1 Technisch onderzoek installaties !Schalkoort

T.A.J. Schalkoort

34.1 Gebouwinstallaties: doel en middel 30

34.2 Scope van het onderzoek 30

34.3 Probleemoplossend onderzoek 31

34.4 Hypothesevormend onderzoek 35

34.5 Interventie-onderzoek 37

34.6 Ontwikkelingsonderzoek 42

34.7 Toepassingsonderzoek 44

34.8 Ontwerponderzoek 46

34.9 Evaluatie-onderzoek 47

2. KLIMAATREGELING 48

2.1 Functionaliteit 48

2.2 Eisen en wensen 52

2.3 Ontwerpproces 53

2.4 Evaluatie-onderzoek “ex-ante” 64

2.5 Evaluatie-onderzoek “ex-post” 67

3. TRANSPORTINSTALLATIES 70

4. ELEKTRISCHE INSTALLATIES 73

4.1 Kunstverlichting 73

4.2 Overige elektrische installaties 76

5. SANITAIRE INSTALLATIES 77

6. COMMUNICATIE-INSTALLATIES 79

7. GEVELONDERHOUD 81

8. VOORKOMEN VAN KLACHTENRISICO’S 83

9. VERSCHIL TUSSEN LEERSITUATIE EN PRAKTIJK 84

9.1 Onderzoek in de leersituatie 84

9.2 Onderzoek in de praktijk 85

9.3 Installatie-ontwerpers 86

1.1 Gebouwinstallaties: doel en middel

Het primaire doel van gebouwinstallaties is: het ondersteunen van gebouwfuncties teneinde gebouwen aan hun functionele eisen te laten voldoen. Dat is eveneens het doel van het onderzoek naar gebouw-installaties. Gebouwinstallaties kunnen ook een middel zijn om gebouwen aan economische of maatschappelijke doelen te laten beantwoorden, bijvoorbeeld energiezuinigheid. Ten slotte kunnen installaties een vormgevingsmiddel zijn. In dat geval kunnen tegenstellingen ontstaan tussen vormgeving en functionaliteit en moeten afwegingen plaatsvinden.

1.2 Scope van het onderzoek

Onderzoek naar gebouwinstallaties laat een breed scala aan doelen, onderwerpen, toepassingen en methoden van onderzoek zien, van zuiver op de ontwikkeling van installaties gericht “technisch” onderzoek tot onderzoek waarbij methoden uit de gedragswetenschappen worden gebruikt om effecten van installaties op mensen te meten. Een deel van het toepassingsonderzoek heeft betrekking op het ontwerp van installaties en maakt deel uit van het ontwerpproces van gebouwen. “Technisch” onderzoek met gedragswetenschappelijke aspecten richt zich op de probleemoplossing bij klachten en op de ontwikkeling van diagnostische methoden voor dat onderzoek. Onderzoek waarbij het zwaartepunt bij methoden uit de gedragswetenschappen ligt is het explorerende en hypothesevormend onderzoek dat nodig is om installaties in relatie tot het gebouw en de gebouwgebruiker als risicofactor te kennen. Ook dit onderzoek dient uiteindelijk tot verbetering van gebouwinstallaties en hun toepassing en tot verbetering van het ontwerpproces.

1.3 Probleemoplossend onderzoek

Dit onderzoek vindt doorgaans plaats naar aanleiding van klachten. Als het vermoeden bestaat dat de oorzaak in de installaties moet worden gezocht, wordt dit onderzoek meestal in eerste instantie uitgevoerd door onderhoudstechnici of de ontwerpers van de installaties. Bij dit “eerste lijn” onderzoek doet zich vaak een fenomeen voor dat wordt aangeduid met “verklarend klagen”. Klagers zeggen dan niet waarvan ze last hebben maar wat ze denken dat de oorzaak is [1]. Ze klagen op deze manier omdat technici doorgaans weinig kunnen met klachten over hoofdpijn, droge huid, benauwdheid en dergelijke. Willen betrokkenen dat er wat aan hun klachten wordt gedaan dan moeten ze, zo ondervinden ze, een oorzaak noemen, bijvoorbeeld de “airco doet het niet goed”. Nemen klachtenbehandelaars deze klachten letterlijk dan is de kans groot dat een verkeerd spoor wordt gevolgd en de werkelijke oorzaak nooit wordt gevonden, mede omdat niet de juiste deskundigen worden ingeschakeld. Klachten over hoofdpijn en dergelijke kunnen namelijk vele oorzaken hebben, ook oorzaken die in het gebouw, in het werk of bij de klagers zelf liggen. Ontstaat een situatie met veel onverklaarde klachten dan wordt wel gesproken over “Sick Building Syndrome”.

Om het ontstaan van “Sick Buildings” te voorkomen en het aantal onverklaarde klachten te verminderen zijn diagnostische methoden te ontwikkeld, speciaal voor onderzoek in de eerste lijn [2, 3]. Hiermee wordt onderzoekers geleerd klachten serieus te nemen maar niet letterlijk. Om te achterhalen waar klagers last van hebben en wat ze voelen wordt een vragenlijst gebruikt. De omstandigheden in het gebouw worden met behulp van een checklist systematisch bekeken om mogelijke klachtenoorzaken te inventariseren. Voor het vinden van de meest waarschijnlijke oorzaak moet de onderzoeker de geïnventariseerde klachten en mogelijke oorzaken matchen [4]. Vaak zal voor het vinden van de werkelijke oorzaak een specialist moeten worden ingeschakeld. De meest waarschijnlijke oorzaak geeft aan wie dat moet zijn. Om te bevorderen dat mensen zich serieus genomen voelen moet aan iedere klager een bericht worden gestuurd waarin de klacht wordt bevestigd en waarin staat dat betrokkene op de hoogte zal worden gehouden van de verdere afhandeling. Dit is een essentieel deel van de methode.

Als het onderzoek in de eerste lijn niets oplevert moet de tweede lijn in actie komen. Dit zijn speciaal opgeleide onderzoekers, zoals arbeidshygiënisten. Ze werken vaak op dezelfde manier als hiervoor is beschreven, met als verschil dat ze meer kennis en routine hebben en metingen kunnen verrichten. Als ook dit onderzoek niets oplevert kan worden gekozen voor onderzoek waarbij het gebouw als geheel wordt onderzocht en tevens mogelijke oorzaken in de omgeving, het werk en de organisatie worden geïnventariseerd. Dit type onderzoek wordt wel aangeduid met “Building in Use” onderzoek en is methodologisch vergelijkbaar met “Post Occupancy Evaluation”, zie onder andere paragraaf 2.5.

Als ook breed opgezet onderzoek in de tweede lijn niets oplevert dan wijst dat op de te beperkte inzichten in de relatie tussen de klachten en mogelijke oorzaken. In zo’n geval kan alleen explorerend hypothesevormend onderzoek helpen om nieuwe ideeën te genereren voor onderzoek naar (nu) nog onbekende causale verbanden.

1.4 Hypothesevormend onderzoek

Hypothesevormend onderzoek wordt uitgevoerd bij vermoeden dat er een relatie bestaat tussen bepaalde aspecten van gebouwen, waaronder het type installatie, en bepaalde hinder of gezondheidsklachten. Dit onderzoek wordt vaak uitgevoerd in de vorm van een epidemiologische studie. Er zijn vele van deze studies verricht om het mysterie van het “Sick Building Syndrome” te kunnen doorgronden [5, 6, 7, 8]. Inmiddels is duidelijk dat gebouwbewoners minder klagen naarmate ze meer invloed kunnen uitoefenen op de omstandigheden. Ze moeten zelf de klimaatinstallaties en de zonwering kunnen bedienen en zelf ramen kunnen openzetten.

