Historisch verwarmen
EEN NIEUWE OMGANG MET COMFORT
Door de klimaatcrisis en coronapandemie staan verduurzaming en ventilatie van gebouwen volop in de belangstelling. Tegelijkertijd is het opmerkelijk hoe weinig aandacht de beheersing van het binnenklimaat in de Nederlandse bouwhistorie en architectuurgeschiedenis heeft gekregen.
Architectuurhistoricus Natasja Hogen wil daar met haar proefschrift ‘Een nieuwe omgang met comfort’, dat recentelijk is verschenen bij de UVA, verandering in brengen. Voor IZ schreef zij een artikel over de periode van 1840 tot circa 100 jaar geleden.
Technische innovaties
De negentiende eeuw was een eeuw vol technische innovaties, onder andere op het gebied van het binnenklimaat. Waar voorheen alleen kon worden verwarmd met behulp van open vuren of eenvoudige kachels, kwam vanaf omstreeks 1840 luchtverwarming op de markt voor het verwarmen van gebouwen, al snel gevolgd door stoom- en waterverwarming. Deze systemen werden niet alleen toegepast in bijvoorbeeld ziekenhuizen en concertzalen, maar steeds vaker ook in de woonhuizen van de rijke bovenlaag van de bevolking.
Adviseurs
Waar aanvankelijk architecten verantwoordelijk waren voor het inpassen van deze systemen in het ontwerp van het gebouw, zorgde de steeds complexer wordende opgave om het binnenklimaat te reguleren ervoor dat de werktuigbouwkundig ingenieur als adviseur van de architect een belangrijke rol kreeg. Tegelijkertijd slaagden de architecten er heel goed in om deze moderne installaties nagenoeg onzichtbaar in te passen in de architectuurtaal van de negentiende eeuw.
Maatwerk
Hoewel ketels, leidingen, aansluitingen en verwarmingslichamen, zoals stoomkachels of ledenradiatoren maar ook aan- en afvoerroosters voor verse, al dan niet voorverwarmde of ‘bedorven’ lucht, op steeds grotere schaal machinaal werden geproduceerd, was elk klimaatontwerp maatwerk. De functie, bezettingsgraad, oriëntatie, vorm, hoofdstructuur, indeling en het gevelontwerp van het gebouw hadden elk grote invloed op het installatieontwerp. Het gebouw zelf maakte een essentieel onderdeel uit van het systeem: veel onderdelen, zoals verwarmingskelders, vacuümzolders en kanalen maakten deel uit van de bouwkundige structuur. Zonder deze elementen al in een vroeg stadium mee te nemen in het ontwerp van het gebouw, kon de technische installatie niet efficiënt functioneren. En aanpassingen van het systeem na oplevering van het gebouw waren over het algemeen niet te realiseren.
Voortrekkersrol
Openbare gebouwen speelden een belangrijke voortrekkersrol: dit waren bij uitstek gebouwen waar het binnenklimaat vanwege de schaal en functie zonder de toepassing van technische installaties niet voldoende comfortabel kon worden gehouden. Oververhitting en luchtverontreiniging lagen hier op de loer en een snelle opwarming van grote bijeenkomstzalen, die vaak maar een deel van de dag in gebruik waren, was gewenst, waardoor heteluchtverwarming voor veel grote gebouwen een uitkomst bood.
Ventilatie
Hierbij kon het verwarmingssysteem gecombineerd worden met de ventilatievoorziening. Nevenvertrekken werden vaak natuurlijk geventileerd en verwarmd met behulp van stoom- of warmwaterverwarming. Stoomverwarming was uitermate geschikt voor ziekenhuizen. Bij de toepassing van stoomverwarming kon warmte eenvoudig horizontaal worden verspreid vanaf een centraal punt, zoals een separaat ketelhuis. Bovendien kon de warmte op hygiënische wijze, zonder te veel warmteverlies tijdens het transport, met behulp van stoomkachels of radiatoren in het gebouw worden verspreid.
