Bioklimatische architectuur van Wioletta Sarara

Master among masters

Bioklimatische architectuur van Wioletta Sarara

Door: Jacqueline Knudsen | 19-12-2018

Overal ter wereld worden tegenwoordig vergelijkbare ontwerpmethoden en materialen gebruikt. Gebouwen zijn daardoor vaak niet geschikt voor het lokale klimaat en de leefomstandigheden ongezond. Bioklimatische architectuur kan het wooncomfort verbeteren en vervuiling en kosten verminderen. Aan de TU Delft studeerde Wioletta Sarara onlangs af op Into the Climate, een bioklimatisch ontworpen collectieve woningtypologie op een circulaire kampong in Bandung, met als eindcijfer een 9.

Traditionele architectuur over de hele wereld laat zien dat het klimaat een enorme impact heeft op het ontwerpen van gebouwen. Eeuwenlang zoeken ambachtslieden naar oplossingen om het thermisch comfort van hun woningen te verbeteren en maken hierbij zoveel mogelijk gebruik van wat de omgeving en het klimaat te bieden hebben. De resultaten bewijzen dat klimaatbewust ontwerpen met slimme maar eenvoudige technieken zeer effectief kan zijn, met weinig impact op het milieu.
Tegenwoordig is globalisering niet alleen een voordeel voor de architectuur, maar ook een probleem. Overal ter wereld worden vergelijkbare ontwerpmethoden en materialen gebruikt. Je kunt aan een gebouw vaak niet zien in welke klimaatzone het is gebouwd maar – wat belangrijker is – gebouwen zijn meestal niet geschikt voor het lokale klimaat en vereisen compensatie door middel van technologische oplossingen. Of zoals Helena Coch Roura van de Universitat Politècnica de Catalunya het formuleert: ‘Onrealistisch geloof in kunstmatige systemen leidt tot ontwerpen die geen rekening houden met het klimaat en leveren gebouwen op die zowel fysiologisch als psychologisch onherbergzaam zijn.’ Ik heb mijn afstudeeronderzoek daarom gericht op de verkenning van de bioklimatische principes van inheemse architectuur, waaruit het bioklimatisme in de loop van duizenden jaren is ontstaan en geëvolueerd. Het lijdt geen twijfel dat de meeste methoden uit het verleden niet direct kunnen worden toegepast bij hedendaagse architectuur, omdat ze niet meer voldoen aan de huidige normen van de architectuur. De bioklimatische principes kunnen echter niet alleen als les en inspiratiebron worden gebruikt, maar ook als instrument om passieve ontwerpoplossingen uit het verleden te integreren in de huidige architectuur, om nieuwe eenvoudige lowtech oplossingen voor gebouwen te ontwikkelen en om de positieve relatie met het milieu te herstellen.

Cigondewah bij Bandung, Java

Het probleem van het gebrek aan bioklimatisch ontwerpen is vooral zichtbaar in niet formeel geplande nederzettingen in hete ontwikkelingslanden. Mensen bouwen hun huizen zelf, met moderne bouwmaterialen van lage kwaliteit en minimale kennis van techniek. Tegelijkertijd kunnen ze zich geen mechanische apparaten veroorloven om hun wooncomfort te verbeteren, wat leidt tot mensonvriendelijke en ongezonde ruimten.
Ik heb me gericht op niet formeel geplande nederzettingen op West-Java in tropisch Indonesië, in het bijzonder op Cigondewah in de periferie van urbane cirkel rond Bandung. De mensen leven daar niet alleen in onveilige, slecht zelfgebouwde huizen van afvalmaterialen, maar ze wonen ook illegaal buiten het stedelijk weefsel met een gebrek aan gecentraliseerde infrastructuur. De belangrijkste problemen zijn daar geen schoon water en een open rioleringssysteem.

Problemen aanpakken

In mijn afstudeerproject ‘Into the climate’ heb ik besloten deze problemen aan te pakken door de leefomstandigheden in drie stappen te verbeteren:
1. Door gebouwen aan te passen aan en vorm te geven naar het lokale klimaat.
2. Leven in symbiose met de natuur door de kringloop van water en organisch materiaal te sluiten en zelfvoorzienend te zijn in energie.
3. Door lowtech en tektonisch te ontwerpen met natuurlijke materialen. En met die drie stappen ga ik ‘into the climate’ van Cigondewah op drie verschillende niveaus. Op mondiaal niveau door het ontwerpen van woningen die zichzelf in stand kunnen houden met behulp van duurzame en herbruikbare bouwmethoden die positief zijn voor het milieu. Op lokaal niveau door het ontwerp af te stemmen op het lokale klimaat op Java, waarbij optimaal gebruik wordt gemaakt van de lokale omstandigheden. En op microniveau door een perfect binnenklimaat te creëren voor gezonde leefomstandigheden.