Kenmerkend voor epidemiologisch onderzoek is de grote schaal waarop gegevens worden verzameld. Voor het hier bedoelde onderzoek worden meestal enige tientallen gebouwen onderzocht. Naast de eigenschappen en kenmerken van de gebouwen zelf, worden gegevens verzameld over de gebouwomgeving, installaties, inrichting, eventueel werk dat in het gebouw wordt verricht en de bewoners. Belangrijkste onderzoeksinstrumenten zijn een vragenlijst die aan de bewoners wordt voorgelegd, een gebouwchecklist en een meetprotocol. Internationaal is veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van deze instrumenten met als doel de eenduidigheid van de resultaten te vergroten om ze beter met elkaar te kunnen vergelijken.

Om verantwoord uitspraken te kunnen doen over mogelijke relaties is een zekere omvang van de te onderzoeken populatie (gebouwen en personen) nodig. Op grond van statistische overwegingen wordt de omvang bepaald door het aantal relaties dat moet worden aangetoond en door de mate van spreiding van kenmerken en eigenschappen. Voor het bepalen van de omvang en dus voor de uitvoering van het onderzoek moeten die relaties en spreiding bekend zijn. Dat terwijl het onderzoek juist bedoeld is om dat te weten te komen. Een bekend methodologisch probleem en onderwerp van discussie, zoals bij “doelgericht” en “middelengericht” onderzoek [9, 10]. Om zinvol te onderzoeken moet, hoe vaag dan ook, er een idee zijn over mogelijke relaties. Meestal ontstaan ideeën naar aanleiding van probleemoplossend onderzoek. Overigens is het resultaat van epidemiologisch onderzoek niet meer dan een aanwijzing dat relaties bestaan die mogelijk causaal zijn. Causaliteit en of de ene factor de andere beïnvloedt of andersom kan met interventie-onderzoek worden aangetoond.

1.5 Interventie-onderzoek

Bij interventie-onderzoek wordt onder gecontroleerde, dat wil zeggen constant gehouden, omstandigheden een factor gewijzigd en wordt het effect van die wijziging gemeten. Op deze manier kan een causale relatie worden aangetoond. Interventie-onderzoek kan zowel in normaal in gebruik zijnde gebouwen als in laboratoria worden uitgevoerd. Het meest overtuigend is “dubbelblind” onderzoek waarbij zowel de onderzochte personen als de onderzoekers niet weten of iets is gewijzigd en wat is gewijzigd. Omstandigheden waarin niets is gewijzigd gelden als “controle”.

Het onderzoek naar het effect van een factor op mensen, bijvoorbeeld een factor van het binnenmilieu, kan nodig zijn om inzicht te krijgen in de “dosis/effect-relatie”. Op basis daarvan kunnen normen worden ontwikkeld voor een aanvaardbare dosis (en daarmee een aanvaardbaar effect). Dit onderzoek kan zowel in normaal in gebruik zijnde gebouwen als in laboratoria plaatsvinden. In veel gevallen wordt het onderzoek uitgevoerd door universiteiten of wetenschappelijke instituten.

Interventie-onderzoek kan ook betrekking hebben op een factor in een proces. Onderzoekbaar is bijvoorbeeld of het gebruik van de in paragraaf 1.3 omschreven diagnostische methode tot de veronderstelde betere klachtenbehandeling leidt. Voor de uitvoering van het onderzoek moet een aantal gebouwen worden genomen, bijvoorbeeld 20. De gebouwen moeten wat betreft hun grootte, gebruik en bewonerssamenstelling ongeveer gelijk zijn. Ze moeten voorafgaand aan de interventie worden gemeten door aan de bewoners een vragenlijst voor te leggen. Dat kan in een steekproef, bijvoorbeeld van 10%. Ook moet vooraf worden vastgesteld hoe in de betreffende gebouwen klachten worden behandeld. Voor het onderzoek kan aan de beheerders van 10 gebouwen de bedoelde diagnostische methode ter beschikking worden gesteld, bijvoorbeeld in de vorm van een expertsysteem. De beheerders van de andere 10 gebouwen (de controlegroep) krijgen alleen algemene informatie. Na een half jaar en een jaar worden alle gebouwen opnieuw gemeten en kunnen uit de verschillen conclusies worden getrokken.

Eveneens voorstelbaar is een interventie-onderzoek naar het effect van een bepaalde ontwerpmethode. Zo’n onderzoek kan bij het Bouwkunde-onderwijs worden uitgevoerd. Aan Blok VF en module A3 doen gemiddeld 150 à 200 studenten mee. Dat wil zeggen 10 tot 13 ontwerpgroepen van 15 personen. Aan het einde van de moduleperiode kan het werk van gemiddeld 10 à 12 studenten worden beoordeeld. Aan het experiment zou een beperkt aantal groepen moeten meedoen, bijvoorbeeld 2 of 3. Een gelijk aantal groepen moet als controlegroep dienen. De groepen in het experiment moeten worden begeleid door docenten die erop toezien dat op de door de ontwerpmethode aangegeven momenten de aangegeven ontwerpbeslissingen worden genomen en gemotiveerd. De methode moet naast installaties ook het ontwerp van de draagconstructies en de scheidings- en afbouwconstructies beschrijven.

De "metingen" moeten door een groep ervaren ontwerpers worden verricht (architecten, constructeurs en installatie-adviseurs). Deze ontwerpers moeten het werk van alle geselecteerde studenten beoordelen, zonder te weten of het om werk uit het experiment of uit de controlegroep gaat. Van tevoren moet worden onderzocht welke elementen uit het ontwerp worden "gemeten" en hoe ze worden beoordeeld. Anders gezegd: welk resultaat leidt tot welk oordeel (cijfer). Bij dit onderzoek moeten de genoemde beoordelaars worden betrokken.

Het experiment zou moeten beginnen met één of twee pilots. Het doel daarvan is: aantal te meten aspecten vaststellen, wijze van beoordeling testen en eenduidigheid van de beoordeling verbeteren. Dit is de fase waarin het ontwerpinstrument zijn te onderzoeken vorm krijgt. Het is ook de fase waarin het aantal onderzoeksdata wordt gereduceerd door aspecten die ongevoelig blijken voor het instrument buiten de beoordeling te laten.

Om te kunnen vaststellen in welke mate het instrument bijdraagt aan het bereik van architectonische, bouwconstructieve en installatietechnische doelen (te beoordelen aan de hand van de ontwerpresultaten) moeten voldoende onderzoeksdata beschikbaar zijn. Het "veld-onderzoek" zal hierdoor zeker een jaar in beslag nemen (2 VF's en 2 A3's = ca. 200 à 300 studenten).

1.6 Ontwikkelingsonderzoek

Het meest zuivere “technische” onderzoek naar gebouwinstallaties vindt plaats bij de ontwikkeling van installatiesystemen. Voorbeelden zijn: onderzoek naar het koelvermogen van een klimaatplafond en onderzoek naar het energetisch rendement van een absorptiekoelproces. Het doel van dit onderzoek is het verkrijgen van meer inzicht in de werking van systemen, meestal om die werking te verbeteren. Het kan ook gaan om inzicht in energiegebruik, levensduur of productiemethoden. Het onderzoek wordt meestal uitgevoerd door de ontwikkelaars van installatiesystemen. In een beperkt aantal gevallen vindt dergelijk onderzoek plaats bij universiteiten, zoals bij de faculteit Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek in Delft. Ontwikkelaars publiceren zelden over hun onderzoek of onderzoeksmethoden omdat ze, meestal uit concurrentie-overwegingen, daar geen belang bij hebben. Het onderzoek krijgt daardoor geen wetenschappelijke status, wat niet wil zeggen dat het onderzoek niet de wetenschappelijke toets der kritiek zou kunnen doorstaan. Door universiteiten uitgevoerd ontwikkelingsonderzoek wordt vaak wel gepubliceerd. Met onderzoek dat in opdracht wordt uitgevoerd is men vaak terughoudend.

