Slimme beglazing en dynamische gevels: hoe kunnen we glas inzetten om de energetische prestaties te verhogen?

Wat is slimme beglazing?

Meer dan een jaar geleden kondigde Etienne Clinquart, CEO van Groven+, in Close Up News al aan dat hij veel verwachtte van dynamische gevels. Volgens hem zouden gevels die interageren met hun omgeving een sleutelrol kunnen vervullen in de optimalisatie van de energieperformantie van gebouwen en het onder controle houden van het binnenklimaat. Het idee van dynamische gevels is niet nieuw, vertelt hij. Denk aan oude vouwluiken, die bij traditionele boerderijen al dienst deden als thermische buffer. Ze hadden wel wat weg van de huidige dubbele gevels.

Hoewel de hedendaagse oplossingen een uitgesproken hoogtechnologisch karakter hebben, blijft het principe overeind: dynamische gevels zijn gevels die kunnen reageren op de omgeving zodat de energieconsumptie op de wijzigende omgevingsomstandigheden kan worden afgestemd. Glasproducenten bedachten dat het glas hier ook een rol in te spelen had, en investeerden de voorbije jaren sterk in de ontwikkeling van slim, interactief glas. De evoluties op vlak van slimme beglazing zullen volgens Etienne Clinquaert de komende jaren ook een grote impact hebben op het ontwerp van de profielsystemen en het werk van de installateur.

Wanneer traditionele oplossingen niet volstaan

“Kort samengevat is het zo dat dynamisch of interactief glas zich aanpast aan de zoninval om het risico op oververhitting en storende lichtinval in een gebouw te minimaliseren”, vertelt hij. “Om dit tegen te gaan, gebruikt men vandaag vaak gemotoriseerde screens of andere vormen van in de gevel geïntegreerde buitenzonwering. Deze hebben voor- en nadelen, en hoewel het in veel gevallen een prima oplossing is, zijn er ook omstandigheden die zich er minder toe lenen. Bij torenbouw kunnen de windsnelheden bijvoorbeeld te hoog oplopen waardoor de screens intrekken op momenten dat ze echt nodig zijn. Een screen op grote hoogte monteren is ook allesbehalve evident en het overbruggen van gigantische glaspartijen evenmin.”

“Men kiest dan vaak voor dubbel geventileerde gevels, die opgebouwd zijn uit twee wanden die doorgaans voornamelijk uit glas bestaan, en die van elkaar gescheiden zijn door een geventileerde spouw. De breedte van de spouw kan gaan van een tiental centimeter tot meer dan een meter en de spouw herbergt meestal een gemotoriseerde zonnewering. Het is een goede, maar geen goedkope oplossing en het is geen sinecure om de klimaatbeheersing in de spouw op punt te stellen. Om die problemen op te vangen, ontwikkelden glasproducenten de voorbije jaren glas dat de functie van zonwering kan overnemen. Met een variabele zonnetoetredingsfactor of g-waarde gaat slim glas oververhitting in de zomer tegen, zodat eigenaars niet naar actieve koeling moeten grijpen en ook zonder raamdecoratie het daglicht en de privacy kunnen regelen.”

Met slim glas kan je storende lichtinval en oververhitting vermijden

©Groven+ - Met slim glas kan je storende lichtinval en oververhitting vermijden

Verschillende procedés in ontwikkeling

Interactief glas wordt nog niet breed toegepast en bevindt zich eerder in een experimentele fase. Er zijn verschillende oplossingen op de markt, die variëren in de manier waarop ze interageren met het zonlicht:

1. Via elektrochromie: sensoren in het glas meten de sterkte van het zonlicht en zorgen ervoor dat het glas verduistert wanneer het zonlicht een bepaalde drempel overschrijdt.
2. Thermisch: wanneer de ruit onder invloed van het zonlicht te sterk opwarmt, zal deze verduisteren.
3. Chemisch: net als bij meekleurende brilglazen verkleurt het glas als reactie op veranderde UV-straling.