Stap 1: vormgeven met het klimaat

Uit mijn uitgebreide onderzoek naar lokale architectuur in vier verschillende klimaatzones (warm-vochtig, warm-droog, continentaal en koud) heb ik een aantal principes geleerd. In een tropisch klimaat moeten de gebouwen gemaakt zijn van natuurlijke, doorlaatbare materialen, van de grond getild om overstromingen te voorkomen en extra ventilatie te bieden. Bovendien moeten ze beschikken over enorme overhangende daken die het huis beschermen tegen direct zonlicht en regen. Gangen en afsluitingen zijn ongewenst.
Het nog steeds bestaande voorbeeld van waar deze principes zijn toegepast, is Kampung Naga in Indonesië. Natuurlijk zijn lokale traditionele oplossingen niet de perfecte oplossing voor de huidige situatie: huizen hebben meer infrastructuur nodig, er wonen meer mensen per m2 en er is een constante wisseling van bewoners.
Via analyse van de windrichting in Cigondewah en de typische lokale stedenbouwkundige plannen, heb ik gekozen voor de typologie van rijtjeshuizen in blokken die loodrecht op de windrichting staan. Om de stroming van wind door het gebouw te vergroten, werden twee rijen ten opzichte van elkaar verschoven, met elkaar verbonden door muren van massieve stenen van aangestampte aarde op de plek waar de muren samenvallen. Hierdoor kon ook de hele infrastructuur in de muren worden verborgen, terwijl de luchtvochtigheid in de woningen op een comfortabel niveau werd gehouden, en er een doorlaatbare, ademende structuur tussen de muren werd gecreëerd.
Om het hele jaar door schaduw te bereiken tijdens de middag, werden de noord- en zuidgevels gekanteld naar een hoek van de zonnewende, in de winter (72o) en de zomer (60o), waardoor extra ruimte werd toegevoegd aan de hogere verdiepingen, terwijl de voorkant van het gebouw opener werd. Het dak zelf is van het vlindertype met enorme overstekken om niet alleen de verticale ventilatie te verhogen en de lucht gemakkelijker te laten ontsnappen, maar ook om regenwater op te vangen dat zo kostbaar is in dit vervuilde gebied.

Stap 2: in symbiose met de natuur: kringlopen en zelfvoorziening

Met betrekking tot het ‘oogsten’ van water is het passend om eraan te herinneren dat de traditionele inheemse nederzettingen onafhankelijk en zelfvoorzienend waren. In gebieden met een lage inkomens en gelegen buiten het stedelijk weefsel, kan het sluiten van de kringloop van water en organisch materiaal leiden tot een overvloed aan positieve oplossingen.
De eerste stap die ik in Cigondewah heb voorgesteld om de kringloop van het water te sluiten, is het creëren van kunstmatige wetlands. Het water uit de vervuilde rivier zou in de eerste fase gezuiverd kunnen worden door de aangelegde wetlands en als niet drinkbaar water naar de huizen gedistribueerd kunnen worden, terwijl het drinkwater van daken kan worden opgevangen. In een later stadium zal het grijze water gezuiverd worden in de aangelegde wetlands in de tweede fase en weer schoon terug in de natuur gebracht worden. Alle overschotten van het water in de eerste zuivering kunnen ook door de externe gemeenschap worden gebruikt. Met overschotten van het water van de tweede fase van zuivering kunnen de tuinen met eetbare gewassen worden besproeid. Tegelijkertijd kunnen de gewassen worden bemest met de meststof overgebleven uit de biogaswinning van zwart water, voedselresten en de natuurlijke stoffen uit de wetlands en gewassen.
Met het oog op het stedelijk landschap, is het ook noodzakelijk om de natuur te revitaliseren en aan te pakken. De regenwaterkanalen en de heuvels waarop de huizen zijn gebouwd beschermen de bewoners tegen overstromingen tijdens het regenseizoen. Tegelijkertijd koelt het water en de omringende vegetatie de lucht aanzienlijk af.

Stap 3: lowtech, tektonisch ontwerp met natuurlijke materialen

Planten die op de aangelegde wetlands worden geteeld, zuiveren niet alleen het water, maar leveren ook bouwmaterialen voor de gemeenschap. De meeste materialen kunnen ter plaatse worden gevonden of kunnen mensen krijgen tegen een aanzienlijk lagere prijs door ruiling.
|De hoofdconstructie zelf is gemaakt van bamboe en uitgegraven aarde. De invulpanelen zijn gemaakt van bamboe, uitgegraven aarde, hergebruikt hout, gewoon riet voor geluidsisolatie en jute als materiaal voor openingen. De parallelle panelen hebben een volledige vulling van twijgen en leem, terwijl er voor de loodrechte panelen een grote verscheidenheid aan vormen mogelijk is. Alle panelen zijn doorlaatbaar, met geluidsisolatie van riet en met ventilatieopeningen aan de boven- en onderkant.
De constructie is van buitenaf goed zichtbaar waardoor het ontwerp een tektonische uitstraling krijgt. De woongebouwen zijn niet alleen lowtech en bioklimatisch, maar ook betaalbaar en kunnen gebouwd worden met lokale materialen.