Bij de verslaglegging van ontwikkelingsonderzoek wordt, naast de onderzoeksvraag en de conclusies, een beschrijving gegeven van de proefopstelling, toegepaste meetmethoden en instrumenten, resultaten van de metingen en analysemethode. De resultaten van de analyse worden vaak weergegeven in de vorm van een grafisch of wiskundig model. Kenmerkend voor ontwikkelingsonderzoek is dat aan de onderzoeksvraag, hoe vaag dan ook, altijd een “model” ten grondslag ligt. Bijvoorbeeld bij onderzoek naar het koelvermogen van een klimaatplafond weet men ongeveer hoe het werkt. Met gegevens uit de literatuur is het meestal mogelijk een theoretisch model te beschrijven. Bijvoorbeeld de warmte-overdracht tussen het koelwater en het plafond en tussen het plafond en de ruimte is te beschrijven met empirische relaties en kengetallen van Nusselt, Prandl, Grashof en Reynolds [11]. Een proefopstelling en metingen zijn nodig om de coëfficiënten in die relaties te kunnen vaststellen. Die coëfficiënten zijn namelijk afhankelijk van het karakter van de luchtstroming langs het plafond. De luchtstroming bevindt zich in het overgangsgebied tussen laminaire en turbulente stroming en heeft bovendien een mengvorm van natuurlijke en gedwongen convectie. De beschrijving van het theoretische model is een van de eerste stappen in het ontwikkelingsonderzoek.

1.7 Toepassingsonderzoek

Toepassingsonderzoek kan betrekking hebben op het effect dat bepaalde installaties hebben op de omstandigheden in een gebouw of op mensen in die omstandigheden. Dit onderzoek kan in normaal in gebruik zijnde gebouwen worden uitgevoerd of in een laboratorium. De omstandigheden in de gebouwen worden met behulp van checklisten en door fysische metingen in kaart gebracht. De reactie van mensen wordt met vragenlijsten gemeten. Bij onderzoek in een laboratorium zijn er mogelijkheden om de menselijke reactie te objectiveren door het meten van fysiologische functies, zoals hartslag, zuurstofopname en huidtemperatuur.

De conclusies van het onderzoek worden meestal voorzichtig gesteld omdat ze mede zijn gebaseerd op statistische analyses van met vragenlijsten verzamelde subjectieve gegevens. Bij deze analyses moeten vaak meerdere technieken worden toegepast om relaties te kunnen aantonen. Bijlage 1 geeft een overzicht van de bij gedragswetenschappelijk onderzoek toegepaste analyses [12]. Hoewel de uitvoering van het onderzoek (vaak promotie-onderzoek) en de wijze van verslaglegging meestal op een wetenschappelijke wijze gebeurt, worden de resultaten zelden in gerefereerde wetenschappelijke tijdschriften gepubliceerd. Vaak worden de resultaten bij internationale congressen zoals “Healthy Buildings”, “Indoor Air”, “Clima 2000" gepresenteerd. Veel internationaal aanzien hebben ook de congressen van de Amerikaanse ASHRAE en de “ASHRAE Transactions”, dat als wetenschappelijk tijdschrift naast het vakblad “ASHRAE Journal” wordt uitgegeven.

1.8 Ontwerponderzoek

Ontwerponderzoek is een vorm van toepassingsonderzoek. Het heeft als doel: vaststellen welke installatietechnische of bouwkundige voorzieningen nodig zijn om gebouwen aan hun functionele eisen te laten voldoen, gegeven de eigenschappen van het gebouw en gegeven het gebruik van het gebouw. Bij het ontwerp van transportinstallaties wordt ook de omgeving bij het onderzoek betrokken. Naast de systeemkeuze heeft ontwerponderzoek als doel het dimensioneren van de voorzieningen. Het onderzoek naar de functionele eisen, dat wil zeggen: het vaststellen van eisen op grond van de functie van het gebouw, is een essentieel deel van dit onderzoek.

Om gebouwen geschikt te maken voor hun functie zijn verschillende installaties nodig, zoals voor:

S klimaatregeling (verwarming, koeling en ventilatie)

S transport (liften, roltrappen en dergelijke)

S sanitair (warm- en koudwatervoorziening, vuilwaterafvoer)

S elektra (kunstverlichting, voeding voor machines en apparaten)

S communicatie (telefoon, data, beveiliging en dergelijke)

S gevelonderhoud

In de volgende hoofdstukken wordt nader op het ontwerpproces van deze functies ingegaan.

1.9 Evaluatie-onderzoek

Bij het ontwerp van gebouwinstallaties bestaan twee vormen van evaluatie-onderzoek, namelijk onderzoek om nog niet uitgevoerde ontwerpen te toetsen (evaluatie “ex-ante”) en onderzoek om gerealiseerde ontwerpen te beoordelen (evaluatie “ex-post”). In toenemende mate worden “ex-ante” evaluaties uitgevoerd als deel van het ontwerpproces omdat ze beter inzicht verschaffen in de dynamische eigenschappen van een gebouw. Het doel van de evaluaties is in dat geval het optimaliseren van de gebouweigenschappen, bijvoorbeeld om mechanische koeling overbodig te maken. De evaluatie kan ook nodig zijn om het effect van bepaalde installaties te voorspellen in omstandigheden waarin ze niet eerder zijn toegepast. Zie hoofdstuk 2.4 voor een nadere beschrijving van dit onderzoek.

“Ex-post” evaluatie is nodig om te beoordelen of de functionele doelen van een ontwerp zijn gerealiseerd. Dit is de laatste fase in het ontwerpproces dat, als het proces wordt opgevat als een empirische cyclus, het ontwerp tot een wetenschappelijke prestatie maakt. In de praktijk vindt dergelijk onderzoek zelden plaats als het om een architectonisch ontwerp gaat. Dit neemt niet weg dat er wel methoden bekend zijn voor het uitvoeren van ex-post evaluaties. Zie hoofdstuk 2.5 voor een beschrijving van het onderzoek bij klimaatinstallaties.

2. KLIMAATREGELING

2.1 Functionaliteit

De gebouwfuncties bepalen aan welke comfort- en gebruikseisen het binnenklimaat moet voldoen. Het onderzoek naar die eisen is het eerste deel van het ontwerponderzoek. De klimaatregeling kan met installaties en met bouwkundige voorzieningen plaatsvinden. De vorm en de thermische eigenschappen van het gebouw bepalen in welke mate installaties moeten worden toegepast. Comfort- en gebruikseisen kunnen met behulp van installaties worden gerealiseerd als die installaties voldoende vermogen hebben en ze zo in de ruimte zijn gepositioneerd dat ze geen hinder veroorzaken. Dat vraagt iets van het gebouw, namelijk voldoende inbouwruimte op een geschikte plaats. Om blijvend aan de eisen te kunnen voldoen moeten de installaties bereikbaar zijn voor onderhoud en vervanging. Moet het gebouw wat betreft functie of gebruik flexibel zijn dan moeten de installaties ook flexibel zijn of aanpasbaar. Onvoldoende inbouwruimte kan tot gevolg hebben dat te kleine installaties moeten worden toegepast die het benodigde vermogen niet kunnen leveren, waardoor het in het gebouw te koud, te warm of bedompt wordt. Of deze installaties moeten een vermogen leveren waarvoor ze niet geschikt zijn omdat ze lawaai of tocht veroorzaken. Verkeerd in de ruimte gepositioneerde eindapparaten kunnen tocht of een onbehaaglijke temperatuurverdeling veroorzaken. Deze ontwerp-fouten zijn te voorkomen door het architectonische ontwerp en het ontwerp van draag-, scheidings- en afbouwconstructies en installaties op elkaar af te stemmen en synchroon te laten verlopen.

