Deelrapport: Bouwkundig onderzoek

Deelrapport: Bouwkundig onderzoek Minor “Restauratie: duurzame monumentenzorg”

Michiel de Haas | Nick van Gelderen O.l.v. Kees Geevers & Peter Rutten

i.o.v. Hogeschool Utrecht

Datum: 08-11-2013

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht

Organogram rapporten Deelrapporten

Algemene rapporten

Eindrapport

Historisch onderzoek





(klant



Deel 1 rzoek Omgevingsonderzoek

Bouwtechnisch onderzoek

Situatieonderzoek

Bouwkundig onderzoek Digitalisering

Programma onderzoek

Veldverkenning

Ontwerp

“Glossy”

Inhoudsopgave

1.3.7 Extra krachten en installaties .................................................... 22 1.3.8 Toekomstige mogelijkheden .................................................... 23 1.4 Constructie bouwdeel 2 (bijgebouw/werkplaats)........................... 25

Inleiding ....................................................................................................... 3 1. Constructieve analyse ............................................................................. 5 1.1 Constructie bouwdeel 1 (fabriekshal) ............................................... 6 1.1.1 Algemene opbouw ..................................................................... 6 1.1.2 Secundaire elementen................................................................ 7 1.1.3 Stabiliteit en verbindingen ......................................................... 7 1.2 Stabiliteit. .......................................................................................... 8 1.2.1 Portalen ...................................................................................... 9 1.2.2 Windblok .................................................................................. 11 1.2.3 Kolommen ................................................................................ 13 1.2.4 Knikverkorters .......................................................................... 14 1.2.5 Daglicht toetreding ................................................................... 15 1.3 Krachten Bouwdeel 1 (fabriekshal) ................................................. 16 1.3.1 Algemene uitgangspunten ....................................................... 16 1.3.2 Vakwerkliggers (kort) ............................................................... 17 1.3.3 Vakwerkliggers (lang) ............................................................... 18 1.3.4 Gordingen ................................................................................ 19 1.3.5 Randliggers (kopgevel laag) ...................................................... 20 1.3.6 Randliggers (kopgevels hoog) ................................................... 21

1.4.1 Stabiliteit werkplaats................................................................ 25 1.4.2 Windverbanden......................................................................... 27 1.5 Constructie bouwdeel 3 (kantoorpand) ........................................... 28 1.6 Constructie bouwdeel 4 (transformatorhuis) .................................. 30 2. Bouwfysische analyse/gebreken ............................................................ 32 2.1 Bouwdeel 1 (fabriekshal) ................................................................. 32 2.1.1 Thermische schil ........................................................................ 32 2.1.2 Installaties ................................................................................. 36 2.1.3 Referenties ................................................................................ 40 2.1.4 Aanbeveling ............................................................................... 41 2.2 Bouwdeel 2 (bijgebouw /werkplaats) .............................................. 42 2.2.1 Thermische schil ........................................................................ 42 2.2.2 Installaties ................................................................................. 44 2.2.3 Aanbeveling ............................................................................... 47 2.3 Bouwdeel 3 (kantoorpand) .............................................................. 48 2.3.1 Thermische schil ........................................................................ 48 2.3.2 Installaties ................................................................................. 49 2.3.3 Referenties ................................................................................ 50 2.3.4 Aanbeveling ............................................................................... 52

1 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 2.4 Bouwdeel 4 (transformatorhuis) ..................................................... 53 2.4.1 Thermische schil ....................................................................... 53 2.4.2 Installaties................................................................................. 55 2.4.3 Referenties ............................................................................... 57 2.4.4 Aanbeveling .............................................................................. 58 Conclusie/Aanbeveling .............................................................................. 59 Bronnenlijst ............................................................................................... 61 Bijlagen ...................................................................................................... 62

2 van 62

Methodiek

Inleiding Inhoud Dit bouwkundig onderzoeksrapport bevat de bouwfysische en constructieve analyse van 4 gebouwen van het voormalige Werkspoor, gelegen aan de Tractieweg 40 + 41 te Utrecht. In de analyse komt naar voren hoe de gebouwen constructief en bouwfysisch in elkaar steken en wat de mogelijkheden hiervoor zijn bij een toekomstige herbestemming. Uit het onderzoek komen, aan de hand van verschillende referentieprojecten, enkele constructieve en bouwfysische aanbevelingen voort, voor de latere invulling van het gebouw. In dit rapport wordt de constructieve analyse per bouwdeel uitgewerkt in de onderdelen stabiliteit, krachtenafdracht en aanbeveling. Voor de bouwfysische analyse is dit per bouwdeel de thermische schil, installaties en aanbeveling.

Alle onderdelen binnen het rapport zijn onderzocht volgends de volgende methode: 1) Het analyseren van de huidige situatie. 2) Benoemen welke onderdelen behouden kunnen worden en welke niet. 3) Aan de hand van referentieprojecten kijken wat mogelijkheden zijn in het gebouw 4) De beste oplossing terugkoppelen als aanbeveling voor het gebouw.

Bouwkundig Onderzoek

Constructieve analyse

Bouwfysische analyse/gebreken

Per bouwdeel

Per bouwdeel

(zie organigram)

Stabiliteit

Krachtenafdracht

Aanbeveling

Thermische Schil

Installaties

Aanbeveling

Algemene Aanbeveling

3 van 62


Probleemstelling

Doelstelling

De gebouwen van het voormalig werkspoor stammen uit 1914 (transformatorhuis) en 1960 (fabriekshal en kantoorpand). Het probleem van de gebouwen is simpelweg dat deze verouderd zijn. Daarnaast hebben ze veel potentie voor de toekomst. Deze potenties worden in dit verslag naar voren gehaald. Om het onderzoek af te bakenen zijn onderstaande deelvragen opgesteld.

Het doel op constructief gebied is het in kaart brengen van de huidige constructie en stabiliteit. Met deze informatie kan in beeld worden gebracht waar de potenties liggen in de constructie. Door diep in de constructieleer te duiken, en niet alleen te schematiseringen maar ook kleine berekeningen te maken, kunnen er gerichte aanbevelingen worden gedaan.

Deelvragen - Hoe worden de krachten afgedragen door de hoofddraagconstructie en secundaire elementen en hoe realiseren deze de stabiliteit? - Hoe is het gebouw bouwfysisch en constructief opgebouwd, en wat zijn gekeken hiernaar de mogelijkheden en beperkingen voor een duurzame herbestemming?

Op bouwfysisch gebied is het doel, het in kaart brengen van de thermische schil om de gebouwen en de installaties in de gebouwen. Dit onderdeel wordt geleid door de zogenoemde ‘trias energetica’. Door het aanhouden van deze methode kan er een aanbeveling worden gedaan die op een duurzame manier tot stand is gebracht.

