Regreening nature – Amazonegebied – David Jacome Polit

Architect, Master among masters

Regreening nature – Amazonegebied – David Jacome Polit

Door: Redactie ArchitectuurNL | 01-11-2014

Het onderzoek van David Jacome Polit, waarop hij dit jaar cum laude afstudeerde bij de afdeling Architectural Engineering & Technology van de faculteit Bouwkunde aan de TU Delft, richt zich op het succesvol integreren van een gebouw in het Yasuni National Park, een gedeelte van het Amazone regenwoud en van de meest bio-diverse en gevoelige plaatsen ter wereld. Grote delen worden platgewalst tot open ruimtes om olie te winnen. Natuurlijke verstoringen in een regenwoud vormen vaak aanleiding tot het hernieuwen van natuur en het behoud van biodiversiteit op de lege plekken met dode bomen. Met behulp van biomimiek ontwerpt hij een Centrum voor Educatie, Onderzoek en Conservatie dat leven terug kan brengen op zo’n plaats van verval.

Centrum voor Educatie, Onderzoek en Conservatie

Door het onderzoeken van de blueprints van de natuur en het gebruiken van biomimiek (het imiteren of emuleren van biologie) kunnen oplossingen en strategieën van de natuur toegepast worden in architectuur. Dat kan uiteindelijk resulteren in het verwezenlijken van een gebouw dat zelfvoorzienend is en zich aanpast aan zijn omgeving.

Ik heb een voorstel gemaakt voor een centrum voor Educatie, Onderzoek en Conservatie. Immers, als het uiteindelijke doel van dit project is om leven te (re)genereren, kan het ook de mogelijkheden bieden om dit te bestuderen. In een eerste stap heb ik het ecosysteem geanalyseerd. Verschillende aspecten hiervan kunnen geïmiteerd worden, maar veerkracht en herleving waren cruciaal voor dit project. De engineering begint bij het begrijpen van de biologische en chemische processen van een circulair metabolisme van het regenwoud, zodat het gebouw succesvol kan worden geïntegreerd en onderdeel kan worden van het systeem. Hiertoe moet elke in- en output naar en van het gebouw meegenomen worden in het ontwerp. Door te achterhalen hoe voedingstoffen in en door het regenwoud bewegen, kunnen we beslissen hoe te handelen teneinde bronnen te regenereren in plaats van uit te putten.

Locatie: kaalslag

De infrastructuur die achtergelaten wordt door oliemaatschappijen bestaat uit een leeg terrein, onverharde toegangswegen en een betonnen deksel die het boorgat afsluit. Het lijkt logisch om deze plaats opnieuw te gebruiken voor een gebouw. Het lege terrein wordt dan een leeg canvas, een beginpunt om de omgeving opnieuw te vervullen met natuur. Vanuit een architectonisch oogpunt wordt het gebouw een ecosysteem op zichzelf, geheel verweven met haar omgeving. Bovendien is architectuur niet opdringerig, het vormt een aansluiting met de aangrenzende jungle, zichzelf niet verhullend, maar visueel aanwezig. Het Centrum voor Educatie, Onderzoek en Conservatie wordt een eerste verklaring tegen de ecologische crisis.