Onderzoek, tekst en beeld: Wioletta Sarara

Into the Climate: het model voor de toekomst

In landen zoals Indonesië is er een grote behoefte aan betaalbare woningen om de snelgroeiende bevolking in stedelijke gebieden te huisvesten. De meeste huishoudens met een laag tot middelhoog inkomen zijn aangewezen op zelfbouwwoningen in niet formeel geplande nederzettingen, in Indonesië ook wel kampungs genoemd. Veel kampungs zijn niet aangesloten op stedelijke netwerken voor water, energie en afvalbeheer. Door de snelle bevolkingsgroei resulteert dit in dichtbebouwde en ongezonde woonomgevingen. In deze uitdagende context stelt Wioletta Sarara met haar afstudeerproject Into the Climate de manier waarop er vandaag de dag gebouwd wordt ter discussie. Ze stelt dat globalisering overal ter wereld heeft geleid tot toepassing van dezelfde materialen (beton, staal, etc.) en dat de kennis om te bouwen met lokale materialen en het specifieke klimaat steeds meer verloren gaat. De komst van moderne gebouwinstallaties, zoals airconditioning, heeft voor een grote afhankelijkheid van technische systemen gezorgd met een steeds grotere uitstoot van broeikasgassen en het uitputten van materiaalvoorraden tot gevolg.


In haar afstudeerproject heeft Sarara onderzoek gedaan naar de manier waarop traditionele lokale gemeenschappen in verschillende klimaatzones hun buurten/dorpen ontwikkelen en hun woningen bouwen. Sarara is gefascineerd door de lowtech manier waarop mensen door de geschiedenis heen bioklimatische principes hebben gebruikt om optimaal thermisch comfort in hun woonomgeving te realiseren. Voor haar project in het vochtige tropische klimaat in Bandung (West-Java, Indonesië) heeft ze onder andere gekeken naar de principes van Kampung Naga, een traditionele nederzetting in West-Java waar al eeuwenlang bioklimatische en holistische kringloopprincipes worden toegepast in de bouw van de nederzetting en de woningen. Zo is er rekening gehouden met de oriëntatie ten opzichte van de zon en de wind en zijn er collectieve systemen ontwikkeld voor water, energie en materiaalgebruik. Sarara vraagt zich af wat er kan worden geleerd van deze principes en op welke manier ze toegepast kunnen worden in een hedendaagse, meer stedelijke context.


Sarara is er zeer goed in geslaagd om de kennis uit haar technische onderzoek in te zetten voor het bioklimatische ontwerp van een nieuwe collectieve woningtypologie die het stapelen en schakelen van woningen in stedelijke dichtheid mogelijk maakt. Door de opzet van het ontwerp en de vorm van het dak is dwarsventilatie van alle woningen mogelijk en is zonder airconditioning een aangenaam binnenklimaat te realiseren. Tussen twee opgedikte woningscheidende wanden van compressed earth bricks bevinden zich 4 tot 6 woningen die via een collectieve binnenruimte ontsloten worden. In de opgedikte wanden zijn voorzieningen opgenomen voor het water- en biogas-systeem, dat is ontwikkeld op een buurtschaal van ca 100 woningen. Het systeem bestaat onder andere uit visvijvers en wetlands die samen met de woningen op een harmonieuze manier in een landschapspark zijn geïntegreerd. Het landschapspark fungeert als waterzuivering en als plantage voor de verbouw van lokale bouwmaterialen zoals bamboe, jute en riet. Met de innovatie van traditionele circulaire principes is Sarara erin geslaagd een model voor de toekomst te creëren.

Tekst Mo Smit, Andy van den Dobbelsteen en Engbert van der Zaag, afstudeerbegeleiders TU Delft

Dit artikel is gepubliceerd in de rubriek “Master among masters” in ArchitectuurNL 6 2018

Schrijf je in voor de nieuwsbrief

Ontvang iedere week het laatste nieuws en informatie op het gebied van architectuur in uw mailbox.

Gerelateerd

Tags: , , , ,
  1. Petra Starink

    Wat leuk!

    Reageer
  2. Peter H. Toxopeus

    Bijzonder project.
    Het artikel heb ik gedeeld op mijn Facebookpagina.
    Met groet,
    Peter H. Toxopeus

    Reageer

Schrijf een reactie

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.