Thermisch schil

Casus De opdrachtgever wil de verschillende panden op het werkspoor op een zo duurzaam mogelijke manier herbestemmen. Dit onderzoek wordt dan ook gedaan om duidelijk in kaart te brengen wat op constructief en bouwfysische gebied de mogelijkheden zijn en waar de potenties liggen.

Afb. 1: Bron: http://www.epcwaarde.nl

4 van 62

Installaties

1. Constructieve analyse In het eerste deel van deze rapportage wordt er gekeken naar de constructie van alle bouwdelen. Het gaat hier om alle drie de bouwwerken die samen deel uit maken van "Het Werkspoor" te Utrecht gelegen aan de Tractieweg 41. Het zwaartepunt zal in deze rapportage vooral liggen op de grote fabriekshal. Dit omdat deze constructief het meest interessant is. Ook liggen hier bij een eventuele herbestemming, vanuit welk oogpunt dit rapport geschreven is, de meest interessante mogelijkheden. De andere bouwdelen die gelegen zijn op het terrein zullen op het einde van deze rapportage kort en bondig geanalyseerd worden. Om tot een goede analyse te kunnen hebben we de bouwwerken aan de tractieweg in dit verslag bestudeerd. Voor dit constructieve rapport gaan we vooral kijken naar de constructieve elementen. Dit zal worden verdeeld in een hoofddraagconstructie en secundaire elementen. Hier zal worden beschreven hoe constructief stabiliteit wordt verkregen, welke krachten er allemaal op de constructie werken en hoe deze worden afgedragen. Alle componenten zoals portalen, vakwerkliggers, kolommen en windverbanden zullen apart worden toegelicht. Deze rapportage bestaat uit twee onderdelen, de analyse van de constructie en daarnaast zullen er scenario’s worden behandeld over toekomstige mogelijkheden voor de herbestemming en de belemmeringen die we tegen kunnen gaan komen. Daarom zullen er twee vragen

centraal staan: Hoe worden alle krachten die op de constructie werken afgedragen door de hoofddraagconstructie en secundaire elementen en hoe realiseren deze de stabiliteit. De tweede vraag luid: Wat zijn de bouwtechnische mogelijkheden voor de toekomstige herbestemming gekeken naar het bestaande ontwerp van de constructie? Het doel van deze rapportage is om inzicht te krijgen over toekomstige mogelijkheden die toegepast kunnen worden bij de herbestemming en vooral welke beperkingen dit met zich mee zal brengen.

Figuur 1: 3D analyse constructie.

5 van 62


1.1 Constructie bouwdeel 1 (fabriekshal)1 In dit eerste hoofdstuk zal zoals in de inleiding al eerder is verteld is een uitgebreide analyse van de fabriekshal worden toegelicht. Hier zullen er een aantal onderwerpen centraal staan. Zoals gewoonlijk staat stabiliteit, krachtswerkingen en doorbuiging in deze constructieve analyse centraal. Bij het onderwerp stabiliteit zullen we vooral de algemene verkregen stabiliteit analyseren en beargumenteren. Bij krachtwerkingen gaan we analyseren waar en hoe alle werkende krachten op het bouwwerk effect op de constructie hebben. Hier zal het voorlopig bij analyseren blijven en worden en nog geen berekeningen uitgevoerd. Een eerste opzet ten behoeve van de berekeningen zullen wel alvast worden opgezet.

De Hoofddraagconstructie van "Het Werkspoor" te Utrecht is opgebouwd uit portalen die bestaan uit vakwerkliggers met gordingen. Doormiddel van het werken met vakwerliggers komt de stijfheid van constructie ten goede. Deze vakwerkliggers worden veelal gebruikt als men grotere overspanningen wil realiseren. De vakwerkliggers worden ondersteund door vakwerk kolommen. Deze werkwerk kollomen en vakwerken vormen samen de portalen. Stabiliteit wordt voorname verkregen doormiddel van windverbanden in het dak en in de langsgevel. Hierdoor is het mogelijk om de portalen in de kopgevel vrij van windverbanden te houden. Hierdoor blijft het mogelijk om grote deuren in de kopgevel te plaatsen.

1.1.1 Algemene opbouw De algemene opbouw van de constructie is opgebouwd uit vakwerkliggers met gordingen. Dit is een vrij typerend systeem dat we in vele bouwwerken terug zien en daarom een veel gebruikt systeem is. Stalen portalen worden in heel europa veelzijdig gebruikt omdat zij economie en functionalitiet combineren. Dit constructieconcept is in vele verschillende configuraties mogelijk. Zoals met gekromde portalen, portalen met mansaderde kap en met bovenloop kranen. In dit geval, zoals meest gebruikelijk, bestaan ze uit warmgewalst staal met S235 kwaliteit. Gebruik van hogere kwaliteit staal is zelden economisch in contructies waarbij bruikbaarhied (doorbuiging) of stabiliteit de voornaamste criteria is. Figuur 2: Algemeen voorbeeld constructie. Bron: B1

1

Bron: B1 ‘Bouwen met staal’

6 van 62

1.1.2 Secundaire elementen Gordingen, stabiliteitsstaven zoals windverbanden en knikverkorters horen bij de hoofddraagconstructie maar beschrijven we als secundaire elementen. Deze zijn officieel onderdeel van de stabiliteitsconstructie en zijn een onderdeel van de hoofddraagconstructie. In deze rapportage worden de portalen, die bestaan uit vakwerk kolommen en vakwerkliggers, als hoofddraagconstructie beschouwd. Hierdoor krijg je een duidelijk onderscheid tussen hoofddraagcontructie en stabiliteitscontructie. Tevens zijn het de secundaire elementen de elementen die de hoofddraagconstructie de benodigde stabiliteit verlenen. Voor het gemak benoemen we de portalen in deze rapportage dan ook vakwerkportalen.

fundering nodig. Dit komt omdat ingeklemde kolomvoeten een extra buigend moment hebben die de fundering dan moet opnemen. Bovendien zijn ingeklemde kolomvoeten duurder en worden daarom meestal alleen uitgevoerd wanneer er grote horizontalen krachten moeten worden overgebracht. Wel is het nadeel dat het tot een zwaardere constructie leiden doordat het een lagere stijfheid heeft. Zoals is het vorige kopje ‘secundaire elemnten‘ al het één en ander over winverbanden is verteld zal ook dit verder in dit rapport duidelijk worden hoe precies de stabilileit word verkregen en hoe alle elementen op zich zelf zijn uitgewerkt.