Dat gebouwfuncties bepalen aan welke eisen het binnenklimaat moet voldoen lijkt logisch en dat is het ook. Minder logisch lijkt het dat bij het architectonisch ontwerpproces - met name in de beginfase - onduidelijk kan zijn wat de functie van een ruimte is, waardoor eveneens onduidelijk is aan welke eisen die ruimte moet voldoen. Vaak betreft het ruimten die zijn ontstaan als gevolg van de vormgeving en niet omdat ze in het Programma van Eisen zijn genoemd. Serres en atria zijn hiervan bekende voorbeelden. Het kan ook gebeuren dat ruimten zijn ontworpen die in het Programma van Eisen zijn genoemd maar waarvan - op grond van ervaringen - het voorspelbaar is dat ze nooit aan de voor hun functie gebruikelijke binnenklimaateisen kunnen voldoen, welke installaties ook worden gebruikt. Om andere dan functionele reden kan het aantrekkelijk zijn om dergelijke ruimten toch te bouwen en uit te voeren zoals ze zijn ontworpen. In dat geval moet de functie van de ruimte of het permanente karakter van die functie worden heroverwogen. Vaak vindt dit heroverwegingsproces niet of niet in volle openheid plaats, waardoor onduidelijkheid ontstaat over de gebruiksmogelijkheden van die ruimten. Dat is geen ontwerp-fout maar een ontwerp-proces-fout die is te voorkomen met een projectorganisatie waarbij met alle betrokkenen, inclusief opdrachtgever en toekomstige gebruikers, open wordt gecommuniceerd over eisen en wensen en over mogelijkheden en onmogelijkheden om die te realiseren.

2.2 Eisen en wensen

Utiliteitsgebouwen danken hun voorzieningenniveau doorgaans aan de eisen die organisaties er als gebruiker aan stellen. Bewoners (mensen die in het gebouw werken) hebben vaak andere wensen. Niet alles wat gebruikers of bewoners van een gebouw verwachten wordt als eis kenbaar gemaakt. In een Programma van Eisen zal bijvoorbeeld nooit iets staan over de kwaliteit van het water dat uit de kranen moet komen. Pas als gebruikers of bewoners een aspect als probleem (hebben) ervaren wordt daaraan aandacht besteed en worden er bewust eisen gesteld. Het is de taak van architecten en adviseurs om tot een evenwichtig programma te komen en daarover met de belanghebbenden te communiceren. De functionele eisen waarmee bij het installatie-ontwerp rekening moet worden gehouden zijn voor een groot deel in wetten, normen of andere regels vastgelegd. Ze hebben betrekking op het thermisch klimaat (temperatuur, luchtsnelheid en -vochtigheid), de luchtreinheid (ventilatie), de verlichting (verlichtingssterkte, contrasten en kleurweergave) en de akoestiek (o.a. geluidsniveau en nagalmtijden). Het verzamelen van deze gegevens is de eerste stap in het ontwerponderzoek.

2.3 Ontwerpproces

2.3.1 Relatie tussen gebouw- en installatie-ontwerp

Het binnenklimaat in gebouwen is voor een groot deel (van de tijd) afhankelijk van klimaatinstallaties. De afhankelijkheid is groter naarmate het binnenklimaat zwaarder wordt belast door bronnen buiten het gebouw (meteorologische omstandigheden, verkeer en industrie) en bronnen binnen het gebouw (personen, kunstverlichting, apparaten, productieprocessen, bouwmaterialen). Architecten en andere bouwkundige ontwerpers kunnen hierop invloed uitoefenen, primair door de externe en interne belasting te beperken en secundair door het effect van die belastingen te beperken.

De externe warmtebelasting is te beperken door gevels thermisch goed te isoleren en van zonwering te voorzien die zonnewarmte buiten kan houden en daglicht optimaal kan laten toetreden. Dat optimum wordt doorgaans gevonden bij toepassing van regelbare (buiten)zonwering. Zonwerende beglazing en luifels weren de zon en het daglicht permanent, ook in perioden dat er juist behoefte aan is. Ze maken somber weer nog somberder. Externe belasting door hinderlijke of schadelijke stoffen is te beperken door niet te bouwen in een omgeving met veel verkeer of industrie. Is dat niet mogelijk dan moet de gevel goed afsluitbaar worden gemaakt en moet het gebouw worden voorzien van mechanische ventilatie met een goede luchtfiltering. Zie ook hoofstuk 8.

De interne warmtebelasting is afhankelijk van het gebruik van de ruimte. Het vermogen en daarmee de warmteafgifte van kunstverlichting is te beperken door hoge/ondiepe ruimten toe te passen en de transparantie van gevels te beperken. Ter toelichting: om comfortabele helderheidsverhoudingen te krijgen is meer kunstlicht nodig naarmate de gevel transparanter is. Het optimum ligt rond de 30% lichtopeningen in de gevel (van binnenuit gezien). De warmte-afgifte van de kunstverlichting is te halveren door lucht via de verlichtingsarmaturen af te voeren. De warmte-afgifte van apparatuur is te reduceren door de opdrachtgever te wijzen op computers en andere apparaten die efficiënter gebruik maken van elektrische energie en die daardoor minder warmte produceren dan doorsnee apparaten. Hierbij valt te denken beeldschermen die automatisch uitschakelen als er niet mee wordt gewerkt, LCD-schermen etcetera. Verder is het mogelijk warmte en verontreinigingen van apparatuur direct af te voeren, bijvoorbeeld met meubilair waarin een afzuigsysteem is geïntegreerd. Hiermee kan 70 tot 80% van de warmte en verontreinigingen van de apparaten worden afgevoerd.

Het effect van warmtebelasting op het binnenklimaat is te beperken met een hoog warmte-accumulerend vermogen door toepassing van veel gebouwmassa. De massa neemt overdag warmte op en staat die in de nacht weer af. Vooral de massa van vloeren en scheidingswanden is belangrijk. Deze massa moet bij voorkeur niet wordt afgeschermd met verlaagde plafonds, lambriseringen, verhoogde vloeren en dergelijke. Vaak wordt, om reden van flexibiliteit, gekozen voor lichte verplaatsbare scheidingswanden. In de praktijk blijken veel van deze wanden nooit meer van hun plaats te komen, zodat ze ook van steenachtig materiaal zouden kunnen zijn. Deze kans doet zich niet voor als voor "de markt" wordt gebouwd en de plaats van scheidingswanden niet vaststaat en bovendien per huurder kan wisselen.

2.3.2 Kenmerken van het ontwerpproces

Het ontwerp van gebouw-installaties is een iteratief proces, waarbij van "grof" naar "fijn" wordt gewerkt. Er zijn verschillende beschrijvingen. Ze hebben met elkaar gemeen dat ze het ontwerpproces in fasen verdelen. Een bekend voorbeeld is van Stichting Bouw Research (SBR) en Stichting ISSO [13]. Deze beschrijving is in onderstaand schema (figuur 1) in hoofdlijnen samengevat. Voor elke fase van het ontwerpproces is aangegeven welke beslissingen in relatie tot het bouwkundige/architectonische ontwerp moeten worden genomen.

