Zo ziet het kantoor van de toekomst eruit

Groene kathedralen in plaats van grijze bouwdozen

Hoe de energietransitie de vormgeving van kantoren zal beïnvloeden

Niet alleen hightech snufjes gaan de toekomst van kantoorgebouwen bepalen; om de panden energieneutraal en duurzaam te maken, kunnen slimme materialen en op de natuur geïnspireerde of afkomstige materialen en ontwerpen een cruciale rol spelen. Dat zal leiden tot hele andere ontwerpen: groene kathedralen in plaats van grijze blokkendozen.

Dit artikel verscheen bij Powerswitch, een weblog over de energietransitie. Het maakt deel uit van mijn onderzoek naar de energietransitie.

Een kantoor waar algen voor licht en frisse lucht zorgen, en kennis van termieten is ingezet bij het ontwerp van een luchtcirculatiesysteem. Het is vast niet het eerste waar je aan denkt bij het kantoor van de toekomst. Eerder zal je een gebouw vol innovatieve snufjes voor je zien. Een modern pand waar sensoren voortdurend de juiste temperatuur, luchtvochtigheid en frisse lucht regelen. Met zuinige LED-verlichting die meer blauwe tonen geven om de arbeidsproductiviteit te vergroten, of geel en oranje kleuren om te ontspannen. Een pand waar energie uit zonnepanelen komt die in de ramen zitten, en warmte via een warmtepomp uit de grond wordt gehaald. Verwarming in wanden en vloeren zit en de opgewekte zonnestroom wordt opgeslagen in een accu in de meterkast. Kantoren die per saldo energie opwekken in plaats van verbruiken.

Hightech meets lowtech

Het futuristische kantoor dat zichzelf grotendeels in de eigen energiebehoefte voorziet: het is een beeld dat je terugvindt al terugvindt in menig brochure van de overheid, bouwbedrijf of zonnepanelenaanbieder. Het kantoorpand van Rijkswaterstaat in Rijswijk is een voorbeeld van zo’n hightech, energieneutraal kantoor.

Hightech snufjes zijn inmiddels de ‘standaardbenadering’ om een pand energieneutraal te maken. Toch zijn er ook andere manieren om een kantoor te verduurzamen. Hiervoor moeten we terug naar de natuur en leren uit oude beschavingen, die geen hightech voor handen hadden, en alleen een ‘lowtech’-benadering konden kiezen.

Inspiratie uit de natuur

Het nabootsen van natuurlijke en biologische structuren heet biomimicry. De natuur biedt bijvoorbeeld volop inspiratie om bijvoorbeeld de juiste temperatuur te regelen of de lucht te zuiveren. Hieronder volgen een aantal concepten, die ofwel in ontwikkeling zijn of wel al kleinschalig worden toegepast.

Koraalachtig cement

De gevels van kantoren zouden bekleed kunnen worden met biologische materialen als een soort schors die zelfherstellend zijn, stoffen uit de lucht kunnen opnemen en zich kunnen aanpassen aan veranderende omstandigheden. Deze stoffen kunnen in beton verwerkt worden of als een aparte laag op de buitenkant van gevels worden aangebracht.

Er wordt gewerkt aan nieuwe soorten cement, die CO2 kunnen halen uit de lucht. Net zoals koraal dit doet in de oceanen door CO2 op te slaan in het kalkskelet van het koraal. Dit wordt biomineralisatie genoemd. Er groeit dus een laagje ‘koralen’ op de gevels die huisvesting kunnen bieden aan een divers ecosysteem van organismen, zoals schimmels en korstmossen, die de lucht in steden kunnen helpen zuiveren door gassen en stofdeeltjes af te vangen of om te zetten.

Het voordeel van deze nieuwe beton- en cementsoorten is ook dat ze zelfreparerend zijn: wanneer kleine scheurtjes ontstaan in het oppervlak, worden hier onder invloed van vocht en bacteriën nieuwe sterke verbindingen gevormd (lijkend op gips).

Algen voor luchtzuivering en verlichting

Diverse architecten verkennen momenteel de mogelijkheden om het binnenklimaat van gebouwen te regelen met microalgen, die langs wanden groeien en de vochtigheid, zuiverheid en temperatuur nauwkeurig kunnen regelen. De algen kunnen gassen en andere stoffen in de lucht opnemen of omzetten in andere, reukloze en zuivere, onschadelijke gassen.