De gordingen zullen in dit geval ook uit warmgewalst staal S235 bestaan. Daarnaast doen de warmgewalste gordingen dienst uit als gedrukte staven in het stabiliteitssysteem en kunnen met een beperkte mate de torsieknik van bepaalde elementen van de vakwerkportalen tegen gaan. Met deze grotere beukmaten wordt er bespaard op de primaire constructieelementen en fundering. Wel zijn er hierdoor zwaardere gordingen vereisd. Om verder stabilileit te verkrijgen worden stabileitsverbanden in de vorm van windblokken en windliggers uitgevoerd met hoekstaven die in het daken kopgevel aangebracht worden. Ook worden er knikverkorters tussen de beuken toegepast om de effectieve kniklengte van kollommen te verminderen. 1.1.3 Stabiliteit en verbindingen Bij de toegepaste portalen zijn de kollomen en de liggers beide als vakwerken uitgevoerd. Hierdoor zijn er overal scharnierende verbindingen mogelijk. Zo zijn alle kolomvoeten scharnieren verbonden in plaats van ingeklemde kolomvoeten. Hierdoor is er maar een kleinere

Figuur 3: Schematisering constructie fabriekshal

7 van 62


1.2 Stabiliteit Stabiliteit wordt verwezenlijkt door middel van windverbanden in het dakvlak en in de gevels. Dit is een algemeen en veel gebruikt systeem om stabiliteit in grote industriële hallen te verkrijgen. Windverbanden zijn trekstaven die de verticale krachten op spanten of portalen op kunnen nemen. Deze worden doorgaands in een kruisverband bevestigd zodat ze vanuit beide horizontale kanten krachten op kunnen nemen. In de afbeelding hiernaast is de vervorming van een portaal zonder windverband te zien en hoe een windverband als deze de horizontale krachten opneemt. Dit werkt zowel als in de gevel als in het dakvlak volgens hetzelfde principe.

Doordat in alle richtingen in het dakvlak de windverbanden geplaatst zijn zorgt dit voor een uitstekende stabiliteit en stijfheid je kunt zien in afbeelding 4 liggen in de langsrichting de kruislinkse windverbanden van kopgevel tot kopgevel. In de dwarsrichting liggen de winverbanden in een V-vormig verband. Hier zullen minder krachten opgenomen hoeven te worden waardoor een enkelvoudig verband maar nodig is. In bijlage CS1 is dit verder uitgewerkt in de vorm van een geïllustreerde analyse. Stabiliteit in de langrichting en dwarsrichting t.p.v van de gevel zullen zo verder op in gaan.

8 van 62

Figuur 4: Windverbanden in het dakvlak.

Foto 1: V-vormig verband

Foto 2: Kruislinkse verbanden in het dakvlak

1.2.1 Portalen De portalen die toegepast worden bestaan zoals al eerder verteld is uit vakwerkkolommen en vakwerkliggers. Dit zorgt voor een enorme stijfheid in de dwarsrichting van de hal. Al eerder hebben we beschreven hoe windverbanden stabiliteit ontlenen aan het gebouw in de algemene zin. Bij vakwerken en vakwerk kolommen werk dit het zelfde maar zijn ze geïntegreerd in elementen. Het principe werkt alsnog hetzelfde. Om nu verder in te zoomen in kleinere elementen kunnen we analyseren hoe deze de stabiliteit van het gebouw wezenlijk maken. De portalen van de fabriekshal zijn opgebouwd uit stalen vakwerk kolommen met vakwerkliggers. Er zijn vele verschillende soorten vakwerkliggers zoals N-vakwerkliggers, vakwerkliggers met punt of boog. De vakwerkliggers die bij "Het Werkspoor" zijn toegepast zijn W-vormige vakwerkliggers. In afbeelding 7 is t zien hoe verschillende portalen vervormen bij horizontale belastingen. Duidelijk is dat bij vakwerk kolommen en vekwerkliggers er er weinig vervorimng zal plaatstvinden. Het grote voordeel hiervan is dat maar lichte verbinden gerealiseerd hoeven te worden.. Dit is goedkoper in arbeid en in materiaal. Ook hoeven gevels en daken minder stijfhied aan de contructie te verlenen waardoor hier minder spanningen in optreden en bijvoorbeeld grote deuren in de kopgevels mogelijk zijn.

Figuur 5: vervormingen van portalen

In afbeelding 8 is één van te vakwerken die onderdeel van de portalen zijn te zien. In de bijlage CK1 zijn deze verder uitgelicht en zo zullen we in het volgende hoofdstuk "krachten" hier dieper op in gaan. In de afbeelding is in het paars de vakwerkkolom gearceerd. Deze bestaat uit kolommen van UNP-profielen, liggers en vakwerken van dubbele hoekstaalprofielen en trek en drukstaven daar tussen is van een kleiner type hoekstaal. Gezamenlijk vormt dit de vakwerkligger die de gordingen dragen. Deze gordingen, die met groen zijn gearceerd, zijn aan de onderzijde van de van de vakwerken bevestigd. Dit zal bij de uitvoering waarschijnlijk gemakkijker zijn geweest. Wel zal het hier door extra stevig bevestiging materiaal gebuikt moeten zijn. Een ander voordeel is dat alle krachten vanuit de gordingen op het hart van de gording opvangen kunnen worden met trekstaven van de vakwerkligger.

Figuur 6: Vakwerkliggers met gordingen.

9 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Door de kopgevel vrij van windverbanden te houden kunnen grote deuren gesitueerd worden. Dit kan natuurlijk niet zomaar. Bij het plaatsen van windverbanden is het van belang dat alle vlakken windverbanden geplaatst worden. Doet met dit niet kan dit ernstige gevolgen voor de constructie hebben. Bij grote fabrieken zoals deze zal erg vaak groot materiaal en materieel naar binnen en naar buiten verplaatst moeten kunnen worden. Hiervoor zijn grote deuren vereist. Om de stabiliteit van ter plaatsen van deze grote openingen op te kunnen vangen moet er extra maatregelen toegepast worden. Bij de fabriekshal is er voor gekozen om boven de deuren een vervangen windverband te plaatsen. Aan één zijde missen deze verbanden en zal in de toekomst misschien wat problemen met zicht mee brengen. Hier zullen we later op terug komen.

Doordat deze deuren en gevel een erg grote hoeveelheden wind opvangen is dit een cruciaal punt. Doordat ter plaatsen van de deur geen kolommen, liggers of windverbanden geplaatst kunnen worden zullen er rondom de deur extra verstevigde profielen aanwezig moeten zijn. Ten eerst is het even belangrijk om te weten dat deze grote schuifdeuren niet aan de bovenzijde opgehangen zijn. Deze deuren zijn staande deuren die enkel aan de bovenzijde zijn bevestigt ter geleiding. Maar door de grote krachten afkomstig van wind zullen er een grote horizontale belasting optreden. Dit hebben zij opgelost door boven de deur een samengesteld profiel te plaatsen. In figuur 7 is een fragment van de constructieve rechter kopgevel te zien. In deze afbeelding is de ligging van dit samengestelde gearceerd. Dit samengestelde profiel moet zowel de

10 van 62

verticale krachten van het daarboven liggende dak en kozijnen opvangen als de horizontale windbelasting. Het samengestelde profiel kun je het best zien als twee gekantelde INP profielen. Hierbij zullen de flenzen van beide profielen de horizontale kranten opnemen en de twee lijven van beide profielen de verticale krachten.

