Architectuur als klimaatmachine
1: Geschiedenis van klimaatbeheersing in gebouwen
1.1
- Temperatuur in een grot is nagenoeg het hele jaar constant vanwege de grote steenmassa;
een grote massa doet lang over de opname en afgifte van warmte.
- Schaapskooien Texel; afgeschuinde dakdeel gericht op het westen, waar de meeste wind
vandaan komt.
- Hellende daken ivm waterafvoer; in NL logische keuze ivm klimaat.
1.2
- Romeinse heliocaminus; kamer in een badhuis die opgewarmd werd door de zon.
- Vanaf 1800: gebruik passieve zonne-energie; water verwarmen voor huishoudelijk gebruiken
zonnewarmte concentreren met conische, reflecterende bakken waardoor het water ging
koken en stoom vormde.
- Vuur staat nu nog steeds aan de basis van de verwarming van gebouwen.
- Romeinse tijd; hypocausten; Hete lucht werd vanuit een stookpunt door holle vloeren
wanden gevoerd.
o Pas in de 20e eeuw een vervolg met mondernere wand- of vloerverwarming.
- Spaanse braseros en Japanse hibachi’s: Hete pannen of barbecues, plaatselijke
verwarmingen.
- 12e eeuw: ontstaan schoorstenen.
- Vanaf 1685 ontstonden kachels en haarden aan de gevel.
- 1742: Franklin Stove, metalen houtkachel door Benjamin Franklin
- Stratificatie: De natuurlijke eigenschap dat warme lucht opstijgt.
- 1790: verbetering Franklin Stove door David Rittenhouse met een L-vormige schoorsteen.
- Doorontwikkeling hierop: fornuizen.
- De afvoerkanalen werden steeds langer en door meerdere vertrekken geleid begin
centrale verwarming.
- Om een bepaalde ruimte warmer te stoken werd daar een lang stuk warmwaterleiding
compact samengebracht in een omkasting.
- Begin 19e eeuw ontstond luchtverwarming.
o Niet alleen verwarming maar tegelijkertijd ook luchtbevochtiging.
o Nadeel: lucht kan niet ver horizontaal worden vervoerd en er kwamen vaak
verbrandingsgassen mee de ruimtes is.
- In 1890 ontstonden de eerste thermostaatregelingen.
o Principe; materialen zetten uit of krimpen bij temperatuurverschillen.
- 1892: 1e elektrische kachel.
- Stadsverwarming; stoom kan door de hoge temperatuur ver worden vervoerd waardoor er
voor een wijk of stad een stoomcentrale kon worden gemaakt.
o Later werd de stoom ook gebruikt om elektriciteit op te wekken.
- Compact bouwen; compacte gebouwen met lage plafonds zijn beter warm te houden. (hoog
plafond; alle warmte bovenin en koude lucht komt weer naar beneden)
- Grasplaggen; primitieve isolatielaag van gebouwen.
- Hooizolders als isolatie en dierenstallen naast het woongedeelte (natuurlijke kachels)
, 1.3
- Pantheon Rome; oculus geeft een hoge lichtopbrengst.
- Glas wordt verkregen door zand, soda en kalk te mengen en te smelten.
o Werd al 5000 jaar BC gebruikt voor kralen in Mesopotamië
- Glas zorgt voor comfort, licht en (vertekend) zicht, uitzicht.
- Door dubbel of drielagig glas is de isolatiewaarde flink verbeterd t.o.v. enkel glas.
- Modernisme, het Nieuwe Bouwen, bracht de doorbraak naar volledige glazen gevels.
- Nadelen glas; ongewenste opwarming, onprettige koudeval bij gebrek aan verwarming aan
de gevel veel groter energiegebruik.
1.4
- Koeling; nauwe straten, compacte huizen, witgekalkte gevels en daken.
- 2000 BC; Perzen koelden tombes met ijs.
- Perzisch koelsysteem; massieve lemen waterreservoirs met een schoorsteen erboven. Door
het verdampende water werd het reservoir gekoeld.
