Ontwerpen met bestaande elementen
Cepezed en IMd Raadgevende Ingenieurs | Andere manier van kijken noodzakelijk voor ontwerpen met hergebruikte bouwdelen.
lees meer
Auteur: Cindy Vissering
Het oude provinciehuis van de provincie Gelderland in Arnhem, het Prinsenhof, wordt circulair gesloopt. In de aanbesteding werd gevraagd om een doelgebouw, waar de gedemonteerde elementen weer toegepast kunnen worden. Tender winnaar Lagemaat Heerde noemt dit proces remolition en wil zo hun eigen kenniscentrum met secundaire materialen realiseren. De focus was circulair beton: het eruit halen van de betonnen elementen; kanaalplaatvloeren en prefab gevelelementen. Maar er komen veel meer elementen vrij die ook weer herbruikbaar gemaakt kunnen worden.
Het principe van bouwdelen uit een gebouw halen en die weer in een nieuw gebouw toepassen, past naadloos binnen het gedachtegoed van de circulaire economie. Maar de praktijk blijkt weerbarstig. Van het Prinsenhof wilde de Provincie Gelderland een voorbeeldproject maken. Zij namen zelf al 1.050 m2 kanaalplaatvloer af voor een sportcentrum in Arnhem, maar de overige 6.400 m2 moesten elders een bestemming zien te krijgen. Lagemaat Heerde kan de kanaalplaten in hun eigen project toepassen, waar ze een kenniscentrum met opslag en kantoren willen realiseren op hun eigen locatie.
Het winnen van bestaande bouwdelen staat hoog in de piramide van het Bouwwaardemodel, en daarmee wordt er meer waarde behouden dan wanneer de elementen gecrusht zouden worden tot betongranulaat. Het streven in de circulaire economie is om objecten zo hoog mogelijk in deze piramide her te gebruiken. Volg deze link voor uitleg van het Bouwwaardemodel.
Naast het behouden van de grondstoffen en terugbrengen in de cirkel, is er door hergebruik van bestaande bouwdelen ook winst voor het milieu. Een bestaande kanaalplaat heeft een 5 à 6 keer lagere MKI-waarde (Milieu Kosten Indicator). Het winnen van grondstoffen en inspanning van het gehele productieproces valt weg, demonteren en opslag komen daarvoor in de plaats; dus tel uit je winst. Op dit moment zijn de kosten van een herwonnen kanaalplaatvloer nog wel 17% (hergebruik in grondgebonden woning) tot 28% (hergebruik in een appartementengebouw) duurder dan een nieuwe kanaalplaatvloer (aldus afstudeeronderzoek van Nanda Naber bij TU Delft). Maar de stijging van kosten voor grondstoffen maakt dat het break-even punt steeds dichterbij komt.
De kanaalplaten in het Prinsenhof zijn 13 m lang en 1,20 m breed. Ze liggen op een doorlopende nok aan de dragende gevel. Vanuit de gevel zijn stekeinden over de kanaalplaat heen gebogen, die in de druklaag vast gestort zijn. Op de kanaalplaat is een druklaag en een dekvloer gestort. Langs de gevel wordt de kopse kant van de kanaalplaatvloer los gezaagd (door de stekeinden heen). De kanaalplaten kunnen in de langsvoeg ook van elkaar los gezaagd worden met een grote diamant cirkelzaag. Omdat de zaag rond is, kan de zaag aan beide uiteinden een klein driehoekje niet loszagen, dit wordt bij het eruit drukken van de plaat gebroken. Met een hydraulisch systeem worden de platen losgedrukt uit hun positie alvorens ze omhoog worden gehesen. “Het vooraf bedenken is één,” zegt Arend van de Beek van Lagemaat Heerde, “gelukkig bleek het in de praktijk ook zo te werken.”
Bij nieuwbouw wordt een kanaalplaat in een grijper getild, maar de bestaande profilering aan de zijkant van de kanaalplaat is voor de herbruikbare kanaalplaat een rechte zaagsnede geworden. Dan is de gangbare methode om vier hijsogen te bevestigen. Lagemaat bedacht een simpeler systeem dat zeer stabiel blijkt te zijn: er worden twee gaten in de kanaalplaat geboord aan de zijde waar deze nog tegen de volgende plaat aanligt. Vervolgens kan er een hijsketting door het gat en om de openliggende zijde heen geslagen worden. Dit blijkt voldoende stevigheid te bieden tegen het verschuiven van de ketting en het ongewenst kantelen van de plaat. In omgekeerde volgorde kunnen de kanaalplaten ook weer op deze wijze gemonteerd worden op de nieuwbouw.
De gevels bleken relatief eenvoudig met een aantal verbindingspunten aan elkaar vast gebout te zijn. Ze konden dan ook zonder schade uit het gebouw gehaald worden. In het ontwerp van dit gebouw was al rekening gehouden met de scheiding van drager en inbouw. Dat is zeker niet standaard, maar maakt dat demontage van dit gebouw relatief eenvoudig ging met veel schadevrije elementen als resultaat. Dat komt goed uit voor de circulaire nieuwbouw van Lagemaat, want ook daar zijn gipswanden, elektradozen etc. nodig.
Het mooie is dat er meerdere gebouwen uit deze periode op eenzelfde manier gestructureerd zijn. Alle ervaring die met dit gebouw opgedaan wordt, komt van pas bij al die andere vergelijkbare gebouwen.
Samen met betrokken partijen is een protocol voor hergebruik van kanaalplaatvloeren opgesteld. Dit protocol wordt per element doorlopen en erop kan worden aangegeven of het element geschikt is voor hergebruik. Ook testen en andere toets resultaten worden in dit protocol meegenomen. Arend van de Beek van Lagemaat Heerde heeft al een groot deel van de platen langs zien komen: "Ik heb nog geen scheuren of scheluw getrokken platen kunnen herkennen. Dus de oogst ziet er goed uit."
Voordat elementen weer in een ander gebouw ingezet kunnen worden, vraagt dit nog wel wat van constructeur en architect. Lees daar meer over bij bestaande elementen hergebruiken.
Zodra Lagemaat een opdracht krijgt, zetten ze direct het hele pand in 3D-modeling software. Dit wordt door twee man binnen twee dagen gedaan. Dat kan op basis van historische tekeningen of een gebouwscan. Aan elk element hangen ze informatie over de mate van hergebruik volgens het R-ladder systeem. Hoe hoger op de ladder, des te beter voor de circulaire economie; vergelijkbaar met de piramide van het Bouwwaardemodel.
Omdat er een tijdsverschil zit tussen het vrijkomen van de elementen en het toepassen in een nieuwe situatie, worden de elementen tijdelijk opgeslagen. Meestal slaat Lagemaat alleen elementen op waarvan bekend is waar ze een tweede leven krijgen. Al durft Arend van de Beek het zo langzamerhand wel aan om min of meer standaardproducten zoals de vrijkomende kanaalplaat ‘op voorraad’ te nemen. “Momenteel zit er een stijgende lijn in de vraag, al is het matchen van een element en project nog wel een uitdaging,” aldus Van de Beek. Remolition is de naam die zij aan het gehele proces geven.