Schetsontwerp Nijenoord 1 - Urban farming

auteurs:Paul Versteeg 1570351Coen van Vreden 1565675

datum:28-01-2013

docent:Dhr. R. Laterveer

2

Inleiding blz 3PlantLab blz 4Het gebouw blz 6Globale indeling blz 8Begane grond blz 10Urban farming verdiepingen blz 12Restaurant blz 16Doorsnede blz 18Uitstraling van het gebouw blz 20Groengevel blz 22Conclusie en aanbevelingen blz 24

Inhoudsopgave

3

Inleiding

In dit boekje is te zien hoe urban farming in een bestaand gebouw ondergebracht kan worden. De vorm waar dit in is gegoten, is een schetsontwerp. Met behulp van dit concrete plan is het beter mogelijk om conclusies en aanbevelingen te noteren. Dit boekje is 1 van de 2 einddocumenten voor het Green Prototype Platform. Het andere document is Proces en verantwoording GPP module.

4

Uit het onderzoek naar verschillende technieken voor urban farming, is één techniek er bovenuit gestoken. Deze techniek zal nader toegelicht worden, omdat deze ook gebruikt is in het ontwerp voor de toren van de Hogeschool Utrecht. Het bedrijf dat deze techniek ontwikkeld, is Plantlab uit Den Bosch. Door gebruik te maken van rood en blauw LED-licht kunnen planten groeien zonder zonlicht. PlantLab zegt zelf een revolutie in kweken te starten. Deze revolutie ontstaat door 4 veranderingen.

Verticaal kwekenHet eerste belangrijke verschil ten opzichte van bestaande tuinbouw, is het verticaal kweken van gewassen. Door verticaal te kweken is het mogelijk meerdere teeltlagen te creëren, op een beperkt grondoppervlak. In bestaande kassen is dit niet mogelijk, omdat er direct gebruik gemaakt wordt van zonlicht. Door verticaal te kweken is het ook mogelijk om efficiënter gebruik te maken van water. Door middel van de zwaartekracht kan water via de bovenste teeltlaag naar de ondergelegen lagen stromen.

LED-verlichtingSpeciale LED-verlichting is misschien wel de grootste doorbraak. Met de verlichting zijn de specifieke golflengtes te creëren die nodig zijn om planten te laten groeien. Een LED straalt specifiek één kleur licht uit, waardoor in tegenstelling tot de zon en traditionele lichtbronnen, energie bespaard kan worden. Uit onderzoek is gebleken dat een gewas vooral blauw en rood licht nodig heeft voor de fotosynthese. Naast deze zichtbare kleuren, mag ook verrood niet ontbreken. Dit is voor mensen niet zichtbaar, maar in de speciale LED-verlichting wel aanwezig. De planten in de test-units zijn exact hetzelfde als planten die in zonlicht gegroeid zijn.

Wiskundige modellenIeder gewas, elke plant en elke bloem heeft een eigen cocktail aan omstandigheden waaronder die het beste groeit. Deze eigenschappen zijn veelal bekend, het is echter het lastigst om deze omstandigheden te creëren. Doordat deze vorm van urban farming in een volledig afgesloten milieu zit, kunnen deze omstandigheden goed afgesteld worden. Door middel van intelligente wiskundige modellen zijn de omstandigheden in te stellen en te bewaken. Te denken hierbij is aan de toevoer van licht, lucht, water en voedingsstoffen.

IntegratieTot slot is het van groot belang om bovenstaande eigenschappen goed te kunnen combineren. Dit wordt aangevuld met technische ontwikkelingen, zoals allerlei sensoren, visiontechnologie en robotisering. Het uiteindelijke doel is om het verbouwen van groente en fruit overal te kunnen uitvoeren, zonder dat er (veel) arbeid bij komt kijken.

PlantLab

5

links: LED-verlichting.rechts: Verticaal kweken.

6

Het urban farming systeem waar gebruik wordt gemaakt van LED-verlichting lijkt een goede techniek om voedsel te verbouwen in gebouwen. Een belangrijke vraag hierbij is: Hoe past het systeem in een bestaand gebouw? Misschien zijn er wel veel aanpassingen nodig om het te laten functioneren, of blijkt dat de verkeersruimte wel erg veel vierkante meters kost. Om een compleet beeld te krijgen van het systeem en de aanpassingen die nodig zijn is daarom een schetsontwerp gemaakt waarbij het systeem wordt toegepast in een bestaand gebouw.