“Elk procedé heeft zijn voor- en nadelen”, vertelt Etienne Clinquart. “Elektronisch gestuurd glas beantwoordt het best aan alle noden, maar het is meteen ook het duurste. Een nadeel van glas dat reageert op warmte is dan weer dat het op zonnige winterdagen niet snel zal verkleuren, terwijl de lichtinval dan evengoed storend kan zijn.”

Er werd ook glas ontwikkeld dat op andere energetisch interessante manieren interageert met het zonlicht. “Er kunnen fotovoltaïsche cellen in geïntegreerd worden, die het zonlicht in energie omzetten. Hetzelfde effect kan ook bereikt worden met bepaalde coatings. Het is nog toekomstmuziek, maar het zou natuurlijk een droom zijn als we beide principes kunnen combineren in één ruit.”

Gare Maritime: industrieel monument krijgt hypermoderne gevel

Gare Maritime werd in de beginjaren van de 20^ste eeuw gebouwd. Het was wereldwijd een van de belangrijkste knooppunten voor de internationale handel, met naast verschillende treinsporen ook verschepingskaaien, depots en een douanekantoor. Het kolossale gebouw is 280 meter lang, 140 meter breed en 24 meter hoog en bestaat uit drie grote en vier kleinere hallen. Met zijn ingenieuze staalstructuur en talrijke ornamenten in art-nouveau stijl getuigde het van een sterk staaltje vakmanschap.

Toen het gebouw zijn economische functie verloor, raakte het echter in verval. Vastgoedbedrijf Extensa ging de uitdaging aan en besloot het gebouw grondig te renoveren en een hedendaagse functie te geven. Architect Jan De Moffarts en Bureau Bouwtechniek kregen de opdracht om in een eerste fase de industriële ruïne in ere te herstellen. De staalstructuur, gevels en daken moesten grondig gerenoveerd worden. Dit hield ook de integratie van nieuwe elementen in, de hallen moesten immers voldoen aan de hedendaagse normen op vlak van ventilatie, luchtdichtheid en brandwerendheid. Om dit te realiseren, werden 400 m² mechanisch gestuurde ramen geïntegreerd in de gevel en 1.200 m² in het dak.

Door de winkels en kantoren in de uiterste hallen onder te brengen, ontstond er een grootse centrale boulevard

Extensa - Door de winkels en kantoren in de uiterste hallen onder te brengen, ontstond er een grootse centrale boulevard

De staalstructuur, gevels en daken moesten grondig gerenoveerd worden

Extensa - De staalstructuur, gevels en daken moesten grondig gerenoveerd worden

Dynamisch glas installeren betekent ook heel wat kabels en connectoren wegwerken

Groven+ - Dynamisch glas installeren betekent ook heel wat kabels en connectoren wegwerken

Extensa -

Extensa -

Extensa -

Extensa -

In de kantoorruimtes zorgt slim glas ervoor dat storende lichtinval en oververhitting geen kans krijgen

Groven+ - In de kantoorruimtes zorgt slim glas ervoor dat storende lichtinval en oververhitting geen kans krijgen

Overdekte stad in de stad

Neutelings Riedijk architecten namen de tweede fase van het project voor hun rekening. Ze kregen de opdracht om 30.000 m² kantoorruimte en 15.000 m² commerciële ruimte op een aantrekkelijke manier te integreren in het monumentale gebouw. Ze kozen ervoor om deze onder te brengen in twaalf compacte gebouwen aan de randen van de uiterste hallen, waardoor de middelste hallen volledig vrij konden blijven. Op die manier ontstond er een majestueuze centrale boulevard, omzoomd door bomen en planten. Vijf dwarsstraten en pleintjes maken de ‘overdekte stad in de stad’ compleet.