Figuur 7: Windverbanden boven samengsteld profiel t.b.v. deuropening.

1.2.2 Windblok Een opvallend aspect in de fabriekshal is dat er in geen van de langsgevels windverbanden zijn gesitueerd. Als we kijken naar het typerende systeem dat gebruikt wordt is dit een afwijkend fenomeen. Wel is dit op een andere manier opgelost. Men maakt gebruik van zogenoemde windblokken. Windblokken doen hetzelfde als windverbanden. In het geval van het werkspoor hebben ze meerdere winblokken geplaatst, dit komt omdat deze de enorme windbelasting moet kunnen opnemen. Omdat er verder geen windverbanden in de langsgevels zijn gesitueerd is het van belang dat er windblokken worden geplaatst (zie afbeelding 11). Deze windblokken zijn daarom tussen iedere eerste beuk, tussen stramien 1 en 3, en tussen iedere laatste beuk, stramien 21 en 23 (Zie bijlage CS2). Dit geldt voor zowel voor het lage als voor het hoge gedeelte. Deze windblokken zorgen voor stijfheid in de langsrichting. In de schematisering, meest linker plaatje, zijn duidelijk de kruislinkse verbanden te zien. Dat er geen twee gelijke kruisen boven elkaar zijn geplaatst is te duiden aan de onderspanligger die is gesitueerd. Deze onderspanligger is ten behoeve voor de kraanloopbaan die over de gehele lengte van de hal loopt. Deze loopkranen kunnen en enorm gewicht heffen en daardoor komen er extra belastingen op de constructie. Door deze windverbanden in het windblok zo te plaatsen zullen zij daar meer krachten op kunnen nemen.

Figuur 8: Windblokken.

Figuur 9: Langsdoorsnede.

11 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht De meervoudige kolommen die deel uitmaken van de windblokken lopen niet allemaal tot aan het dak. Om de krachten en belastingen die afkomstig zijn van de loopkranen zo goed mogelijk op te kunnen nemen zijn de geleiders van de kranen boven op het hard van de kolommen gelegd. Hierdoor kan de meeste kracht opgenomen worden. Dit houdt wel in dat het dak op een aantal meter daarboven op een andere manier bevestigd zal moet worden. Hoe dit gedaan is komen we later op terug. Wel is de bovenste ligger die boven op het windblok van belang. Doordat er veel windbelasting het grote oppervlakte van de kopgevel werkt is er een extra liggen boven op het winblok gesitueerd. Deze zware dubbele Hprofiel die net onder het dakvlak ligt functioneert als drukstaaf en draagt daar de krachten via het windblok naar beneden de fundering af. In afbeelding 11 is deze drukstaaf in het groen gearceerd.

Foto 3: Drukstaaf t.b.v. windblok

12 van 62

1.2.3 Kolommen De kolommen in de hal zijn er in vele varianten aanwezig. Voor de lagere hal zijn de in een lichtere versie uitgevoerd. In het hogere deel als zwaardere. Omdat ze allemaal als vakwerkkolommen zijn uitgevoerd lijken ze wel veel op elkaar, maar er zit wel degelijk wat verschil in. Al deze kolommen zijn vrij zwaar uitgevoerd. Dit komt omdat ze deels het dak met de daarbij horende krachten moeten dragen en deels de krachten afkomstig van al het takenmaterieel. Over het algemeen geldt dat de kolommen apart zelfstandig de kraanloop banen ondersteunen en steeds in paren het dak dragen. In foto 5 zie je hoe het vakwerk kolom ophoudt tbv de onderspanligger van de bovenloopkraan en een extensie heeft die da vakwerkligger tbv het dak draagt. Zie ook bijlage X. Deze extensie is een samengesteld profiel dat uit twee UNP-profielen bestaat. Deze twee UNP-profielen zijn op meerder vlakken aan elkaar gelast. In afbeelding X is goed toe zien hoe het V-vormige verband van de vakwerkkolommen, dak uit hoekstaal bestaat gesitueerd is.

Foto 4: Kolomvoeten

Foto 5: Vakwerkkolommen

De kolomvoeten zijn allemaal scharnieren verbonden aan de fundering. Deze is overigens op staal gebeurd. Rechts in afbeelding 12 is een kolom te zien t.p.v. de langsgevel. Deze staat maat op één kolom, die de bovenloopkraan draagt, en splitst zicht doormiddel van vakwerken naar een tweede kolom die tegen de gevel aan licht. Deze tweede is t.b.v. het dak. Ook is duidelijke de 2 ton kraan te zien die op een console van de voet steunt. Dit zal ook later nog aan bod komen. In de rechter plaatje van afbeelding 12. is een dubbele kolom met een dubbele kolomvoet te zien. Deze zijn gesitueerd bij alle, niet aan de gevel grenzende stramienen. Ook tussen het lagen en het hogen gedeelte. Deze kolommen moet en beide zijdes de bovenloopkranen dragen en zijn daarom met een dubbel voet gesitueerd.

13 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 1.2.4 Knikverkorters Over de gehele construsties zijn er knikverkorters toegepast. Zie afbeelding 14. Deze knikverkorters zijn op een hoogte van ongeveer tien meter tussen de vakwerkkolommen in de langsrichting gesitueerd. Er is voor deze tien meter gekozen omdat dit de helft is, niet de helft van de kolommen maar de gehele hoogte. Knikverkorters, het woord zegt het al, verkleinen de kniklengte van kolommen en liggers. In dit geval zijn ze alleen toegepast op de kolommen. Omdat de kolommen uit vakwerk kolommen bestaan zullen ze in de dwarsrichting genoeg kranchten kunnen opnemen. Omdat dit niet geldt voor de langsrichting is er voor gekozen de kniklengte van de kollommen de halveren. Overigens is de langsrichting ook het zwakste bestand tegen deze knikvorming. Een logische keuze dus geweet van de constructeur. De kniklengte zal nu op een 10 meter uitkomen. Tevens worden deze knikverkorters ook begruikt als kabelgoten en ophangstystemen voor andere installaties. Dit is iets typerend voor de algemene contructie. De keuze van het plaatsen van knikverkorters op deze positie is ook te verklaren omdat ze erg van toepassing zijn tegen de extra krachten die afkomstig zijn van de 3 ton kranen die op iedere kolom is bevestigd. Te zien in afebeeling 14. Zodra een kraan zich parralel met de knikverkorters mee draait en in extreme situatie het zwaarst mogelijke gewicht aan het uiteinde van de kraan hangt zal dit voor een aanzienlijk groter moment zorgen. Dit moment zal zowel in de voet als op het midden van de kolom aangrijpen. Dit vergroot de kans op knik. Een andere extra reden om deze knikverkorters toe te passen is omdat het staal van de kolommen dan niet extra tegen brand beschermd hoeft te worden. Dit komt door de kortere kniklengte de tijd dat de contructie

14 van 62

bezwijkt korten is dan zonder knikverkorters. Of deze eis vroeger ook van toepassing was is echter onduidelijk.