Nijenoord 1

Gekozen is voor de toren van de Hogeschool Utrecht, Nijenoord 1. De school zal binnen een paar jaar daadwerkelijk dit gebouw verlaten, waardoor het een reëel plan is. Voor het schetsontwerp wordt alleen de toren in nader bekeken. Dit maakt het ontwerp overzichtelijker. Op de rechter foto is de toren uitgelicht. De toren telt 9 verdiepingen en staat pal naast het spoor. Opvallend zijn de gesloten gevel aan de straatzijde en de betonnen borstweringen.

Om het plan financieel haalbaar te maken zullen er een supermarkt en een restaurant in de toren komen. Deze functies leveren meer geld op per vierkante meter dan urban farming, waardoor de gemiddelde opbrengst per vierkante meter omhoog gaat. De supermarkt en het restaurant zullen gebruik maken van de groente en het fruit die in het gebouw gekweekt worden. Hierdoor zijn de transportafstanden tot het minimum beperkt.

Het gebouw

7

15000+P

links: Overzicht locatie Nijenoord 1.rechts: Plattegrond 4e verdieping bestaand.

8

Globale indeling

Op de pagina hiernaast is de indeling van 3 verschillende verdiepingen te zien. Op de begane grond zullen een supermarkt, een opslag, en de ingang van het restaurant komen. De urban farming verdiepingen zullen volledig in beslag worden genomen door urban farming en installaties. Op de bovenste verdieping zal er op de hele verdieping een restaurant komen.

9

links: begane grondmidden: 4e verdiepingrechts: 9e verdieping

supermarkt

opslag /distributie

restaurant toegang

urban farmingrestaurant

10

Op de begane grond zal de supermarkt het meest prominent aanwezig zijn. Om in het straatbeeld duidelijk te maken dat er een supermarkt zit, zal de ingang aan de straatzijde worden gecreëerd. De supermarkt moet een biologisch uiterlijk krijgen, waardoor de supermarkt het uithangbord van het gebouw wordt. De winkel zal voornamelijk worden gericht op de zelf gekweekte producten, maar er zijn aan de zijkanten ook schappen geplaatst voor andere producten. Wanneer de ruimte voor de winkel in een ander ontwerp groter kan zijn dan bij dit ontwerp, kan het assortiment worden uitgebreid. Wel moet er rekening mee gehouden worden dat de winkel niet te groot wordt. De vraag naar de gekweekte producten uit het pand moet namelijk niet groter worden dan het aanbod. De supermarkt zal het magazijn delen met de opslag en toevoer voor het urban farming deel van het gebouw. Dit scheelt ruimte en is logistiek het handigst. Dit betekent wel dat het er één overkoepelende organisatie moet zijn waar alle functies onder vallen.

Het restaurant wat op de 9e verdieping zit heeft op de begane grond een toegang nodig. De toegang is bij dit ontwerp aan de zijkant geplaatst, waardoor de bezoekers van het restaurant direct naar de liften kunnen lopen. Tussen de gang en de supermarkt zal glas zitten, waardoor vanuit de gang de supermarkt te zien is en andersom. Men ziet hierdoor dat het gebouw één grote organisatie is en daarnaast wordt men geprikkeld om ook naar de supermarkt of het restaurant te gaan.

Begane grond

11Begane grond

supermarkt

opslag /distributie

restaurant toegang

12

Het meest belangrijke van de toren is het urban farming systeem. De meeste verdiepingen in de toren zullen dan ook bestaan uit urban farming. Zoals eerder beschreven zal er in dit ontwerp LED-verlichting gebruikt worden om de planten te laten groeien. In nieuwbouw zal dit systeem werken met lades die automatisch naar een plek gebracht worden, zodat de planten verwerkt kunnen worden. In een bestaand gebouw zal dit echter veel moeilijker gaan. In dit ontwerp zullen de planten via de bestaande lift naar een andere verdieping verplaatst worden voor verwerking. Dit is een zeer belangrijk punt waar rekening mee moet worden gehouden als urban farming in een bestaand gebouw gaat worden toegepast.

