Geautomatiseerd ruimtelijk ontwerp voor duurzamer bouwen
Kan ruimtelijk ontwerp en architecturale efficiëntie meer impact hebben op koolstofemissies dan een goed presterende bouwschil?
Een stellingname die ons als passiefbouwers doet fronsen, maar ze komt uit een onderzoekspaper van Ramon Weber, Christoph Reinhart en Caitlin Mueller die werd gepubliceerd in Nature Communications.
In het onderzoek wordt een hypergraph framework, een softwareprogramma, gepresenteerd dat toelaat grondplannen te genereren die rekening houden met onder andere energiegebruik, daglicht, plaatsing meubilair enzovoorts. Het ontwerp-algoritme zou nieuwe inzichten geven in de verschillende ruimtelijke configuraties en daaraan gekoppeld, de prestaties van het gebouw. De datasets zijn afkomstig uit residentiële grondplannen van appartementsgebouwen in Zurich, New York en Singapore.
Hoewel onze bouwreglementering wel voorwaarden stelt op het gebied van comfort en energetische efficiëntie, wordt het werkelijke ruimtegebruik in het gebouw niet in acht genomen. Het onderzoek van Ramon Weber, Christoph Reinhart en Caitlin Mueller toont hoe ruimtegebruik en energetisch efficiënte grondplannen essentieel zijn om low carbon gebouwen te ontwerpen.
Om de energetische efficiëntie van grondplannen te kunnen vergelijken, introduceren de onderzoekers de hypergraph, een op data en grafieken gebaseerde voorstelling van een architecturaal grondplan. De hypergraph bevat alle hoofdkenmerken van de indelingen van een gegeven grondplan, met mogelijkheid tot benchmarking en automatische generatie. Voor een beter begrip is het aanbevolen die illustraties in de paper te bekijken (zie links onderaan).
Ontwerp heeft sleutelrol in duurzaamheid
Het onderzoek toont aan dat architecturaal ontwerp een sleutelrol heeft in duurzaam bouwen. Terwijl het beleid focust op technische verbeteringen, betere isolatie en efficiëntere verwarming, toont dit onderzoek dat 'ruimte', en daarmee verbonden architecturaal ontwerp, veel belangrijker kan zijn om low-carbon gebouwen te ontwerpen.
De onderzoekers zien interessante mogelijkheden om deze hypergraph-methode toe te passen op de geautomatiseerde benchmarking van renovaties, inbegrepen het omvormen van kantoorgebouwen tot woongebouwen. Ruimtelijke efficiëntie en zorgvuldige planning kan leiden tot substantiële energiebesparingen, wat impliceert om indicatoren voor ruimtegebruik mee op te nemen in de ontwerppraktijk.
Meer informatie in het vrij toegankelijke research paper: A hypergraph model shows the carbon reduction potential of effective space use in housing
Kortere blogpost: https://communities.springernature.com/posts/automated-design-of-floor-plans-for-sustainable-buildings