- 1660: ijshuizen in West-Europa. Een geïsoleerde kamer, vaak onder de grond, werd gevuld
met ijs en diende als koelkast. Een drainage voerde smeltwater en condens af.
- Ijs in buizen: lucht stroomt erlangs en koelt af.
- Andere koel opties: koud rivierwater toevoeren, lucht vanuit kelder invoeren, ventilatoren
die lucht over ijs blazen.
- Verdampingskoeling: water onttrekt warmte aan de omgeving. Water verdampt.
o Adiabatisch proces; een bepaalde stof of steen kan worden afgekoeld door hem
voortdurend vochtig te houden en er lucht langs te voeren.
- Mechanische koeling: kringproces van verdamping, compressie en condensatie.
o NH3, SO2, CH3CL zijn meest gebruikte media. Werden vervangen door cfk’s ivm
giftigheid.
o Maar cfk’s tasten de ozonlaag aan en er is weer mee gestopt.
1.5
- Men ging ventileren i.v.m. aantoning wetenschappers dat zuurstof uit buitenlucht nodig is
voor gezondheid.
- Men maakte gaten in het dak waardoor de warme lucht kon verdwijnen, openingen aan de
onderzijde gaven frisse lucht.
o Maar er ontstond niet voldoende trek en bij kou kwam er kou door het dak.
- Rozetten werden geïnstalleerd op woonhuizen met afvoerpijpen en een luchtzuiger.
- Schroefventilator; word in beweging gebracht door de wind en creëert door de draaiing een
sterke afzuiging.
- Geforceerde ventilatie; boven wordt een vuur gestookt, dit zorgt voor trek waardoor warme,
bedompte lucht naar boven werd afgevoerd.
- Modern luchtbehandelingssysteem; filtratie van buitenlucht, verwarming en bevochtiging,
een regelaar het luchtvolume te beheersen en een koel- en ontvochtigingsgedeelte.
1.6
- Toekomstdroom in 1926: gebouwen zonder ramen door gebruik van airco en kunstlicht.
- Gebouwen zijn klimaatapparaten geworden.
1: Geschiedenis van klimaatbeheersing in gebouwen
1.1
- Temperatuur in een grot is nagenoeg het hele jaar constant vanwege de grote steenmassa;
een grote massa doet lang over de opname en afgifte van warmte.
- Schaapskooien Texel; afgeschuinde dakdeel gericht op het westen, waar de meeste wind
vandaan komt.
- Hellende daken ivm waterafvoer; in NL logische keuze ivm klimaat.
1.2
- Romeinse heliocaminus; kamer in een badhuis die opgewarmd werd door de zon.
- Vanaf 1800: gebruik passieve zonne-energie; water verwarmen voor huishoudelijk gebruiken
zonnewarmte concentreren met conische, reflecterende bakken waardoor het water ging
koken en stoom vormde.
- Vuur staat nu nog steeds aan de basis van de verwarming van gebouwen.
- Romeinse tijd; hypocausten; Hete lucht werd vanuit een stookpunt door holle vloeren
wanden gevoerd.
o Pas in de 20e eeuw een vervolg met mondernere wand- of vloerverwarming.
- Spaanse braseros en Japanse hibachi’s: Hete pannen of barbecues, plaatselijke
verwarmingen.
- 12e eeuw: ontstaan schoorstenen.
- Vanaf 1685 ontstonden kachels en haarden aan de gevel.
- 1742: Franklin Stove, metalen houtkachel door Benjamin Franklin
- Stratificatie: De natuurlijke eigenschap dat warme lucht opstijgt.
- 1790: verbetering Franklin Stove door David Rittenhouse met een L-vormige schoorsteen.
- Doorontwikkeling hierop: fornuizen.
- De afvoerkanalen werden steeds langer en door meerdere vertrekken geleid begin
centrale verwarming.
- Om een bepaalde ruimte warmer te stoken werd daar een lang stuk warmwaterleiding
compact samengebracht in een omkasting.