Figuur 10: Langsdoorsnede met en zonder knikverkorters.

1.2.5 Daglicht toetreding Op vele manieren mogelijk, zie afbeelding 15. In de fabriekshal is gekozen voor een combinatie van strokenramen in de gevel en daglichtstroken in het dakvlak. Deze daglichtstroken zijn tot de langsgevel doorgetrokken, dit komt omdat de vakwerkliggers tot aan de gevels doorlopen. Deze vakwerkliggers functioneren namelijk als onderlegger van deze lichtstraten. Hierdoor hoeft dit maar één keer constructief opgebouwd worden. Het gebruik van strookramen in de gevel is iets typerend van de architect en bestaan volledig uit stalen kozijnen met draadglas. Deze stalen kozijnen zijn vrij onbelast door hoofddraagconstructie gesitueerd. Hierdoor ontstaat er een enorme hoeveelheid daglichttoetreding. Het multifunctioneel gebruik maken van constructieve bouwdelen is dan ook een typerend kenmerk over de gehele constructie. Alle constructieve onderdelen worden niet alleen maar gebruikt als constructieve elementen maar heeft het vaak een multifunctioneel gebruik. Zo worden de vakwerkliggers gebruikt als lichtstroken, de knikverkorters als kabelgoten en ondersteuning van installaties en wordt de gehele constructie gebruikt om de belastingen van hefkranen en bovenloopkranen te kunnen dragen. Zo hoeven al deze elementen niet nog eens apart in de fabriekshal geïnstalleerd te worden. Dit bespaart ruimte en geld. Al waren in die tijd deze kosten veel lager, er werd erg goed over het gebruik nagedacht.

Figuur 11: Verschillende types daglichttoetreding

Bron: B1

15 van 62


1.3 Krachten Bouwdeel 1 (fabriekshal)

Tabel 1: Gevolgklassen.

1.3.1 Algemene uitgangspunten Om tot een juiste analyse te komen is het van belang dat alle krachten en belastingen die op de fabriekshal werken te analyseren. In het vorige hoofdstuk hebben we behandeld hoe de fabriekshal in het algemeen en bouwdelen apart stabiliteit verlenen aan het gebouw. In dit hoofdstuk wordt er gekeken naar alle belangrijke bouwdelen apart en hoe hier de verschillende belastingen op werken, hoe deze op worden gevangen en wat hier de reacties van zijn.

Gevolgklasse CC1 (publieke gebouwen, grote kans) CC2 (woon en kantoorgebouwen, gem. kans) CC3 (agrarisch/opslag, geringe kans)

Om hier structuur in te krijgen stellen we eerst alle algemene uitgangspunten op. Dit kan ons later gaan helpen als we berekeningen moeten gaan uitvoeren. Alle berekingen moeten op basis van de vastgestelde eurocodes van het bouwbesluit gemaakt worden. De eurocodes zijn normen voor het toetsen van contructieve veilighied van alle contructieve bouwwerken. Voor 'Het Werkspoor' gelden er dus een aantal normen en eisen. In de tablellen 1 t/m 3 zijn alle uitgangspunten volgens de eurocode die van toepassing zijn op de fabriekshal en omliggende bouwerken te zien. Belastingcombinaties:

Afb. 2: Belastingcombinatie

2

Algemene uitgangspunten:

2

Bron W1 ‘www.stufib.nl’

16 van 62

K,fl 0,9 1 1,1

γq 1,35 1,5 1,5

γg 0,9 0,9 0,9

Tabel 2: Veranderlijke belastingen (correctie factoren)

Veranderlijke belasting volgens Eurocode B Kantoorfunctie E1 Opslag en industriële functie

qk (kN/m²) 2,5 ≥5

Qk (kN) 3 ≥7

Tabel 3: Correctie factoren combinaties

belasting combinatie hal, kantoor sneeuw, wind

Ψ0 1 0

Ψ3 0,9 0,2

Ψ2 0,8 0

Belastingen en belastingcombinaties Gk karakteristieke waarde van een blijvende belasting Qk karakteristieke waarde van een enkele veranderlijke belasting γG partiële factor voor een blijvende belasting γQ partiële factor voor een veranderlijke belasting ψ0 factor voor de combinatiewaarde van een veranderlijke belasting ψ1 factor voor de frequente waarde van een veranderlijke belasting ψ2 factor voor de quasiblijvende waarde van een veranderlijke belasting ξ combinatiefactor van blijvende belastingen

1.3.2 Vakwerkliggers (kort)3 Vakwerkliggers zijn liggers die bestaan uit vakwerkdelen. Deze vakwerkdelen bestaan uit rechthoeken en driehoeken. Door deze verbindingen van vakwerken vergroot de stijfheid van de constructie enorm. Bij het toepassen van deze vakwerkliggers zijn grotere overspanningen mogelijk en worden daarom in de industrie veel toegepast. In het geval van het werkspoor zijn deze vakwerkliggers opgelegd op de vakwerkkolommen. Door deze stijfheid van de liggers en de kolommen is het mogelijk om alle verbindingen scharnierend uit te werken. Dit zal leiden tot goedkopere bouw kosten. Tevens functioneren deze vakwerkliggers als constructieve onderleggers voor daglichtstraten. Vele constructieve elementen zijn zo ontworpen en geplaatst zodat ze ook voor andere doeleinde gebruikt kunnen worden. Dit is wederom weer een typerende bouwmethode van het ontwerp. Permanente belasting: Dak (cassettedak) Dakbedekking Gordingen (INP240) Gewicht Kozijnen Leidingen +lichtamaturen Eigen gewicht constructie

226 kg/m² 0,10 kN/m² 3,13 kN/m (h.o.h 2,5m) 190 kg/m1 0,15 kN/m² 24 kN/m

Veranderlijke belastingen: Sneeuw, regen Wind

Zie hoofdstuk 2.7 Zie hoofdstuk 2.8

3

Bijlage CK1: Krachten, vakwerkliggers kort

17 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 1.3.3 Vakwerkliggers (lang)4

* Voor deze vakwerkliggers gelden dezelfde permanenten belastingen, veranderlijke belastingen zullen wel afwijken en zullen daarom op het einde van dit hoofdstuk behandeld worden.

