inheems hout als constructief helder casco, waarvan de modules onderling verbonden met een universele verbindingsknoop van gerecycled staal en een flexibele invulling van het raamwerk met biobased en hergebruikte materialen als CLT vloeren, biobased wanden en kozijnen met hergebruikt glas, waarmee elke gewenste ruimte kan worden gecreëerd en kan worden voldaan aan specifieke randvoorwaarden, zoals geluidstechnische of brand technische eisen.
Om The Natural Pavilion te mogen realiseren moest het bouwconsortium voldoen aan zeer strikte voorwaarden in de aanbesteding. In de allereerste plannen voor het Rijkspaviljoen is daarom al uitgegaan van 100% biobased bouwen; innovatieve en schaalbare oplossingen voor de hele markt; een circulair bouwproces met oog voor biodiversiteit; een emissieloze bouwplaats; een parametrisch ontwerp; duurzaamheidsprestaties van het hoogste niveau en de eis dat de hele business case circulair zou zijn.
Kuipers: “De uniek ontwikkelde HoutKern Bouwmethode zorgt voor een enorme besparing in CO2-uitstoot Het is een duurzame bouwmethodiek die een impactvolle bijdrage kan leveren aan de opschaling van circulair en biobased bouwen. Het is een modulair bouwsysteem bestaande uit houten balken en kolommen van douglas hout afkomstig van de Veluwe die alleen op de hoeken bij elkaar worden gehouden door gerecyclede stalen knopen.” De hoeveelheid hout die is gebruikt in de constructie van The Natural Pavilion, groeit gemiddeld in 33 minuten weer bij in het Nederlandse bos. “Dat is toch een geweldige gedachte”, vindt Kuipers.
De HoutKern Bouwmethode zorgt voor een kostenbesparing van 20%, een verkorte bouwtijd van 50% en een substantiële vermindering van emissies. Door lichte fundatie en door volledige industrialisatie, digitalisatie en hoogwaardig gebruik van biobased materialen is de milieu-impact minimaal. Ook bijna alle andere bouwproducten waarmee The Natural Pavilion is opgebouwd, zijn gemaakt van biobased materialen.
Zo zijn de binnenwanden gemaakt van (rest)materialen uit de land- en tuinbouw: stro, vlas, paprikastengels en een afwerking met houtvezeltextiel. Het Natural Pavilion kent zeer hoge duurzaamheidsprestaties met een Milieuprestatie Gebouw-score van <0,25.
The Natural Pavilion is onderdeel van het TNO-ontwikkelprogramma om emissieloos bouwen te versnellen. TNO heeft met een aantal experts bijgedragen aan deze innovaties, onder andere voor digitalisering en materialisatie van het paviljoen.
Parametrisch ontwerpen zijn toegepast om het ontwerp te optimaliseren op het gebied van architectuur, constructies, bouwfysica en duurzaamheid. Een voorbeeld hiervan is de koppeling met de parametrische Milieu Impact Monitor waardoor real-time op basis van ontwerpdata de CO2-footprint van de gebouwconstructie is berekend.
Het gebouw is voorzien van de meest duurzame innovaties. Zo laat het de mogelijkheden zien van het toepassen van groen in de gebouwde/gestapelde toekomstige woon- en werkomgeving, nieuwe vormen van regenwateropvang, optimaal gebruik van natuurlijk daglicht, ventilatie en minimaal energiegebruik.
Voor het opwekken van energie zijn er op het dak van het The Natural Pavilion twaalf vlakken van elk 9 m2 PV-panelen geplaatst. Het zijn zogenoemde ‘glas-in-glas’-panelen: ze wekken energie op, maar laten ook daglicht door. Verder zijn op het terrein van The Natural Pavilion twee tulpvormige windturbines geplaatst. Met de opgewekte energie wordt de klimaatinstallatie beheerd, middels de aansturing van de dakramen en lamellen in de gevel. De benodigde energie wordt continu berekend op basis van wind, zonintensiteit, luchttemperatuur en luchtkwaliteit.
Op het gebied van waterbeheer laat The Natural Pavilion verschillende voorbeelden zien hoe je water in, op en rondom het gebouw kan beheersen. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van begroeiing, wateropvang, water hergebruik en een regeling die zorgt voor water op voorraad of juist ruimte voor water dat gaat vallen.
