Over de eeuwen heen werd, in regio’s met een warm klimaat, het gebruik van natuurlijke krachten om te ventileren steeds vaker gebruikt. Tot dat, als gevolg van de industriële revolutie, klimaatmachines werden ontwikkeld en de ventileren met behulp van natuurlijke krachten achterhaald raakten.
Sinds het ontstaan van de bouwkunst hielden ontwerpers rekening met omgevingsfactoren die invloed hebben op een ontwerp: Er werd rekening gehouden met de zonbelasting tijdens het oriënteren van de gevels; neggen zorgde ervoor dat ramen zich grotendeels in de schaduw bevonden; er werd massa toegevoegd aan de constructie zodat die meer warmte kon opnemen en met behulp van slimme natuurlijke ventilatie ontstond er een aangenaam binnenklimaat.
Architecten namen zo verantwoordelijkheid over het binnenklimaat in hun ontwerp. Ook werd er nagedacht over hoe een bewoner zelf het binnenklimaat kon beïnvloeden doormiddel van ramen, zonwering of een binnenplaats.
Het ontstaan van de klimaattechniek, rond het einde van de 19e eeuw, gaf architecten een enorme ontwerpvrijheid. Architect en klimaatingenieur groeiden in de loop van de 20e eeuw steeds verder uit elkaar. De kunst van het ontwerpen in de context van verlichting, ventilatie, koeling en verwarming raakte grotendeels verloren. Langzamerhand splitste het onderdeel bouwfysica zich af van de architectuur en werd het een eigen ‘vergeten’ vakgebied. De airco gaf antwoord op alle omgevingsfactoren van dien.
Deze uitvinding gaf antwoord op bijna alle problemen rondom het binnenklimaat. Niet langer waren zware constructies en kleine ramen de norm, maar werden lichtgewicht constructies zoals staal gebruikt en was het mogelijk om een grote raampartij op de zuidgevel te realiseren.
Deze verschuiving was voornamelijk te merken in de utiliteitsbouw. Het was niet langer de norm om met kleine ramen in de zomer de zonnewarmte te weren en in de winter de opgeslagen zonnewarmte in de zware constructies te benutten. Nieuwe bouwmethodieken gaven architecten de mogelijkheid om volledig glazen gevels te realiseren. Voor de toelating van daglicht fantastisch, voor de koeling en verwarming een regelrechte ramp.
Een gebouw was niet langer verantwoordelijk voor haar binnenmilieu. Dat werd de taak van de klimaatmachines zoals de airconditioner en het ventilatiesysteem.
Het Modernisme, de architectuurstroming verbonden aan het Bauhaus besteedde veel aandacht aan de ervaring van de gebruiker. De Franse architect Le Corbusier vergeleek een huis met een machine. Helaas niet als klimaatmachine, maar als woonmachine.
De architectuur van de woning bepaald hier de leefwijze van de gebruiker door specifieke plaatsing van de verschillende ruimtes en bijbehorende functies.
Toch hield Le Corbusier bij een aantal van zijn ontwerpen, voornamelijk betaalbare woontorens, rekening met de zon toetreding. Door de raampartijen weg te laten vallen in de gevel ontstaat schaduw.
Het onderdeel ‘duurzaam’ in een ontwerp werd het domein van de bouwfysica en installatietechniek. Terwijl juist de architectuur de grootste impact kan hebben op een duurzaam ontwerp.
Dit ging een tijd lang goed. Tot in de jaren 80 toen de energiecrisis begon. De klimaatmachines die voorheen volle toeren draaiden werden te duur om de gehele dag aan te hebben. Al snel werden de eerste isolerende maatregelen genomen om energie te besparen.
Helaas werd er te weinig aandacht besteed aan de ventilatie.
Niet veel later kregen gebruikers van deze gebouwen symptomen zoals; duizeligheid, droge ogen, keelpijn, vermoeidheid concentratieproblemen en vermoeidheid. Uiteindelijk onderzocht de ‘World Health Organisation’ deze symptomen en trok het verband tussen de symptomen en ventilatie. Er werd geconstateerd dat: wereldwijd tot 30% van nieuwe en gerenoveerde gebouwen gerelateerd waren aan deze symptomen. De symptomen werden bekend als het Sick-building syndroom en werd veroorzaakt door onvoldoende ventilatie.
Zo’n 100 jaar later, maakt de natuurlijke airconditioning haar comeback. In de vorm van het Earth, Wind & Fire-concept.
De naam Earth, Wind & Fire staat symbool voor de energie van de aarde, de wind en de zon. Het valt op dat in dit rijtje natuurlijke elementen water ontbreekt. Water is essentieel voor het concept maar werkt als medium. De elementen ‘Earth, Wind & Fire’ functioneren als energiebron.
Het concept probeert de architect en klimaatingenieur weer dichter bij elkaar te brengen.
Het Earth, Wind & Fire concept introduceert drie belangrijke onderdelen. Deze onderdelen; het Ventecdak, de Klimaatcascade en de Zonneschoorsteen zijn integraal betrokken bij het ontwerpen van een gebouw en worden dus onderdeel van de architectuur. Een gebouw dient ontworpen te worden als klimaatmachine.
B. Bronsema stelt in zijn proefschrift:
Een gebouw dient ontworpen te worden als klimaatmachine.
“Klimaattechniek is niet meer ondergeschikt aan architectuur maar IS architectuur.”