Fase Ontwerp-beslissing

---------------------------------------------------------------------------

HAALBAARHEID doelstellingen / functies

STUDIE ruimtebehoefte

financiering

PROJECT vertaling doelstellingen in PVE

DEFINITIE functionele eisen (ruimte)

eisen

- thermische-

behaaglijkheid

- verlichting

- luchtdoorlatendheid

/ isolatie

STRUCTUUR hoofdstructuur gebouw

PLAN globale indeling / maatvoering

globale gebouwvorm

zonering / compartimentering

hoofdstructuur kanalen

VOORLOPIG constructie (SWM)

ONTWERP gevelopbouw

zonwering / glas % / U-waarde

systeemkeuze installaties

ruimte installaties

DEFINITIEF geveldetaillering

ONTWERP glas- en zonweringssysteem

dak / laagste vloer

interieur / plafondafwerking

dimensionering installaties

regelsystemen (optimalisatie)

Figuur 1 Ontwerpproces volgens SBR/ISSO [13]

Kenmerkend voor het ontwerpproces is dat voortdurend beslissingen moeten worden genomen op basis van gegevens die nog niet beschikbaar zijn. Zo moet volgens SBR/ISSO bij het Structuurplan (bij Bouwkunde wordt meestal gesproken over Ruimtelijk Ontwerp) de hoofdstructuur van de luchtkanalen worden vastgesteld. Om dat te kunnen moet bekend zijn welk klimaatregelsysteem wordt toegepast. Dat is bij het Ruimtelijk Ontwerp vaak nog niet duidelijk. Sterker nog, in een volgend stadium kan blijken dat helemaal geen luchtkanalen nodig zijn, bijvoorbeeld omdat met natuurlijke ventilatie kan worden volstaan. Volgens SBR moet de systeemkeuze bij het Voorlopige Ontwerp worden gemaakt. In werkelijkheid is dat pas mogelijk als de vorm en eigenschappen van de gevel (glaspercentage, type zonwering etcetera) en de scheidings- en afbouwconstructies (warmte-accumulerende massa, verlaagd plafond en dergelijke) voldoende bekend zijn. Deze aspecten komen volgens SBR eerst bij het Definitieve Ontwerp aan bod.

Het voorgaande toont aan dat ontwerpbeslissingen vaak op aannamen moeten worden gebaseerd en dat later moet worden nagegaan of die aannamen juist waren en of dat de beslissingen moeten worden gecorrigeerd. Hierin ligt tevens de zwakte van het ontwerpproces omdat correcties moeilijk zijn uit te voeren naarmate het ontwerp vordert. Dat heeft enerzijds te maken met de praktische mogelijkheden die tijdens het ontwerpproces afnemen. Anderzijds neemt bij verschillende partners in het ontwerpproces de bereidheid tot wijzigen af. Men wil zich aan afspraken wil houden om de voortgang van het ontwerpproces niet in gevaar te laten komen en de planning te kunnen halen. Daarom moeten de aannamen steeds zo realistisch mogelijk zijn en moet gedurende het gehele proces naar samenhang tussen de verschillende ontwerpaspecten worden gestreefd. Dit kan door een ontwerpmethode te kiezen waarbij die samenhang - en dus optimale integratie - is gewaarborgd.

Het ontwerp van klimaatinstallaties, gezien vanuit de optiek van installatie-ontwerpers, is beschreven in [14]. Figuur 2 geeft schematisch weer hoe tot een onderbouwde systeemkeuze kan worden gekomen. Dat wil niet zeggen dat iedere installatie-ontwerper het zo doet. Installatie-ontwerpers hebben eigen methoden waarover ze onderling weinig communiceren. Ze hebben vaak voorkeur voor bepaalde systemen omdat ze daar goede ervaringen mee hebben. Aan de installaties is bijna te zien wie de ontwerper is. Het in [14] beschreven systeemkeuzeproces kiest het bouwkundige schetsontwerp als uitgangspunt. Een belangrijk doel is, naast het realiseren van het Programma van Eisen, het voldoen aan wetten en regels, zoals met betrekking tot energiezuinigheid. Dat is iets waarvoor installatie-ontwerpers zich verantwoordelijk voelen en waarop ze aangesproken willen worden. Het resultaat van het beschreven proces is een voorselectie van in aanmerking komende installatieconcepten en varianten. De definitieve selectie is in [14] slechts zeer globaal beschreven. Het is een onderzoek dat zich richt op comforteisen en het creëren van voldoende inbouwruimte, mogelijkheden van onderhoud en beheer, met als doel flexibiliteit, kostenbeheersing (investering, energie, onderhoud, exploitatie), beperking milieu-effecten en voldoende energieprestatie. Niet is aangegeven hoe de verschillende doelen en de kosten van doelbereik tegen elkaar worden afgewogen. Het meest opvallende van is evenwel dat het installatie-ontwerp is beschreven als een op zich zelf staand proces en niet als een deel van het architectonisch/bouwkundig ontwerpproces.

(plaats voor figuur 2)

2.3.3 Ontwerp-methode

Uitgaande van het gegeven dat bij het ontwerp van "grof" naar "fijn" wordt gewerkt, zijn het installatie-ontwerp en het gebouw-ontwerp in opeenvolgende stadia steeds beter op elkaar af te stemmen. Het resultaat van de afstemming is steeds afhankelijk van de gegevens waarover kan worden beschikt en van de gedetailleerdheid van die gegevens. Het betreft enerzijds bouwkundige en bouwfysische gegevens en anderzijds - als consequentie - gegevens over noodzakelijke installaties en benodigde inbouwruimte.

Bijlage 2 "INTEGRATIE GEBOUW EN KLIMAAT-INSTALLATIES" geeft aan welke gegevens in elk stadium nodig zijn om tot een optimale integratie en - daarmee - tot een optimaal bereik van de functionele gebouwdoelen te komen. Een bijkomend voordeel van toepassing van deze methode is dat het tot een efficiënt ontwerpproces en tot tijdbesparing leidt. De kans dat het gebouw-ontwerp in volgende stadia voor de installaties ingrijpend moet worden gewijzigd wordt namelijk beperkt. Kenmerkend voor deze methode is dat de architect het installatie-ontwerp stuurt door de installaties in hun vorm en functie te ontwerpen. Installatie-ontwerpers kunnen daarbij ondersteuning bieden, op de manier zoals dat in de voorgaande paragraaf is beschreven, maar de architect blijft verantwoordelijk. De taak en verantwoordelijkheden van installatie-ontwerpers liggen bij de uitwerking en cijfermatige onderbouwing van de keuze van de architect en voor de terugkoppeling. Bij de uitwerking gaat het om de keuze van de installatie-componenten, juiste dimensionering, kostenbeheersing, beperking energiegebruik en milieu-effecten, maken van bestedingsstukken, kwaliteitsbewaking bij de uitvoering etcetera.

2.4 Evaluatie-onderzoek “ex-ante”

Evaluatie van het ontwerp van de klimaatregeling is mogelijk met behulp van proefkameronderzoek of computermodellen. Bij proefkameronderzoek wordt een ruimte, met daarin de ontworpen klimaat- en verlichtingsinstallatie, op ware grootte of op schaal gebouwd en worden in een stabiele situatie op meerdere punten in de ruimte temperatuur- en luchtsnelheidsmetingen verricht. De zomer- en wintersituatie wordt nagebootst met behulp van warme en koude wanden, de interne warmtebelasting met verwarmingselementen. Dit evaluatie-onderzoek wordt in toenemende mate vervangen door modelonderzoek met behulp van computerprogramma’s.

Voor evaluatie-onderzoek met behulp van de computer zijn programma’s beschikbaar die het verloop van de ruimtetemperatuur in de tijd berekenen en programma’s die de temperatuur en luchtstroming op verschillende plaatsen in de ruimte voorspellen. Met de eerste categorie, ook wel “TO-“ of “Temperatuur Overschrijdings-“programma’s genoemd, kan het verloop van de lucht- en stralingstemperatuur voor een geheel jaar worden berekend alsmede het aantal uren waarin bepaalde temperatuurgrenzen worden overschreden. Zie figuur 3. Om het adaptieve gedrag van mensen in de evaluatie te betrekken zijn er programma’s waarin de invloed van acclimatisatie en kledinggedrag is beschreven. Bij deze programma’s moeten de afmetingen van de ruimte en de opbouw en materiaaleigenschappen van wanden, ramen en zonweringsystemen worden opgegeven alsmede het gebruik en de belasting van de ruimte door personen, verlichting en apparatuur. Ook moet het koel- en verwarmingsvermogen en de wijze van regeling van de temperatuur en luchttoevoer worden aangegeven. Voor de berekening kunnen meteorologische gegevens van verschillende weerstations en verschillende jaren worden gebruikt. Met TO-programma’s kunnen eveneens het energiegebruik voor verwarming, koeling en ventilatie worden berekend en de energieprestatie. Hoewel deze programma’s zijn bedoeld om installatie-ontwerpen te evalueren worden ze ook wel gebruikt om varianten te toetsen en zodoende het installatie-ontwerp te optimaliseren.