- Begin 19e eeuw ontstond luchtverwarming.
o Niet alleen verwarming maar tegelijkertijd ook luchtbevochtiging.
o Nadeel: lucht kan niet ver horizontaal worden vervoerd en er kwamen vaak
verbrandingsgassen mee de ruimtes is.
- In 1890 ontstonden de eerste thermostaatregelingen.
o Principe; materialen zetten uit of krimpen bij temperatuurverschillen.
- 1892: 1e elektrische kachel.
- Stadsverwarming; stoom kan door de hoge temperatuur ver worden vervoerd waardoor er
voor een wijk of stad een stoomcentrale kon worden gemaakt.
o Later werd de stoom ook gebruikt om elektriciteit op te wekken.
- Compact bouwen; compacte gebouwen met lage plafonds zijn beter warm te houden. (hoog
plafond; alle warmte bovenin en koude lucht komt weer naar beneden)
- Grasplaggen; primitieve isolatielaag van gebouwen.
- Hooizolders als isolatie en dierenstallen naast het woongedeelte (natuurlijke kachels)
, 1.3
- Pantheon Rome; oculus geeft een hoge lichtopbrengst.
- Glas wordt verkregen door zand, soda en kalk te mengen en te smelten.
o Werd al 5000 jaar BC gebruikt voor kralen in Mesopotamië
- Glas zorgt voor comfort, licht en (vertekend) zicht, uitzicht.
- Door dubbel of drielagig glas is de isolatiewaarde flink verbeterd t.o.v. enkel glas.
- Modernisme, het Nieuwe Bouwen, bracht de doorbraak naar volledige glazen gevels.
- Nadelen glas; ongewenste opwarming, onprettige koudeval bij gebrek aan verwarming aan
de gevel veel groter energiegebruik.
1.4
- Koeling; nauwe straten, compacte huizen, witgekalkte gevels en daken.
- 2000 BC; Perzen koelden tombes met ijs.
- Perzisch koelsysteem; massieve lemen waterreservoirs met een schoorsteen erboven. Door
het verdampende water werd het reservoir gekoeld.
- 1660: ijshuizen in West-Europa. Een geïsoleerde kamer, vaak onder de grond, werd gevuld
met ijs en diende als koelkast. Een drainage voerde smeltwater en condens af.
- Ijs in buizen: lucht stroomt erlangs en koelt af.
- Andere koel opties: koud rivierwater toevoeren, lucht vanuit kelder invoeren, ventilatoren
die lucht over ijs blazen.
- Verdampingskoeling: water onttrekt warmte aan de omgeving. Water verdampt.
o Adiabatisch proces; een bepaalde stof of steen kan worden afgekoeld door hem
voortdurend vochtig te houden en er lucht langs te voeren.
- Mechanische koeling: kringproces van verdamping, compressie en condensatie.
o NH3, SO2, CH3CL zijn meest gebruikte media. Werden vervangen door cfk’s ivm
giftigheid.
o Maar cfk’s tasten de ozonlaag aan en er is weer mee gestopt.
1.5
- Men ging ventileren i.v.m. aantoning wetenschappers dat zuurstof uit buitenlucht nodig is
voor gezondheid.
- Men maakte gaten in het dak waardoor de warme lucht kon verdwijnen, openingen aan de
onderzijde gaven frisse lucht.
o Maar er ontstond niet voldoende trek en bij kou kwam er kou door het dak.
- Rozetten werden geïnstalleerd op woonhuizen met afvoerpijpen en een luchtzuiger.
- Schroefventilator; word in beweging gebracht door de wind en creëert door de draaiing een
sterke afzuiging.
- Geforceerde ventilatie; boven wordt een vuur gestookt, dit zorgt voor trek waardoor warme,
bedompte lucht naar boven werd afgevoerd.
- Modern luchtbehandelingssysteem; filtratie van buitenlucht, verwarming en bevochtiging,
een regelaar het luchtvolume te beheersen en een koel- en ontvochtigingsgedeelte.
1.6
- Toekomstdroom in 1926: gebouwen zonder ramen door gebruik van airco en kunstlicht.
- Gebouwen zijn klimaatapparaten geworden.