Door wanden te bekleden met algen, worden gebouwen ook aan de buitenkant minder warm. Met steeds meer groene, koele muren wordt een hete binnenstad ook leefbaarder, omdat de stenen muur minder warmte uitstraalt. De muren aan de buitenkant van een kantoorgebouw krijgen een actieve rol die klimaat, lucht, vocht en temperatuur kan reguleren.

Andere algen kunnen zorgen voor verlichting zonder dat er elektriciteit aan te pas komt. Deze algen hebben lichtgevende eigenschappen, die worden geactiveerd bijvoorbeeld door bewegingen zoals het idee waar designbureau Studio Roosegaarde aan heeft gewerkt. Diverse universiteiten en fabrikanten van verlichting zijn bezig met vergelijkbare ideeën, door algen te voorzien van de genetische eigenschappen van vuurvliegjes. In de toekomst kunnen algen dus een aanvullende lichtbron zijn naast led- en daglicht.

Elektriciteit uit planten

Nu al kan elke plant een heel klein beetje stroom leveren. Het Nederlandse bedrijfje Plant-e wil het rendement zodanig opschroeven, dat er een behoorlijke hoeveelheid elektriciteit uit planten te halen valt zodat je apparatuur mee kunt voorzien van stroom. In de toekomst kun je dus misschien je leeslamp, smartphone of laptop ‘rechtsreeks’ inpluggen in een plantenpot.

Bakstenen als brandstofcellen

Er wordt ook gewerkt aan brandstofcellen om energie op te slaan, die bacteriën en andere microbiëlen bevat: kunstmatig ontwikkelde micro-organismen, die ook gebruikt wordt om schone energie te produceren. Hiermee kunnen ‘bakstenen’ gemaakt worden die water kunnen zuiveren of elektriciteit kunnen opwekken of juist opslaan. Zo is er een brandstofcel ontwikkeld die elektriciteit kan maken uit urine. Even je telefoon opladen tijdens het toiletbezoek?

Termietenheuvels voor de juiste temperatuur

Naast gebruik van algen en planten, kan ook veel energiewinst gehaald worden uit het ontwerp van het gebouw zelf. En ook daarvoor kan de natuur een inspiratiebron zijn. Neem termieten, die erin slagen om de temperatuur, luchtvochtigheid en luchtkwaliteit van hun nest (met daarin miljoenen termieten) constant op zo’n 30 graden te houden terwijl de buitentemperatuur kan oplopen tot meer dan 50 graden of in de nacht kan zakken tot het vriespunt. Zij bouwen daarvoor hoge torens (‘kathedralen’) met daarin een geavanceerd stelsel van luchtkanalen en gangen die zorgen voor een voortdurende natuurlijke luchtstroom. Door bepaalde kanalen af te sluiten of te openen wordt de temperatuur aangepast.

Stel je een kantoor voor met grote torens en gangen die tijdelijk worden gesloten door deuren, ramen of verschuifbare wanden te kantelen, om de luchtstromen te sturen. In Zimbabwe staat al een kantoor dat geïnspireerd is op het ontwerp van de termietenheuvel.

Groene kathedralen

Slim gebruik maken van de technieken en grondstoffen uit de natuur kan minstens zo’n belangrijke bijdrage leveren aan de duurzame architectuur en kantoorbouw van de toekomst als het gebruik van hightech-oplossingen.

Dat betekent dat de gebouwen van de toekomst en daarmee onze steden er wel eens heel anders uit kunnen gaan zien. Groene kathedralen in plaats van glimmende blokkendozen, die inspelen op klimaatverandering en tegelijkertijd tot de verbeelding spreken.

Dit artikel verscheen bij Powerswitch

Lees ook: Britse universiteiten zetten Onderzoekshub ’levende gebouwen’ op. Een biologisch huis waar je telefoon wordt opgeladen dankzij ‘productie’ op het toilet, een slim ventilatiesysteem of bioluminiscente lampen die van zichzelf licht geven. Het huis wordt volgend jaar gebouwd in Engeland. 

Credits afbeelding: French Dream Towers, XTU Architects