De nieuwe volumes zijn volledig in kruislaaghout (CLT) gebouwd, waarmee Gare Maritime meteen ook één van de grootste houtconstructies in Europa is. De winkelruimtes bevinden zich telkens onderaan in de gebouwen met daarboven kantoren. De paviljoenen staan volledig los van de stalen kolomstructuur, zodat deze goed zichtbaar blijft, maar sluiten wel aan bij de zijgevels en gaan tot aan de nok van de hallen. Een technische uitdaging aangezien hout en staal op een volledig andere manier gaan uitzetten.

Gare Maritime is naast een architecturaal hoogstandje ook een toonbeeld van duurzaamheid: het energieneutrale gebouw is opgetrokken uit ecologische materialen en uitgerust met allerhande innovatieve en duurzame technieken. Het behaalde dan ook de hoogst mogelijke BREEAM-rating ‘outstanding’ en vervult daarmee een voorbeeldfunctie voor andere projectontwikkelaars.

Oververhitting vermijden

Toen de gevel in de eerste fase gerenoveerd werd, stond het als een paal boven water dat de stalen structuur en enorme glaspartijen behouden zouden blijven om de uitstraling van het gebouw te vrijwaren. De hoeveelheid licht en warmte die het gebouw binnenstroomt, moest wel voldoende gecontroleerd kunnen worden. Een deel van de glaspartijen werd daarom uitgerust met doekzonwering, die Renson speciaal voor dit project op maat maakte. Twee enorme screens van 6 meter werden gebruikt om de 12 meter brede stalen draagstructuur en de even brede raampartijen helemaal te coveren. Ook voor de installateur was het een huzarenstukje; hij moest de screens op 13 meter hoogte bevestigen.

Om in de kantoorruimtes storende lichtinval en oververhitting te vermijden, ging Extensa op zoek naar een andere innovatieve oplossing en de projectontwikkelaar vond deze in de Halio van AGC. Elektrische impulsen zorgen ervoor dat het glas een donkere tint kan krijgen zodat de warmtetransmissie en de lichtschittering vermindert. Op zijn donkerst laat het glas slechts 3% van het licht en 5% van de warmte door. De beglazing is uitgerust met programma’s die rekening houden met de klimatologische omstandigheden, het uur en de positie van de zon. De slimme beglazing kan ook worden bestuurd met een afstandsbediening of een app op een smartphone.

Uitdagende montage

Groven+ nam de installatie voor zijn rekening. “Het was het eerste project van deze omvang met dit type beglazing en zoals bij nieuwe ontwikkelingen altijd het geval is, waren er wel wat uitdagingen te overwinnen. De enorme hoeveelheid kabels en connectoren netjes en volgens de regels van de kunst inwerken, was allesbehalve evident, temeer omdat de beslissing om slim glas te integreren pas na de renovatie van de gevel werd genomen. Het stalen gevelsysteem werd aangepast om alle elektronische componenten te kunnen herbergen."

"Profielfabrikanten bekijken momenteel hoe ze hun profielen kunnen en moeten aanpassen om dit slimme glas optimaal te kunnen monteren. Het heeft ook architecturale implicaties. Elk glaselement is uitgerust met een kabel en een connector. Een groot aantal kleine ruiten stelt je voor veel meer uitdagingen dan enkele grote glaspartijen. We ondervonden het zelf in Parijs, waar we recent de appartementen in een nieuw wooncomplex van interactief glas hebben voorzien. Dat waren heel wat individuele ruiten met bijhorende kabels en connectoren. Als uitvoerder heb je best voldoende kaas gegeten van het luchtdicht afwerken van doorvoeren, want met elke kabel die je doorvoert, riskeer je luchtlekken in de gebouwschil. Wie ramen plaatst, is geen elektricien, maar moet er plots wel voor zorgen dat de geleiding correct verloopt en dat individuele kabels op de juiste plaats samenkomen. Het vraagt dus bijkomend denkwerk, overleg en een goede coördinatie. Je krijgt er als installateur een extra verantwoordelijkheid bij.”