Omdat het transport via de lift zal plaatsvinden, zal er één formaat stellage zijn waar de planten in worden gekweekt. Wanneer de planten verwerkt dienen te worden zal de stellage in zijn geheel in de lift gereden worden. Het aantal lades kan per stellage aangepast worden. Zo kunnen stellages voor kleine planten uit 3 of vier lades bestaan, en stellages voor grotere planten uit 1 of 2 lades. De stellages zijn 2 meter hoog, 1,5 meter diep en 0,75 meter breed. De stellages werken volgens het plug & play principe. Als de planten klaar zijn voor verwerking worden er 2 systemen losgekoppeld, namelijk een stroomtoevoer en een watertoevoer.

De stellages kunnen op verschillende manieren geplaatst worden in de ruimte. Wel is duidelijk dat er rijen gevormd moeten worden met voldoende afstand tussen elkaar om de stellages goed weg te kunnen rijden. Er zijn twee varianten gemaakt waabij de ene variant 150 m² urban farming oplevert, en de andere variant 185 m². Uiteraard is er gekozen om het plan met 185 m² urban farming toe te passen.

Urban farming verdiepingen

13

150 m² 185 m²

linksboven: impressie urban farming verdiepingrechts: urban farming stellagelinks onder: twee indeling varianten urban farming

14

Bij elk ontwerp met dit systeem zal gekeken moeten worden naar de optimale indeling, voor de maximale vierkante meters urban farming. Het systeem is flexibel waardoor dit geen groot struikelblok moet zijn bij andere ontwerpen met urban farming.

Om een optimaal binnenklimaat te hebben met zo min mogelijk energieverlies, zal de ruimte extra goed geisoleerd moeten worden. Bij de gevel komt er een nieuwe wand met isolatie, en de ruimte dient overal gesloten te worden. Bij het ontwerp moet er dus rekening mee worden gehouden dat de ruimte waar de planten in groeien als het ware een doos in het gebouw moet worden om het klimaat volledig te kunnen regelen.

In de linkerbovenhoek op de plattegrond zal de installatieruimte komen. Er zal nog nader onderzoek moeten worden gedaan naar de benodigde ruimte voor de installaties. Er zullen installaties komen voor de klimaatregeling en het watersysteem.

15

Verdieping urban farming

urban farming

installatie-ruimte

16

Op de 9e verdieping zal het restaurant komen. Vanwege de hoogte is er een mooi uitzicht over Utrecht. In het restaurant zullen de gewassen die op de andere verdiepingen groeien in de maaltijden worden verwerkt. Het eten legt dus geen afstand af, wat goed is voor het milieu. Om aan te sluiten bij de rest van het gebouw, moet het restaurant een ecologische uitstraling hebben, wat bereikt wordt door in het loopgedeelte hout toe te passen. Dit wordt ook toegepast op de looproute op de begane grond. In het midden van het looppad zullen twee groene wanden geplaats worden om het groene uiterlijk te versterken. Zoals eerder beschreven zullen de gasten het restaurant via twee liften bereiken. Naast de liften dienen de twee bestaande trappenhuizen als vluchtroutes.

Restaurant

17

9e verdieping: restaurant

keuken

opslag

looppad

zitdeel

zitdeel

18

In de doorsnede is per verdieping te zien waar welke functie zich bevindt. Op de begane grond bevindt zich zoals gezegd de supermarkt en de toegang naar het restaurant. De verdieping er boven zal de verwerkingsruimte zijn van de gewassen. De LED-verlichting geeft namelijk een paarse kleur omdat er enkel rood en blauw licht wordt gebruikt. Omdat het niet prettig werken is in deze paarse kleur moet er worden geprobeerd om het grootste deel van het werk niet in de paarse ruimtes plaats te laten vinden. Op de 7 verdiepingen daarboven zullen de groeiruimtes voor de planten zijn, en de bovenste verdieping is bestemd voor het restaurant.

