Met de bouwvak voor de deur verlangen we op ons hoofdkantoor in Kampen net als iedereen naar zonnige zomermomenten. Om even te genieten van de warmte, om wat vitamine D te vangen. Niet dat de zon op andere dagen ver is te zoeken in ons werk. Wij houden van de zon, maar maken ook gevels om de zon juist buiten te houden, om de zon te doseren. Net als voor vakantiegangers is het motto voor gevelontwerpers: geniet van de zon, maar met mate!

Bij Metadecor zijn we dagelijks met de zon bezig. In alle projecten speelt de zon een hoofdrol in de wijze waarop er wordt ontworpen en gerekend. Voor de momenten dat de zon er wel is – soms in te grote doseringen – en voor de momenten dat de zon er niet is – maar er wel daglicht nodig is. Soms willen we de zon vangen (om van de energie gebruik te maken) en soms is het beter om de zon op afstand te houden (om niet te veel straling en warmte te vangen).

Als de zwaartekracht, maar dan grilliger

De zon is een grote macht in de architectuur. Net als de zwaartekracht, eigenlijk. Maar daar waar de zwaartekracht een constante is, is de zon een grillige partner in het ontwerpproces. Te veel zon die door de gevel direct het gebouw in schijnt, heeft een negatief effect op de klimaathuishouding. Te weinig zon doorlaten (of: daglicht vangen) betekent dat je energie moet gebruiken om de ruimten te kunnen gebruiken. We hebben klimaten, seizoenen, dag- en nacht, verschillende zijden voor een gebouw: een gevel ontwerpen die zich onder al die omstandigheden gedraagt als de optimale huid voor een gebouw, is nog geen eenvoudige opgave.

Grote stappen maken en dan verfijnen

Voor nieuwe gebouwen kan de grootste “winst” worden gehaald door de orientatie en vorm van het gebouw af te stemmen op de zonnestanden. De zuidgevel leent zich voor zonopwekking via de gevel (BIPV), maar heeft ook de grootste zonnelast en daarmee behoefte aan goed geïsoleerde wanden en zonwering voor de glaspartijen. Architect Norman Foster spreekt over ‘self shading facades’: gevels die optimaal gebruikmaken van de zonrichting. Het zijn gevels met een geleding of diepe neggen: dichte vlakken richting de hoogste zonnestand (al dan niet met pv) en voldoende openingen in een andere richting om daglicht te vangen. Een ‘zelfschaduwende’ gevel (deze kreet gaat natuurlijk nooit het Nederlandse woordenboek halen) is geen vlakke gevel en nooit rondom het hele gebouw hetzelfde.
Er zijn inmiddels legio softwareprogramma’s die daglichtsimulaties kunnen maken en daarbij ook kunnen berekenen welke invloed de transparantie van de gevel heeft op de energie-efficiëntie van het gebouw. Het loont om dergelijke simulaties te maken, ook voor bestaande gebouwen. Voor bestaande en nieuwe gebouwen maakte Metadecor voorzetelementen die de felste zon buitenhouden, maar middels perforaties toch het daglicht binnen laten sijpelen. Voor Het Zandkasteel werden de daglichtsimulaties vertaald naar “wimpers” van MD Shapes boven de kozijnen, bij de renovatie van basisschool De Klimroos zijn louvres geplaatst van MD Formatura om het directe licht van het schoolbord en de schoolbanken te houden.

Gebruik maken van patronen

Met gevels van MD Designperforatie, MD Strekmetaal en MD Formatura wordt het directe zonlicht buitengehouden, terwijl – met de juiste graad van transparantie – het uitzicht voor de gebruikers van het gebouw zichtbaar blijft. Ook hier kan worden gespeeld met de orientatie van het gebouw, door te spelen met de transparantie van de perforaties en patronen. De minst zonbelaste gevels krijgen gevelelementen met een hogere transparantie, om zoveel mogelijk daglicht te vangen.

Met MD Formatura krijgt het spel met de zon en het licht nog een extra dimensie, door de ombuiging van de figuren in het patroon. Eenzelfde patroon rondom een gebouw toepassen is mogelijk, maar bij de zonbelaste gevels zullen de elementen zo worden gebogen, dat zoveel mogelijk zonlicht direct wordt teruggekaatst. Bij de zonarme gevels wordt het MD Formatura patroon zoveel mogelijk “opengezet”.

Met MD Strekmetaal is het mogelijk om een gradiënt over de hoogte van panelen aan te brengen, waardoor de zontoetreding kan worden gereguleerd.

Een dubbele huid

Een steeds vaker voorkomende oplossing is de dubbele gevel of voorzetgevel met geperforeerde metalen elementen. De elementen kunnen permanent gesloten worden toegepast, of met te openen delen.Soms wordt de metalen gevel vrijwel direct tegen de (glazen of geïsoleerde) gevel gezet (zoals bijvoorbeeld bij het Metadecor hoofdkantoor, het project Tussen de Lakens en Old Town Court in Praag), bij andere projecten wordt juist ruimte gelaten en ontstaat een “bordes” tussen de twee gevels. Dit bordes kan fungeren als een (gekaderde) buitenruimte of voor onderhoudswerkzaamheden.

Een interessant aspect van deze oplossing is dat er tussen de glazen/geïsoleerde huid en de metalen (geperforeerde) gevel een microklimaat ontstaat. Dit microklimaat fungeert als een buffer tussen het buitenklimaat en het binnenklimaat en is vrij van wind en direct zonlicht. Bij het project Raqtan Headquarters – een ontwerp van Rempt van der Donk in de woestijn in Saudi Arabië – is de corridor ongeveer zeventig centimeter en heeft deze een zodanig positief effect op de energiehuishouding van het pand, dat de besparingen op airconditioning aanzienlijk zijn. In de winter kunnen de werknemers de ramen open zetten voor natuurlijke ventilatie – dat is voor die regio vrij uitzonderlijk. Metadecor is bezig met onderzoek om te bepalen wat de optimale afstand is (onder bepaalde klimaatomstandigheden) om een dergelijk microklimaat tot stand te brengen.

Nog meer natuurkrachten

In een verhaal over de zon en natuurkrachten, mag Airshade natuurlijk niet ontbreken. Met startup Airschade Technologies werkt Metadecor internationaal aan verschillende projecten en prototypen voor bewegende zonwering, aangedreven door lucht. Door de zon opgewarmde lucht, wel te verstaan. Zonder elektriciteit. Het prototype dat in de zomer van 2023 in de woestijn van Abu Dhabi werd geplaatst (in samenwerking met Arup en Masdar City) heeft zich bewezen en krijgt een follow-up. Tegelijkertijd zijn we bezig om voor de Europese klimaatomstandigheden prototypen te ontwikkelen, die met een iets grilliger zonregime kunnen omgaan.

Ja, wij houden van de zon en de uitdagingen die de zon brengt bij het ontwerpen van gevels, van toekomstbestendige architectuur. Graag gaan we de uitdaging aan met ontwerpers, ingenieurs en bouwers om te innoveren, om te spelen met de zon en gebouwen te maken die optimaal gebruik maken van het licht, de energie, de straling, de warmte. Misschien iets om over na te denken, onder die palmboom en op dat strandlaken.