4

Bijlage CK2: Krachten, vakwerkliggers lang

18 van 62

1.3.4 Gordingen 5 Permanente belasting: Dak (cassettedak) gordingen (INP240) Leidingen +lichtamaturen gewicht Kozijnen

226 kg/m² 3,13 kN/m 0,15 kN/m² 190 kg/m1

*Er wordt onderscheidt gemaakt tussen rand gordingen en gordingen in het midden van het dakvlak. Randgordingen hebben een lichtere belasting en zullen daarom individueel worden beoordeeld.

5

Bijlage CK3: Krachten, gordingen

19 van 62


1.3.5 Randliggers (kopgevel laag)6 Permanente belasting: Dak (cassettedak) gordingen (INP240) Leidingen +lichtamaturen Dakbedekking

6

Bijlage CK4: Krachten, randliggers

20 van 62

226 kg/m² 3,13 kN/m 0,15 kN/m² 0,10 kN/m²

1.3.6 Randliggers (kopgevels hoog)7 Permanente belasting: Dak (cassettedak) gordingen (INP240) Leidingen +lichtamaturen Dakbedekking

7

226 kg/m² 3,13 kN/m 0,15 kN/m² 0,10 kN/m²

Bijlage CK4: Krachten, randliggers

21 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 1.3.7 Extra krachten en installaties Bij de verzameling van alle krachten behoort ook het brede scala aan hefinstallaties dat zich in de hal bevindt. Sterker nog, dit is een cruciaal onderwerp. Dit kan ons later een beeld schetsen over de toekomstige mogelijkheden. Omdat er veel materiaal en/of materieel verplaatst moest kunnen worden was het van belang dat er genoeg hef mogelijkheden aanwezig waren. Het gebruik maken van zware gereedschappen en een automatisering op het gebied van industrieel ambacht is een erg kenmerkende mijlpaal van de industriële revolutie. Door het analyseren van deze bovenloopkranen en hijskranen kunnen we de uiterste belastingen per kolom inschatten. Het geluk hierbij is dat alle kranen aan de constructie zijn opgehangen en het dus simpelweg een optelsom kan zijn. Hierbij wel aangenomen dat het ontworpen is met dezelfde gedachten als dat we nu doen. Dit wil zeggen dat alle constructieve onderdelen getoetst zijn op de meest extreem mogelijke belasting. Dit geld voor de combinatie tussen alle permanente en veranderlijke belastingen in extremen gevallen. Hiervoor zijn alle algemene uitgangpunten in hoofdstuk 1.3.1 opgesteld. In bijlage CK5 is een geïllustreerde analyse van alle extra of bijkomende krachten weergegeven. Dit zijn alle belastingen afkomstig van het maximale hefvermogen van alle hefkranen. Deze kranen worden nu niet meer in gebruik genomen en in de scenario’s in het volgende hoofdstuk zal ook zo geschreven worden dat deze in de toekomst niet meer in gebruik genomen zullen worden. Deze hefkranen zijn verouderd en zullen niet meer aan de veiligheidseisen voldoen. Overigens zijn deze wel van historische waarde en zullen om die reden wel behouden worden. Deze zullen dus om esthetische redenen behouden worden en niet meer voor

22 van 62

hun functionaliteit. Hieronder staat een inventarisatie van alle hefmogelijkheden: Type kraan Bovenloopkraan Bovenloopkraan Bovenloopkraan Hijskraan

Gewicht (kg) Hoeveelheid 80000 2 30000 2 15000 2 3000 38

Allen 3 ton kranen zijn op consoles bij de kolomvoet opgelegd, zie foto 4 hoofdstuk 1.2.4. Zo zijn deze bij bijna alle kolommen aan één zijde aanwezig en kunnen 180 graden draaien. Alle bovenloopkranen zijn geschikt om over de gehele lengte van het bouwwerk te opereren. Deze bovenloopkranen zijn opgelegd op dichte onderspanliggers die bij het hoge gedeelte bovenop het hart van de kolommen liggen. OP het lagere gedeelte van de hal liggen deze op consoles. De zwaarste bovenloopkraan ligt in het middel van de hal. Hier zijn de kolommen het zwaarste, HE500B, en daarom ook een logische positie van de zwaarste kraan. De 15 ton bovenloop kraan is in het lagere gedeelte van de hals gesitueerd. In bijlage CK5 is hier een overzicht te vinden waar zich alle kranen bevinden.

1.3.8 Toekomstige mogelijkheden Om dat we sterkt te maken hebben met een eventuele herbestemming is het oog op de toekomst erg belangrijk. Omdat er een breed aantal scenario’s mogelijk zijn is het nu nog onmogelijk om een specifiek scenario te schrijven. Wel kunnen we gaan kijken welke mogelijkheden er in de algemene zin liggen. Hier praten we dan over de extra krachten of belastingen die de constructie kan dragen. Hier kun je bijvoorbeeld denken aan het plaatsen van een vloer tussen aan aantal kolommen. Wat kunnen we allemaal aan de bestaande constructie hangen zonder dat deze bezwijkt?

kolom. Omdat dit aan beide kanten gebeurd maar er twee kolommen zijn hoeven we nu maar naar één zijde te kijken. Ook gaan we de belasting van de hijskraan verwaarlozen omdat deze op de voet van de kolom opgelegd is. Hierdoor is de lengte van de kolom niet meer van toepassing. Dit zou in een uitgebreidere berekening wel van toepassing zijn. Zoals in hoofdstuk 1.2.4 zal deze hijskraan wel een extra moment veroorzaken. Bij deze inschatting nemen we dus alleen de bovenloopkranen mee. Dit houdt in dat er een extra belasting van 160 ton per kolom aanwezig zou kunnen zijn. Dit gaat dan ook ons uitgangspunt worden bij het schrijven van scenario’s.

Om hier een goede inschatting van te kunnen maken is de analyse die in de voorgaande hoofdstukken zijn gemaakt van belang. Dit is waar het allemaal samen zal komen. Omdat we nu weten wat er allemaal in het gebouw constructief afspeelt kunnen we nu een beeld gaan schetsen over de toekomstige mogelijkheden. Een erg groot voordeel van deze fabriekshal is dat het ontworpen is om grote belastingen te kunnen dragen. Het is behoorlijk over gedimensioneerd kunnen we wel stellen. Daarom verwachten wij dat de constructie een groot aantal extra belastingen kan hebben. Eerst gaan we per kolom bij benadering bepalen wat het als extra belasting kan hebben. Omdat we uitgaan van een extreme belasting stellen we dat alle hijsogen van alle kranen zo dicht mogelijk bij één kolom gepositioneerd zijn. Dit zou de extreme belasting zijn die één kolom aan belasting getoetst zou moeten zijn. In figuur 5 is een dergelijke situatie weergegeven, Dit is een fragment uit bijlage CK5. De bovenloopkranen staan zo dicht mogelijk tegen elkaar en hebben beide hun hijspunten zo dicht mogelijk bij de kolom staan. Hetzelfde gebeurd bij de bovenloopkranen aan de andere kant van de kolom. Ook staat de hijskraan met maximale belasting bij de

Figuur 5: Belastingen afkomstig van hijsmogelijkheden.