(plaats voor figuur 3)

Met stromingsprogramma’s, ook wel “CFD-“ of “Computational Fluid Dynamics-” programma’s genoemd, kunnen voor een ruimte in een 2- of 3-dimensionaal raster de temperatuur en luchtstroming (snelheid en richting) worden berekend (zie figuur 4). Met behulp van CFD-programma’s kan worden nagegaan wat de meest gunstige plaats van eindapparaten is, bijvoorbeeld om te voorkomen dat binnen het leefgebied tocht optreedt. Om de invoer te beperken wordt op dit moment onderzocht hoe TO- en CFD-programma’s kunnen worden gekoppeld met een grafisch CAD-systeem [15].

(plaats voor figuur 4)

Voor evaluatie-onderzoek met behulp van de hier beschreven computerprogramma’s is kennis nodig van de fysica van het binnenmilieu en van klimaatregeltechniek. Verder moet men routine hebben in het gebruik van deze programma’s. Daarom worden deze programma’s (nog) niet in het reguliere Bouwkunde-onderwijs gebruikt. Op dit moment vindt onderzoek plaats om de bruikbaarheid en toegankelijkheid van deze programma’s zo te vergroten dat ze in het ontwerp-onderwijs kunnen worden ingezet en door architecten als ontwerptool zijn te gebruiken.

2.5 Evaluatie-onderzoek “ex-post”

Als afsluiting van het ontwerpproces kan worden onderzocht of een gerealiseerd gebouw aan z’n ontwerpdoelen beantwoordt en kan - op grond daarvan - de doeltreffendheid van het ontwerpproces worden beoordeeld. Om te kunnen beoordelen of de klimaatinstallaties doeltreffend zijn ontworpen moet in eerste instantie worden nagegaan of de klimaateisen zijn gerealiseerd. Deze eisen zijn niet toereikend om de klimaatbeleving van de bewoners te omschrijven [16]. Daarom moeten voor de evaluatie ook de reacties van de bewoners worden “gemeten”. Hiervoor zijn verschillende “Post-occupancy” en “Post-project” evaluatie-methoden ontwikkeld. Een voorloper van deze methoden is bekend als “Building in Use Evaluation” en mede bedoeld om verklaringen te vinden voor klachten van gebouwbewoners [17]. Kenmerkend voor “ex post” evaluaties zijn de gebouwsurvey’s en de ondervraging van de bewoners met behulp van vragenlijsten. De resultaten worden statistisch geanalyseerd en vergeleken met gegevens van eerder onderzochte gebouwen (“benchmarking”). Op deze manier ontstaan omvangrijke gegevensverzamelingen waaruit, op grond van statistische overwegingen, steeds betrouwbaarder conclusies kunnen worden getrokken over oorzaak en gevolg relaties. Nog grotere verzamelingen ontstaan als de gegevens van meerdere onderzoekers worden gekoppeld. Dit is gedaan op het gebied van het binnenklimaat-onderzoek en heeft onder andere geleid tot meer inzicht in het vermogen van mensen om zich aan te passen aan het klimaat en mechanismen die dat beïnvloeden [18]. Uit dit onderzoek blijkt dat de geprefereerde temperatuur in gebouwen met te openen ramen sterker afhankelijk is van de buitentemperatuur dan in gebouwen met gesloten gevels. Dat betekent dat gebouwen met te openen ramen minder behoeven te worden gekoeld dan gebouwen met gesloten gevels. Dit onderzoek bevestigt het al langer bestaande idee dat aan gebouwen met te openen ramen minder strenge temperatuureisen behoeven te worden gesteld dan aan gebouwen met gesloten gevels [19].

Bij internationale congressen is veel aandacht besteed aan “Building in Use” onderzoek en vooral aan de ontwikkeling van zo beknopt mogelijke vragenlijsten. Gebleken is dat de oorspronkelijke lijsten van 100 tot 150 vragen konden worden gereduceerd tot niet meer dan 15 tot 20 vragen. Voorstelbaar is dat “post-occupancy” en “post-project” evaluaties, bedoeld om na te gaan of gerealiseerde gebouwen voldoende aan hun functionele doelen beantwoorden, eveneens beknopter kunnen zijn dan op dit moment wordt gedacht [20].

3. TRANSPORTINSTALLATIES

Het onderzoek naar het interne transport van personen met behulp van installaties (liften, roltrappen en dergelijke) heeft betrekking op een analyse van de vervoersvraag en op de aan het transportsysteem te stellen performance-eisen. De performance van wordt bepaald door de indruk die gebruikers krijgen van de soepelheid waarmee de vervoersvraag wordt afgewikkeld. Voor een objectief oordeel worden onder meer de intervaltijd en de 5-minuten vervoerscapaciteit (“Handling Capacity”) als indicator gebruikt. De intervaltijd is de tijd die verloopt tussen het vertrek van twee opeenvolgende liften vanuit de entree-lobby. Voor de 5-minuten vervoerscapaciteit wordt het percentage van de bezetting genomen die in vijf minuten kan worden vervoerd. Met bezetting wordt het aantal personen bedoeld dat maximaal aanwezig is op de verdiepingen die de betreffende lift bedient.

De vervoersvraag is afhankelijk van het gebruik en de indeling van het gebouw en van de situering van het gebouw ten opzichte van het openbaar vervoer. Gebouwen dichtbij een trein- of metrostation hebben grotere pieken in de vervoersvraag te verwerken dan gebouwen die hoofdzakelijk met individueel vervoer zijn te bereiken. Het vanaf de ingang van het gebouw in eerste instantie horizontaal verdelen van de verkeersstroom kan ervoor zorgen dat de pieken bij liften worden afgevlakt. Voor dit doel kunnen ook roltrappen worden gebruikt. Bij gebouwen voor één organisatie zijn de vervoerspieken groter dan bij gebouwen voor verschillende organisaties met verschillende of “glijdende” werktijden. Bij warenhuizen, ziekenhuizen en dergelijke zijn openingstijden, bezoekuren en dergelijke verantwoordelijk voor pieken. Met glijdende werktijden en spreiding van openingstijden en bezoekuren worden pieken afgevlakt en de performance van vervoersystemen verbeterd.

Bij het Ruimtelijk Ontwerp wordt doorgaans volstaan met een globale analyse van de verkeersstroom in het gebouw en wordt de plaats en het aantal liften en - eventueel - roltrappen aan de hand van tabellen en vuistregels bepaald. Voor het Voorlopig Ontwerp worden aantal, afmetingen, type aandrijving, type besturing en liftsnelheid vaak bepaald met op eenvoudige rekenregels en statistiek gebaseerde computerprogramma’s van liftenfabrikanten [21]. Bij zeer hoge gebouwen, waarbij het verticaal transport zeer bepalend kan zijn voor de vorm van het gebouw, moet dit onderzoek al in de Ruimtelijke Ontwerpfase plaatsvinden. Voor het Definitief Ontwerp zijn simulatie-programma’s beschikbaar waarmee ook het verkeer tussen de verdiepingen onderling kan worden onderzocht. Voor het onderzoek met behulp van simulatie-programma’s is specifieke kennis van transportsystemen nodig en routine in het gebruik van de programma’s. Over deze kennis en routine beschikken liftenfabrikanten en een beperkt aantal adviesbureaus. Bij het Bouwkunde-onderwijs wordt tot nu toe alleen gebruik gemaakt van de op eenvoudige rekenregels en statistische gegevens gebaseerde programma’s.