Architectonische opzet

De positionering en de massa van het complex benadrukken de visuele toegang binnen het terrein. Twee uit elkaar geplaatste volumes maken een centrale gemeenschappelijke ruimte en zonlichttoetreding mogelijk, terwijl het mogelijkheden biedt voor verschillende perspectieven rond het complex. De twee volumes van elk drie verdiepingen zijn verdeeld in een privaat en publiek gebouw. Door de bewoners omhoog te leiden via een doorlopende hellingbaan kunnen zij de verschillende etages van het regenwoud in het gebouw ontdekken, terwijl de ruimtes tegelijkertijd functioneel verdeeld zijn. De begane grond bevat alle installaties waarmee het centrum haar eigen bronnen opwekt en regenereert en zich daarmee integreert in haar omgeving. Installaties als een waterbehandelingsysteem en een anaeroob verwerkingssysteem, dat organisch materiaal afbreekt tot brandbaar biogas, verzekeren het sluiten van de voedselcirkel van het gebouw. De ruimtes op de eerste etage worden begrensd door een schil van stabilized rammed earth (SRE, aangestampte aardeblokken), en ook binnen de schil bevinden zich torentjes van SRE om de temperatuur en vochtigheid te stabiliseren. Deze verdieping herinnert de gebruiker aan de onderste laag van het regenwoud met een hoog gehalte aan inerte materialen en weinig daglichttoetreding. De tweede etage is minder gesloten en laat de bamboe constructie zien die de gebouwen hun sterkte geeft. Doordat de SRE zich concentreert in de kern van de volumes zorgt de rondgaande routing en openheid voor een directere relatie met de natuur en wordt tegelijkertijd meer licht binnengelaten. Het dak is een platte open ruimte met een directe visuele verbinding met de kroonlaag, de plek waar 60-90% van het leven in de regenwouden floreert.

 

limaatontwerp

De klimatologische biomimiek vindt in de natuur vele voorbeelden voor concepten, vormen, processen en strategieën. Efficiënt gebruik van bronnen en zelfregulerende systemen in de natuur zijn duidelijk het gevolg van evolutionaire aanpassingen aan de extreme klimaatomstandigheden in het regenwoud. De belangrijkste uitgangspunten voor het definitieve klimaatontwerp zijn selectieve conditionering, gecontroleerde convectiekoeling, voorkoming van warmtebelasting en energie-efficiëntie.

Het regenwoud handhaaft een comfortabeler microklimaat in de onderste laag door natuurlijke ventilatie en convectiekoeling, dit voorkomt een oncomfortabele omgeving door stilstaande lucht. Op een vergelijkbare manier zorgen verticale schachten in het gebouw voor een fris gevoel doordat lucht blijft stromen. Verder worden alle restproducten van het gebruik van het gebouw benut om het comfort binnen het gebouw te garanderen zodat het gebouw tegelijkertijd onderdeel wordt van het circulaire metabolisme van het regenwoud. De restwarmte van elektriciteitsproductie wordt bijvoorbeeld gebruikt om luchtstromen op gang te houden en lucht te ontvochtigen.

Regeneratieve architectuur

Het meest boeiende kenmerk van dit voorstel is het vermogen van het gebouw om de natuur te laten groeien en onderdeel te worden van het omliggende regenwoud. Het gebruik van hemi-epifyten en epifyten om een kunstmatig bosdak te maken dat ondersteund wordt door vier masten heeft een dubbele functie: het helpt bij het opbouwen en opnieuw genereren van voedingsstoffen en het aantrekken van zaadverspreiders en tegelijkertijd dient het als een overgroeide bosbouwplaats (voor het oogsten van producten met een relatief hoge waarde die alleen op deze plekken gevonden worden zoals medicinale organismes, siergewassen als orchideeën, etc.). Op deze manier worden extra economische activiteiten mogelijk gemaakt om het Centrum te onderhouden, terwijl ook gunstige symbiotische relaties worden gecreëerd.

Fasering

Het belangrijkste doel, opnieuw leven inblazen, is echter het best verbeeld in de afbeelding fasering, die uitlegt hoe het regenwoud de achtergelaten lege plek opnieuw kan invullen:

  1. Na het plaatsvinden van oliewinning blijft een lege plek achter, afgezonderd van de natuur, een moeilijk begaanbaar gebied voor vegetatie. Dit is het startpunt, jaar nul.
  2. Twee jaar is de geschatte bouwtijd van het Centrum voor onderwijs, Onderzoek en Conservatie.
  3. Verwacht wordt dat na 2,5 jaar het kunstmatige bosdak is geplant, hiermee wordt ook het bosbouwgebied met inheemse soorten verwezenlijkt. Daarbij wordt ook een verbinding gelegd met dieren in het wild (vogels en insecten worden aangetrokken tot deze planten) en zaden beginnen te verspreiden.
  4. Vier jaar later helpt de natuur de pionierende bomen te kiezen die de ruimtes naast het kunstmatige bosdak zullen begroeien, daarmee wordt dit gedeelte van het regenwoud hersteld. De eerste zaden verspreiden al nieuw leven.
  5. Zes jaar later zijn de omliggende bomen voldoende gegroeid om microklimaten te herbergen, bovendien zorgt het vergaan van struikgewas en boombladeren voor de eerste stap om de kale bosbodem te bevruchten.
  6. Tien jaar zijn nodig om een beginnend bos te realiseren dat de biologische herinneringen van het regenwoud zal helpen bewaren.
  7. Na 14 jaar zullen het kunstmatige bosdak en het omliggende bos overgegaan zijn in één doorlopend bos, waarin de gecultiveerde ruimte, naast dat het een bron is voor planten en een plek voor studie en onderzoek, bijgedragen heeft aan het vernieuwen van leven in deze vergane plaatsen.

Hiermee is het punt gekomen dat het conventionele architectonische concept niet langer beperkt is tot het gebouw zelf, maar het vormt een venster naar ecologische aanpassingen doordat het bezoekers mogelijk maakt het regenwoud te ervaren tijdens hun wandeling door het gebouw. In die zin is het project ontwikkeld als een verhaal, een deel van een hoger doel, dat zowel een wetenschappelijk venster als een toekomstige wildernis vormt, zonder haar karakter van een ecologische machine te verbergen.

Tekst en beeld: David Jacome Polit

 

Oordeel van afstudeerbegeleider Broersma

David heeft zijn ontwerp sterk gefocust op een duurzaam klimaatontwerp voor een onderzoeksgebouw. Zijn benadering van de engineering is grondig gedaan. Het concept, gebaseerd op het sluiten van de energiecyclus op lokaal niveau, heeft in grote mate te maken met het nabootsen van de natuur. De weg tot zijn definitieve ontwerp was prijzenswaardig, omdat verschillende pogingen tot het integreren van passieve principes ongeschikt bleken te zijn in het extreem hete en vochtige klimaat van het regenwoud. Voor wat betreft de ontvochtiging bijvoorbeeld, bedacht hij een slim passief systeem waarin aangestampte aardeblokken, die van onder door het gebouw steken, helpen de lucht te ontvochtigen. Soms bleken hypotheses echter niet toepasbaar en moest hij op zoek gaan naar andere oplossingen. Berekeningen en verdere analyses hebben hem stap voor stap geholpen om een mooi en volledig geïntegreerd, slim klimaaten energiesysteem te ontwikkelen. David’s werk is een goed voorbeeld van hoe het engineering gedeelte in de afstudeerstudio van Architectural Engineering zou moeten worden aangepakt!

Ir. Siebe Broersma, technisch onderzoeksmentor, Klimaatontwerp & Duurzaamheid, TU Delft

Oordeel van afstudeerbegeleider Meis

David’s project heeft vanaf het begin een belangrijke uitdaging voor ogen gehad. Twee grote kunstmatige boomtoppen werden 40 meter boven de grond verheven om luchtplanten te dragen. Zijn uitgangspunt voor het vinden van een oplossing voor de dragende elementen was efficiënt materiaalgebruik. Vier vakwerktorens, ontworpen uit bamboe en metaalverbindingen, dienen als masten voor de constructieve ondersteuning. Tegelijkertijd bepalen de tuien, die de stabiliteit van de torens waarborgen, de richting van het constructiegrid van de twee gebouwen op de grond. Het uiteindelijke resultaat getuigt van een gestructureerd en zeer gemotiveerd onderzoek, ondersteund door een uitgebreid structureel voorstel.

Ir. Maarten Meis, bouwtechnologie mentor, Ontwerp van Bouwconstructies, TU Delft

Dit artikel is gepubliceerd in ArchitectuurNL 07 2014

Gerelateerd

Tags: , , , ,

    Schrijf een reactie