23 van 62


15000 80000 30000

30000 160000 60000

340 340 340

352,94 1882,35 705,88

3,53 18,82 7,06

8

24 van 62

kg /m 2] ge w ich t[ Ex kN tr /m ab 2] el as t i ng be la (b st i jk in om ge n en ( To ve d) ta ra al nd er lij k) Vr i je ov er sp an ni ng [m ]

Type vloer Kerto-ripa Slim-lime Kanaalplaatvloer

584 550 150 400

775 315 249 475

Bron O1 ‘meerdere bronnen’

Ei ge n

Tabel 5: Belastingen mogelijke vloeren

Di kt e Ge w ich t[

ax .) (m

Nu we weten bij benadering weten wat er op het grootst mogelijke oppervlak aan belasting kan hebben kijken we even snel naar een aantal aansluitende oplossingen. Omdat bouwdeel 1 maar een vrij lage belasting kan hebben laat we deze nu nog even terzijde. We gaan ons concentreren op het grote middelste deel van de hal, deel 2. In tabel 5 staan vier voorbeelden van vloeren weergegeven. Een houten Kerto-Ripa vloer, een stalen Slim-line vloer en een kanaalplaatvloer. In de tabel staan diverse belastingen weergeven die specifiek zijn voor de bepaalde overspanning. hier zien we gelijk dat we behoorlijk aan de zware kant zitten. Het plaatsen van 1 vloer zal overal wel mogelijk zijn, maar willen we meerder verdiepingen gaan plaatsen zal de overspanning toch verkleind moeten worden. Dit houdt in dat er diverse kolommen met liggers tussen de bestaande kolommen geplaatst moeten gaan worden. Een licht gewicht Kerto-ripa vloer is dan de meest gebruikelijke keuze, vooral gekeken naar de grotere overspanningen waarop het nu berekend is. Deze zal dus nog iets lichter uitvallen dan nu berekend is. Bij het uitvoeren van deze herbestemming zal hier verder aan gerekend moeten worden. Maar voor nu hebben we een uitgangspunt en een inschatting van de mogelijkheden.8

m 2 kN /

Ge w ich tp er ko Op lo m er vl (k ak g) te (m 2) Kg /m 2 (m ax .)

Bouwdeel Deel 1 Deel 2 Deel 3

Ty pe

Tabel 4: Benadering maximale belasting specifiek opp.

kr aa n

Als we dit terug gaan rekenen naar het gewicht per vierkante meter. Hier gaan we uit van een vlak tussen vier kolommen. Gekozen voor het grootst aanwezige vlak. Dit vlak tussen stramienen van 15 meter in de breedte en 22,5 meter in de lengte heeft een oppervlakte van 340 vierkante meter. Iedere kolom kan 160.000 kg aan gewicht hebben, omgerekend naar 1600 kN houdt dit in dat vier kolommen samen 6.400 kN aan belasting kan hebben. Hierbij is de lengte van de kolom niet meegerekend. Dit omdat het maximale draagvermogen van de bovenloopkranen op het hoogte punt bij alle kolommen zou aangrijpen. Als bijvoorbeeld een vloer halverwege deze kolommen geplaatst zou worden betekend dit dat het gunstiger zou uitvallen. Over een vlak van 340 m2 betekent dit dat deze vloer maximaal een gewicht van 18,8 kN per vierkante meter mag wegen. Dit zou in theorie een vloer zijn die op maximale hoogte met maximale overspanningen in de fabriekshal mogelijk zijn. Ook geld deze waarde alleen voor de middelste hal. Hieronder in tabel 4 is aangegeven paar bouwdeel per oppervlakte wat de maximale belasting in kN per vierkante meter is. In bijlage CK5 is te vinden welke onderverdeling van bouwdelen hier geld.

7,75 3,15 2,49 4,75

7,75 9,4 7,94 10,05

2,5 2,5 2,5 2,5

10,25 11,9 10,44 12,55

20 14,7 8,1 15,2

1.4 Constructie bouwdeel 2 (bijgebouw/werkplaats) 1.4.1 Stabiliteit werkplaats Bouwdeel 2, de werkplaats, gelegen naast de grote hal is een later bijgebouwd deel. Dit is duidelijk te zien aan het nieuwe type constructie dat gebruikt is. Kolommen, liggers en vooral de aansluitingen en verbindingen zijn van recentere bouwjaren. Ook het dak bestaat uit gegalvaniseerde stalen golf platen, iets wat in het originele bouwjaar nog niet bestond. Bouwhistorisch gezien is daarom dit bouwdeel maar van geringe waarde. Toch zullen we in het kort toe gaan lichten hoe dit constructief verbonden aan de oude hal en hoe hier constructief stabiliteit verkregen is. In figuur 12 is een 3D analyse van het bouwdeel te zien. Gordingen in het rood, liggers en kolommen in het blauw en een stel windverbanden in het groen. Aan de hand van een aantal foto’s gaan we bekijken hoe dit in elkaar steekt.

Figuur 12: 3D analyse "werkplaats".

Ten eerste is het belangrijk te bekijken hoe het bevestigd is aan de oude fabriekshal. De lichtblauwe verticale elementen in de 3D analyse, figuur 13, zijn de profielen die overal op de buitengevel te zien zijn. Dit zijn ingemetselde profielen die vanuit binnen en buiten te zien zijn, zie figuur 13. Het nut van deze profielen was vroeger dat zij het metselwerk extra versteviging gaven, dit was namelijk nodig bij zulke grote gevel oppervlaktes. Bij het aanbouwen van de werkplaats hebben zij hier handig gebruik van gemaakt. Zoals te zien is in figuur 13, een foto genomen vanaf de binnen kant van de werkplaats, zijn de liggers hier direct koud op bevestigd doormiddel van een las en een console. Deze console zal de extra horizontale belasting afkomstig van het dak en gordingen opnemen. Hierdoor zijn er geen kolommen t.p.v. langsgevel nodig. Deze liggers die in de dwarsrichting liggen zijn uitgevoerd als INP240 warmgewalst staal met een S235 kwaliteit.