4. ELEKTRISCHE INSTALLATIES

4.1 Kunstverlichting

De behoefte aan kunstlicht in gebouwen is afhankelijk van de aanwezigheid van daglicht. Vooral bij utiliteitsgebouwen kan door afstemming van daglicht en kunstlicht een aanzienlijke besparing op het energiegebruik worden bereikt. Zoals eerder is vermeld, betekent veel daglicht niet dat minder kunstlicht nodig is. Vaak is het andersom. Belangrijker dan de hoeveelheid licht (aangegeven met de verlichtings-sterkte) is de gelijkmatigheid van de verlichting. Dat geldt zeker voor ruimten waarin taken moeten worden uitgevoerd die veel van de visuele functie vragen, zoals voor het nauwkeurig waarnemen van kleine details, geringe kleurverschillen of geringe contrasten. Bij de afstemming van de verlichting hierop gaat het om het beperken van te grote contrasten tussen het werkvlak (de oogtaak) en het blikveld en om het beperken van spiegelingen en verblinding. Soms echter zijn spiegelingen en direct licht nodig, bijvoorbeeld om geringe afwijkingen in vormen of oppervlaktegesteldheid te kunnen waarnemen. Een optimale afstemming is mogelijk met een regeling van zowel de hoeveelheid daglicht als de hoeveelheid kunstlicht. In de afgelopen twee decennia is wetenschappelijk onderzoek gedaan naar dergelijke gecombineerde regelingen (o.a. TU Eindhoven).

Door de ontwikkeling van kunstverlichting, vooral fluorescentielampen (“TL”), is de aandacht voor daglicht als verlichtingsbron een tijdlang verwaarloosd. De aandacht voor ramen werd veel meer bepaald door de functie van visuele verbinding tussen binnen en buiten en de functie van architectonisch element, waarbij ten behoeve van het beeld gebruik wordt gemaakt van contrasten. Juist die contrasten kunnen in gebruiksruimten, waarin specifieke visuele taken moeten worden verricht, onaangenaam of zelfs te groot zijn. Met behulp van kunstlicht, zonwering, vitrage en dergelijke kan dit worden gecorrigeerd, ten koste van het architectonisch beoogde contrast wel te verstaan. Dat betekent dat er spanning kan tussen de functionele eisen en het architectonische ontwerp en dus dat er een afweging moet plaatsvinden.

Bij het Ruimtelijk Ontwerp wordt meestal volstaan met onderzoek naar de wijze van verlichting, plaats van armaturen en inbouwruimte voor leidingen. Bij het Voorlopig Ontwerp wordt de plaats van de armaturen en de afwerking van de ruimte op elkaar afgestemd (indeling verlaagde plafonds en dergelijke). Bij het Definitief Ontwerp wordt onderzocht welke verlichtingsarmaturen precies nodig zijn om de bij de Project Definitie vastgestelde verlichtingseisen te kunnen realiseren. De verlichtingseisen hebben betrekking op verlichtingssterkte, gelijkmatigheid, contrasten, kleurweergave en kleurtemperatuur Voor het onderzoek naar het toe te passen type en plaats van de verlichtingsarmaturen zijn computerprogramma’s beschikbaar waarin de ruimteafmetingen en de reflectiecoëfficiënten van plafond, wanden en vloeren moeten worden ingevoerd. De programma’s bevatten lichttechnische gegevens van verschillende armaturen. Dat is tevens de reden dat deze programma’s meestal beschikbaar worden gesteld door fabrikanten of leveranciers van verlichtingsarmaturen.

4.2 Overige elektrische installaties

Voor het ontwerp van de overige elektrische installaties, zoals voor de elektrische aansluiting van apparaten en machines, wordt alleen onderzoek gedaan naar het totale aansluitvermogen en naar de plaats en benodigde ruimte voor transformatoren, hoofdvoeding, hoofdverdeelinrichting en dergelijke. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van - in normen vastgelegde (o.a. NEN 1010) - veiligheidsbepalingen, vuistregels en ervaringscijfers [22]. Het verloop van leidingen en de plaats van groepenkasten aansluitpunten, schakelaars en dergelijke wordt bepaald aan de hand van bouwkundige tekeningen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van op vakmanschap gebaseerde kennis en ervaring. Wetenschappelijk onderzoek vindt, voor zover bekend, alleen plaats op het gebied van productie, transport en distributie van elektrische energie.

5. SANITAIRE INSTALLATIES

Sanitair installaties bestaan uit sanitaire toestellen, voorzieningen voor de productie en distributie van warm en koud tapwater en voorzieningen voor de afvoer van vuilwater (binnenriolering). Vaak wordt hemelwaterafvoer ook tot deze installatie gerekend. Voor het ontwerp van sanitaire en hemelwaterafvoer installaties wordt gebruik gemaakt van op vakmanschap gebaseerde kennis en ervaring. De kans dat deze kennis en ervaring niet wordt benut is groot omdat het belang van een goed ontwerp van dit “loodgieterswerk” vaak onvoldoende wordt onderkend. Dit belang betreft vooral het deel van de sanitaire installaties dat in de bouwkundige constructie wordt opgenomen. Als hieraan onvoldoende niet de juiste aandacht wordt besteed kunnen hinderlijke bijverschijnselen ontstaan, zoals waterslag, stromingsgeluid, leeg hevelen van watersloten, stankoverlast en dergelijke. Aan deze verschijnselen is later vaak weinig meer te doen. Ze zijn te voorkomen door leidingen voor warm en koud water, riolering en hemelwaterafvoer ruim (maar niet te ruim) te dimensioneren en zo weinig mogelijk bochten toe te passen en - uiteraard - door daar bij het bouwkundige ontwerp op tijd rekening mee te houden zodat inbouwruimte wordt gereserveerd. Bij binnenriolering moeten horizontale leidingen voldoende (maar niet te veel) op afschot worden gelegd en lange horizontale leidingen - zeker als ze in vloeren worden ingestort - zoveel mogelijk worden vermeden.

Bij het Ruimtelijk Ontwerp wordt meestal volstaan met onderzoek naar het aantal en de meest logische plaats van sanitaire toestellen en naar de horizontale en verticale inbouwruimte voor leidingen. Bij het Voorlopig Ontwerp worden de leidingen gedimensioneerd [23]. Bij het Definitief Ontwerp wordt de materiaalkeuze en de verbindingstechniek bepaald.

Wat betreft sanitaire installaties wordt in toenemende mate aandacht besteed aan milieu-effecten, in het bijzonder wordt getracht het energiegebruik te beperken bij de productie van warm tapwater, zoals met behulp van zonneboilers. Water dat op deze manier wordt verwarmd kan “ideale” omstandigheden geven voor het verblijf en de groei van pathogene micro-organismen, zoals legionella pneumophila. Besmetting kan worden voorkomen door water, afkomstig van een zonneboiler, altijd ten minste tot 60 ^oC te verwarmen (elektrisch of met een verwarmingsketel). Zie ook hoofdstuk 8.

6. COMMUNICATIE-INSTALLATIES

Om de stormachtige ontwikkeling op het gebied van datacommunicatie te kunnen volgen moeten utiliteitsgebouwen beschikken over een flexibele en aanpasbare infrastructuur en inbouwruimte om zo’n structuur te kunnen aanbrengen en uit te kunnen breiden. Hierbij moet worden gedacht aan kabels, netwerkservers, patch-panels en dergelijke. De ontwikkeling gaat zo snel dat de inzichten op dit gebied in beperkte tijd (maanden) ingrijpend kunnen wijzigen. De ontwikkelingstijd van gebouwen verloopt veel trager. Dat betekent dat (optimalisatie)onderzoek voor datacommunicatie-installaties, in relatie tot het gebouwontwerp, betrekkelijk zinloos is. Keuzes kunnen beter worden gemaakt op basis van een visie op de toekomst. Tot op heden hebben verhoogde vloeren, met eenvoudig toegankelijke ruimte (“computervloeren”), bewezen het meest flexibel te zijn. Dat neemt niet weg dat gebouwen met dergelijke vloeren vaak net zo’n wirwar aan kabels over de (verhoogde) vloer laten zien als gebouwen waarbij kabelgoten (aan of in de wand of in de vloer) zijn toegepast. Kennelijk gunt men zich de tijd niet om meubilair te verplaatsen en zich toegang te verschaffen tot de ruimte onder de vloer. In beide gevallen (computervloeren of kabelgoten) zouden in het meubilair geïntegreerde kabelgoten uitkomst kunnen bieden om de hoeveelheid kabels over de vloer te beperken. Afgezien hiervan worden datacommunicatieapparatuur en kabels steeds kleineren wordt in plaats van kabels in toenemende mate gebruik gemaakt van infrarood voor de communicatie tussen apparaten onderling en tussen apparaten en netwerken.