Doorsnede

19

rechts: doorsnedevan boven naar beneden: restaurant, urban farming, verwerking, winkel

20

Het gebouw moet een groene uitstraling krijgen. Het moet van buiten duidelijk zijn dat er groente en fruit wordt verbouwd, en dat dit op een groene manier gebeurt. De grootste verandering zal zijn dat de ramen op de verdiepingen waar de planten groeien worden dichtgezet. In plaats daarvan komen planten aan de gevel te hangen. Wanneer de ramen zouden blijven zitten zouden ze hoe dan ook geblindeerd moeten worden, aangezien er 24 uur per dag paars licht uit de ruimte komt.

De bovenste verdieping zal rondom zwart geverfd worden. Het restaurant moet zich namelijk onderscheiden van de rest van het gebouw. Wanneer dit niet het geval is, zal het minder duidelijk zijn dat er een restaurant zit, waardoor er minder gasten zullen zijn.

Het succes van het restaurant en de supermarkt kan afhankelijk zijn van de uitstraling. Daarom is een investering in de groengevel zeer aan te raden. Tevens kan de groene uitstraling een goede invloed hebben op de wijk.

Uitstraling van het gebouw

21

Impressie van het uiterlijk van de toren.

22

Er zijn veel verschillende types groengevels op de markt. Het principe dat het raam wordt vervangen door een groengevel zal bij elk gebouw werken. Het type groengevel kan wel per gebouw anders zijn.

In dit geval hebben we gekozen om gebruik te maken van een groengevel dat met een u-profiel op de nieuw geplaatste kalkzansteen muur is bevestigd. De groenwand hangt aan een systeem waar waterslangen in zijn opgenomen.

Op de 9e verdieping bij het restaurant zal een nieuw kozijn geplaatst worden. Dit kozijn zal naar voren worden geplaatst om nog duidelijker het verschil met de andere verdiepingen te benadrukken. Tevens levert dit wat extra ruimtegevoel op.

Groengevel

23

links: 3D detail van de groengevel.rechts: Groeiwijze groengevel.

24

Door het schetsontwerp kunnen er conclusies getrokken worden over het toepassen van urban farming in bestaande gebouwen. Natuurlijk gaat het hier maar om één ontwerp en zijn gebouwen erg verschillend van elkaar, maar toch kunnen er bepaalde dingen worden aangenomen.

De indeling van de urban farming stellages zal geen groot probleem worden wanneer er een ontwerp wordt gemaakt voor urban farming in een bestaand gebouw. De indeling is flexibel waardoor urban farming er altijd wel zal inpassen. Ook bouwkundig zal het geen problemen met zich mee brengen. De verdiepingen worden niet zwaar belast. Wel is het belangrijk om rekening te houden met het transport binnen het gebouw. In dit ontwerp gaan de stellages in een lift naar een andere verdieping om daar verwerkt te worden, maar dit zal niet overal mogelijk zijn. Daarnaast is het goed om er rekening mee te houden dat er een extra schil voor de urban farming ruimte zal moeten komen om het klimaat goed te kunnen beheersen. Ook dit zal altijd mogelijk moeten zijn, maar het zal in het ene gebouw meer m² kosten dan in een ander gebouw.

De installaties zullen voor aanpassingen zorgen aan het gebouw. Naast de intallaties voor water en elektriciteit, moet er ook een goede klimaatisntallatie zijn. Naar de installaties kan nader onderzoek worden gedaan om ook hier een goed beeld van te krijgen.

Urban farming in een bestaand gebouw zal meer een oplossing zijn voor de toekomst. Financieel kan het nog niet concurreren met de huidige tuinbouw. Daarnaast zijn de huurprijzen van bestaande gebouwen en de aanschafkosten van LED-verlichting te hoog. Wanneer er ontwikkelingen in de LED-verlichtingen komen, en de voedselcrisis toeneemt, zal het plan reëler en haalbaarder worden. In een land waar landbouw niet makkelijk is door bijvoorbeeld het klimaat, zal urban farming met deze techniek meer kans van slagen hebben.

Tot slot kan er nog nader onderzoek worden gedaan naar het financiele plaatje. Het concept van urban farming in een bestaand gebouw zal volledig doorgerekend kunnen worden. Tevens is het interessant in hoeverre de combinatie van een restaurant en een winkel het plan haalbaarder kan maken.

Conclusie en aanbevelingen

25