Woningen
Woonhuizen, maar ook kleine gebouwen zoals dorpsscholen, werden gedurende de negentiende eeuw nog altijd verwarmd door kachels, gecombineerd met de toepassing van natuurlijke ventilatie. Hierbij speelden met name de aanleg- en stookkosten een belangrijke rol. Op het moment dat de techniek zich rond 1900 verder ontwikkelde en de kosten langzaam maar gestaagd daalden, werden ook steeds meer woningen voor de middenklasse uitgerust met centrale verwarming. Bovendien hadden ontwikkelingen in klimaatinstallaties ook belangrijke sociale consequenties: waar voorheen slecht op een centraal punt in het huis werd gestookt, vaak in de keuken, werden nu veel meer vertrekken verwarmd, waardoor het gezinsleven zich uitwaaierde door het gehele huis
De effectenbeurs
Bij de oplevering van de Amsterdamse Effectenbeurs in 1914 was de grootste innovatie van het gebouw ook voor de aanwezige beurshandelaren onzichtbaar. Het verwarmings- en ventilatiesysteem dat zich schuilhield in de kelder en het binnenklimaat in het gebouw regelde, was op dat moment het grootste en meest vooruitstrevende klimaatsysteem in Nederland.
Architect
De Effectenbeurs werd gebouwd naar ontwerp van architect Jos Cuypers, zoon van de gerenommeerde architect Pierre Cuypers, onder andere verantwoordelijk voor het ontwerp van het Centraal Station en het Rijksmuseum. Cuypers ontwierp in opdracht van de Vereniging voor de Effectenhandel tussen 1910 en 1914 een kantoorgebouw in Um 1800-stijl, een Duitse variant van een nieuwe, historiserende stijl, op een nagenoeg rechthoekig grondplan, met de grote beurszaal als hart van het gebouw.
Eisen binnenklimaat
Voor de aanbesteding van de ventilatie- en verwarmingsinstallatie van de Effectenbeurs was een gedetailleerd programma van eisen opgesteld. Zo werden voor de verschillende vertrekken in het gebouw de tijden genoemd waarop het systeem in gebruik moest zijn en hoe hoog de bezetting op die momenten was. De aan te voeren hoeveelheid ventilatielucht werd bij benadering vastgesteld op 100.000 kubieke meter per uur. De binnentemperatuur werd voor alle verkeers- en verblijfsruimten in het gebouw gesteld op 18 °C. Cuypers liet zich voor het installatieontwerp adviseren door ingenieur K. Erikstrup van de Brusselse firma Harten & Povel. Samen maakten Erikstrup en Cuypers in 1910 een studiereis door Europa, specifiek bedoeld om klimaatinstallaties in vergelijkbare openbare gebouwen te bestuderen en hieruit lessen te trekken voor het ontwerp van de Effectenbeurs.
Verwarming en ventilatie
De Effectenbeurs werd centraal verwarmd en mechanisch geventileerd met een luchtverwarmingssysteem. Verse lucht bereikte de beurszaal vanuit de kelder, waar de lucht van een binnenplaats werd aangezogen door een grote ventilator. Achter deze ventilator stonden zes luchtverwarmers opgesteld: cilindrische ketels waarin de lucht in kanalen, omwikkeld door warmwaterbuizen, werd voorverwarmd. Vervolgens werd de verse lucht via een groot kanaal naar de beurszaal geleid. Heel bijzonder was dat de verse, voorverwarmde lucht vervolgens niet via bouwkundige kanalen, maar via de gangen en vertrekken door het gebouw werd verspreid. Door middel van roosters in de plafonds van de kantoorvertrekken werd bedorven lucht door kanalen afgevoerd naar ventilatietorens op het dak. Omdat het restaurant op andere tijden in gebruik was dan de beurszaal en de kantoren, werd hier een tweede, kleinere luchtverwarmingsinstallatie aangelegd. Ter ondersteuning van de luchtverwarming werd daarnaast heetwaterverwarming toegepast, waarvoor zes gietijzeren ledenketels van het systeem ‘Reck’ stonden opgesteld in de kelder. In de meeste vertrekken stonden gietijzeren radiatoren opgesteld, in de beurszaal exemplaren van smeedijzer, omdat deze over een grotere verwarmingscapaciteit beschikten.