7. GEVELONDERHOUD

Architecten moeten aangeven hoe gevelonderhoud veilig kan plaatsvinden. Voor het wassen van ramen, uitvoeren van schilderwerk, inspectie/vervanging van gevelbekleding en dergelijke moet de gehele gevel bereikbaar zijn. Tot een werkhoogte van 10 m mogen voor het wassen van ramen ladders worden gebruikt. Boven deze hoogte kan een hoogwerker worden gebruikt tot maximaal 25 m, mits de hoogwerker dichtbij de gevel kan worden geplaatst en op een stabiele ondergrond kan worden afgestempeld. Bij hogere gebouwen en bij gevels die aan vijvers of binnentuinen grenzen, zijn hoogwerkers niet te gebruiken en moeten speciale voorzieningen aan het gebouw worden toegepast. Reeds bij het Ruimtelijk Ontwerp moet de mogelijkheid van gevelonderhoud worden onderzocht omdat dit tot aanpassing van de gebouwvorm kan leiden, zeker als aan schuine of inspringende gevels wordt gedacht. Ook grote schuine glasvlakken, bijvoorbeeld bij daken van serres en atria, moeten op hun bereikbaarheid worden onderzocht. In dit geval ook aan de binnenzijde. Bij het Voorlopig Ontwerp moet worden nagegaan hoe speciale voorzieningen, zoals gevelliften, op of aan het gebouw kunnen worden aangebracht en wat dat betekent voor de detaillering van de gevel en de constructie van het gebouw. In deze ontwerpfase moet onder andere worden onderzocht hoe de gondel glijdend aan de gevel kan worden bevestigd. Tijdens het Definitief Ontwerp wordt de constructie van de gevelinstallatie gedimensioneerd.

8. VOORKOMEN VAN KLACHTENRISICO’S

In de huidige situatie is meer dan de helft van de bewoners/gebruikers van kantoorgebouwen ontevreden over het binnenklimaat. Ook bij andere utiliteitsgebouwen met verblijfsruimten (onderwijsgebouwen, ziekenhuizen en dergelijke) heerst veel onvrede. Uit nationaal en internationaal onderzoek blijkt dat een groot deel van de onvrede wordt veroorzaakt door andere aspecten van het gebouw dan de klimaatinstallaties [3] Onvrede en klachten zijn te voorkomen door in elke ontwerpfase een strategie toe te passen waardoor klachtenrisico’s zoveel mogelijk worden beperkt of vermeden. Deze strategie, vaak aan geduid met “Gezond Bouwen” [24, 25], kan het beste door de gebouwontwerpers zelf worden gehanteerd. Worden anderen verantwoordelijk gemaakt voor het beperken van de klachtenrisico’s of het onderzoek daarnaar, dan ontstaat het risico zoals in paragraaf 9.3 is beschreven.

9. VERSCHIL TUSSEN LEERSITUATIE EN PRAKTIJK

9.1 Onderzoek in de leersituatie

Er is een verschil tussen het onderzoek dat in de leersituatie bij de faculteit Bouwkunde wordt verricht en het onderzoek dat in de praktijk plaatsvindt. In het Bouwkunde-onderwijs worden minder ontwerpstadia doorlopen dan in de praktijk. Het onderwijs beperkt zich meestal tot de Project Definitie (PD), het Ruimtelijk Ontwerp (RO) en het Voorlopig Ontwerp (VO). Bij een klein aantal oefeningen wordt een Definitief Ontwerp (DO) gemaakt.

De leersituatie bij Bouwkunde beoogt het laten ontstaan van een attitude waarbij de bouwkundig ingenieur in opleiding zich verantwoordelijk voelt voor de gebouwinstallaties en voor de functionele doelen die daarmee moeten worden gerealiseerd. Om dit te bereiken wordt in de leersituatie ook onderzoek gedaan dat in de beroepspraktijk niet typisch tot de taak van bijvoorbeeld architecten behoort, maar door installatie-ontwerpers en adviseurs wordt uitgevoerd. Door de oefeningen moet worden ondervonden welke consequenties bepaalde bouwkundige en architectonische ontwerpkeuzen hebben voor het type installatie en voor de inbouwruimte die voor die installaties nodig is.

9.2 Onderzoek in de praktijk

De praktijk omvat meer stadia van het ontwerpproces dan in de leersituatie worden geoefend. Daarbij komt dat sommige taken die in de leersituatie worden geoefend in de praktijk door adviseurs of installateurs worden uitgevoerd. Het op het ontwerp en de integratie in het bouwkundig/architectonisch ontwerp gerichte onderzoek omvat in de praktijk de programma-, ontwerp-, uitwerking-, realisatie en beheersfase. Voor zover adviseurs en installateurs daarin een rol hebben, is dit proces voor de klimaatinstallaties beschreven in Publicatie 43 van ISSO [14]. Het is een ideaalbeeld. De praktijk is vaak anders. ISSO plaatst de installatie-ontwerper in een rol waarbij het architectonisch ontwerp wordt gevolgd. Het initiatief ligt bij de architect en er wordt regelmatig teruggekoppeld. Dat veronderstelt dat in elke fase van het ontwerp consequent informatie wordt uitgewisseld. In de praktijk gaat het vaak anders omdat de adviseur of installateur meer verantwoordelijkheden krijgt en zelf oplossingen voor problemen moet verzinnen, ook al zouden die oplossingen in het architectonisch ontwerp kunnen worden gevonden.

9.3 Installatie-ontwerpers

Installatie-ontwerpers weten dat als over het binnenklimaat wordt geklaagd men al gauw in de richting van de klimaatinstallaties wijst. Ze vinden dit begrijpelijk. Toch blijkt dat de oorzaak van klimaatklachten vaak ergens anders moet worden gezocht dan bij de installaties. Dit fenomeen is uitgebreid onderzocht en er zijn inmiddels vele internationale congressen aan gewijd. De oplossing is duidelijk: installatie-ontwerpers moeten tijdens het ontwerpproces klachtenrisico's voorkomen door opdrachtgevers en architecten ervoor te waarschuwen als ze tot risicovolle ontwerpbeslissingen worden gedwongen. De werkelijkheid is dat de meeste installatie-ontwerpers hun opdrachtgevers en architecten liever niet met dit soort problemen lastig vallen. Ze vinden - net als vele architecten overigens - dat ze niet worden ingehuurd om voor problemen te waarschuwen maar om ze op te lossen. Dit blijkt ook uit [14]. Installatie-adviseurs voelen zich hierdoor vaak voor een dilemma geplaatst. Ze moeten een inkomen maar ook het in hen gestelde vertrouwen verdienen. Meestal kiezen ze voor succes op de korte termijn. Ze besluiten er het beste van te maken en hopen (vaak tegen beter weten in) dat het uiteindelijke resultaat wel mee zal vallen. De opdrachtgever en de architect kunnen dit voor hen risicovolle gedrag voorkomen met een projectorganisatie waarin open communicatie wordt aangemoedigd en waarin de realisatie van een perfect resultaat als een gezamenlijke verantwoordelijkheid wordt gezien.

Literatuur