De opvang van het water vindt plaats in een aantal simpele leidingen onder het gebouw die uitmonden in een centrale put. In deze put zit de slimme regeling, die bijhoudt hoeveel water er in het opvangsysteem zit en hoeveel ruimte er nog is voor het opvangen van nog meer water. Normaal wordt al het water bewaard voor gebruik later.
Maar wanneer de weersverwachting aangeeft dat er veel regen gaat vallen in de aankomende dagen, wordt het water (deels) geloosd. Bij het lozen stroomt het water in dit geval in een deel van de tuin voor het gebouw dat mag overstromen. Daar kan het langzaam infiltreren of, bij heel veel water, overlopen naar een naastgelegen perceel waar nog meer opvangcapaciteit is. Het opgevangen water wordt in tijden van droogte ophoog gepompt, het gebouw in. Daar worden de tanks, een soort platte regentonnen die in het gebouw hangen, gevuld. Dit water wordt gebruikt voor het bevloeien van de planten.
Het systeem maakt gebruik van eenvoudige materialen en al bestaande technieken. Maar waar bestaande technieken meestal zijn gericht op het snel mogelijk afvoeren van het water, door infiltratie of lozing, wordt nu ingezet op het bewaren en het eenvoudig bruikbaar maken van het water voor later. Omdat het water onder het gebouw wordt opgeslagen, waar het koel en donker is, blijft de waterkwaliteit goed. Ook na een lange periode van bewaren kan het nog worden gebruikt voor bevloeiing van de planten.
The Natural Pavilion is ook een platform voor duurzame innovaties in de installatietechniek waarvan het concept is ontwikkeld door HE-adviseurs in Rotterdam. Al vanaf de eerste schetsen is de installatietechnische lat hoog gelegd: het tentoonstellingspaviljoen is zeer energiezuinig, praktisch energieneutraal.
Omdat de bezoekers van The Natural Pavilion voortdurend in en uit lopen en er voor een relatief korte tijd verblijven, is gekozen om een zogenoemd ‘binnen-buiten-klimaat’ te creëren: wel behaaglijk, maar niet geklimatiseerd. Met zo weinig mogelijk technologie (low-tech) worden natuurlijke processen ingezet om het klimaat te reguleren: hierdoor is er nauwelijks energie nodig om het paviljoen te koelen of verwarmen. Het ontwerp van het paviljoen is hierop afgestemd: de compacte bouwvorm, de gunstige oriëntatie ten opzichte van de zon en de zonwerende houten lamellen aan de gevel zijn hier een voorbeeld van.
Een tweede uitdaging was om zoveel mogelijk biobased installatiematerialen en/of herbruikbare materialen of reeds gerecyclede materialen en producten toe te passen. Zo zijn de kabels van de installatie geplaatst in een biobased materiaal. Normaal is dit van metaal, maar bij toepassing van dit materiaal in The Natural Pavilion zou dit een coating nodig hebben om roestvorming te voorkomen. Deze coating maakt recycling lastig en energie-intensief.
Daarom is voor de kabelgoten gezocht naar een andere oplossing in de vorm van biobased plaatmateriaal, waarvan de grondstoffen komen uit reststromen van de agri- en tuinbouw. Het plaatmateriaal wordt middels thermolassen tot kabelgoten gevormd. Zo zijn in feite voor alle onderdelen van de installatie biobased alternatieven gezocht.
De derde uitdaging voor het installatieconcept betrof de losmaakbaarheid in de toekomst: na de Floriade Expo wordt het paviljoen gedemonteerd en elders (en eventueel in een andere configuratie) opnieuw opgebouwd. Want na de Floriade wordt het paviljoen gedemonteerd om vervolgens gedurende drie jaar lang in verschillende Nederlandse natuurgebieden dienst te doen als expositieruimte en filmtheater. Na 2025 worden delen van het Rijkspaviljoen gebruikt voor de nieuwbouw van de FlevoCampus, het kennisinstituut dat helpt oplossingen te creëren voor stedelijke voedselvraagstukken.