Figuur 13: Aansluitingen op fabriekshal

25 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht De kolommen ter plaatsen van de buitengevel in de langsrichting zijn ook uitgevoerd als INP240, dit zijn exact dezelfde profielen als de liggers. Dit is duidelijk te zien in figuur 18. De buitengevel is tussen deze kolommen in gemetseld. Die zal natuurlijk een enorme thermische brug veroorzaken maar omdat het hier om een industrieelfunctie gaat uit een tijd met andere eisen zal hier toen geen rekening mee hebben gehouden of een lagere prioriteit voor hebben gehad. Kozijnen zijn net zoals bij de fabriekshal als strokenramen in de gevel gelegen. Deze stalen kozijn lopen vanaf het metselwerk tot aan de dakrand. Ten behoeve van de onderdorpels van de kozijnen heeft men boven op het metselwerk een UNP120 profiel ondersteboven over het metselwerk geplaatst. Doormiddel van het plaatsten van een randgording zullen alle horizontale belastingen die afkomstig zijn van het dak opgevangen worden.

Foto 7: Randgording (UNP)

Deze randgording is geplaatst boven op een korte overstek van de kolommen (zie figuur 19). Hierdoor kan men deze randgording ook gebruiken als boeideel. Boven op de randgording zit direct de daktrim bevestigt. Deze randgording is als UNP200 uitgevoerd. Aan de andere zijde, bij de gevel van de fabriekshal hebben ze wel een normale INP200 als gording gebruikt (zie figuur 20).

Foto 8: Gording t.p.v. gevel fabriekshal Foto 6: Kolom + aansluiting op ligger

26 van 62

1.4.2 Windverbanden. Op enkele plaatsen zijn windverbanden geplaatst. Omdat het hier maar om één 'portaal' gaat bestaat het bijgebouw in zijn dwarsrichting maar uit één beuk. Dit houdt in dat het niet veel stabiliteit verbanden nodig heeft. ze hebben er hiervoor gekozen om er drie te plaatsen. In ieder kopgevel één en in het midden van het dakvlak één. In afbeelding 21 zijn deze in de 3D analyse te vinden. Aan de voorgevel in er voor gekozen om een smal kruislinks verband te plaatsten, dit komt omdat er een grote toegangsdeur in de gevel zit. Ook in de achterste kopgevel zit een vrij smal verband. Dit zou blijkbaar al genoeg moeten zijn. In het dakvlak zit wel een groter verband, deze ligt exact tussen twee liggers of beuken. Over de gehele langs gevel hebben ze er geen geplaatst. Omdat het hier om een vrij klein bijgebouw gaat dat vast tegen de grote fabriekshal staat is hier niet veel stabiliteit constructieve onderdelen nodig. Ook is er een tussen vloer in dit deel geplaatst, dit geeft ook nog extra stijfheid aan de constructie.

Figuur 14: Windverbanden in 3D analyse

Foto 9: Windverbanden op foto

27 van 62


1.5 Constructie bouwdeel 3 (kantoorpand) Het naast gelegen kantoor heeft net als de 'de werkplaats' een erg simpele constructieve structuur. Het bestaat simpelweg uit kolommen en liggers met aan de buitengevel een contante beukmaat van vijf meter. Wel verandert de richting van liggers halverwege het gebouw (zie figuur 24 en 25). Zo is de draagrichting van de liggers in het voorste deel in de langsrichting van een overspanning van 9 meter. Net voor de helft van het gebouw, na het vierde stramien veranderd de draairichting over de dwarsrichting met een overspanning van 15 tussen de eerste beuk, 10 meter bij de tweede en aan het einde ter plaatse van de hal is deze overspanning nog maar 4,5 meter. we zouden dan verwachten dat er een verschil in type liggers zal ontstaan, dit is echter niet het geval. Alle liggers zijn als IPE270 uitgevoerd. Zowel voor de begane grond als voor de verdiepingen. Wel zijn alle liggers op de begane grond passief tegen brand beschermd, zie figuur 23. Dit houdt in dat ze bespoten zijn met brandwerende middelen zodat de opwarmtijd verlengd wordt en zo langer duurt totdat het staal bezwijkt. Alleen op de begane grond is dit nodig omdat hier de kantine, keukens en ruimtes waar hogere kansen op brand aanwezig zijn.

Figuur 15: 3D analyse kantoor (BG)

Figuur 16: 3D analyse kantoor Foto 10: Brandpreventie liggers

28 van 62

Zo zijn ook de kolommen tegen brand beschermd. Deze zijn niet bespoten maar zijn afgetimmerd, dit zal ook de opwarmtijd van de kolommen vertragen en zal het langer duren voordat deze bezwijken. Al deze passieve maatregelen tegen brand zijn voornamelijk op de begane grond gedaan. Hier is de kans groter dat er meerdere mensen tegelijk aanwezig zijn en zou dan in gevolgklassen CC2 terecht komen. Daartegen valt de fabriekshal waarschijnlijk in gevolgklasse CC1. Doordat in het kantoor en vooral in de kantine daar van over het algemeen meer mensen tegelijk aanwezig zijn is het wenselijk dat mensen hier langer de tijd krijgen om te kunnen ontsnappen.

snel tussen de 1300 tot 1700 kg/m3. Dus iedere kolom individueel moet minimaal 1020 kg aan metselwerk al kunnen dragen. Dit hoekprofiel waar dit op steunt in voor ons echter nog onbekend omdat dit achter de constructie verborgen zit. Dit zal dus minimaal 170 kilogram per strekkende meter moeten kunnen hebben.

Alle kolommen die van de begane grond tot dakrand lopen zijn uitgevoerd als HEA220 profielen en zijn dus tegen brand en misschien esthetische redenen afgetimmerd. In afbeelding 26 zie je een dergelijk kolom, in het groen gearceerd, ter plaatse van de gang. Deze gang grenst tevens aan de fabriekshal, dit is te zien aan de in het paars gearceerde strip. Dit is eigenlijk weer een profiel wat in het metselwerk is ingemetseld. Iets wat we al eerder terug zagen in de aanbouw van de werkplaats. Vanaf de buitenkant zijn deze kolommen ook zichtbaar. Zo zie je in afbeelding 27 dat tussen alle kozijnen die exact de breedte van een beukmaat zijn een kolom lopen. Deze is overigens natuurlijk ook vanaf de buitenkant afgetimmerd met trespa, dit is een uitstekend materiaal om dat goed tegen regen en wind bestand is. Te zien is dat de kolommen door blijven lopen. Aan de buitenzijde van deze kolommen is waarschijnlijk een hoekprofiel bevestigd waarop het metsel werk steunt. In de 3D analyse op de vorige pagina zijn de hoekprofielen dan ook in het geel aangegeven. Dit is dan ook de reden waarom de kolommen als vrij zware HEA220 profielen uitgevoerd zijn, zij moeten namelijk al deze stroken metselwerk ook nog eens opvangen. Metselwerk weegt toch als

Figuur 17: Kolom kantoor

Foto 11: Kolom kantoor, buitenzijde

29 van 62


1.6 Constructie bouwdeel 4 (transformatorhuis) Het transformatorhuisje is als we kijken naar de constructie een heel ander verhaal. De structuur van de constructieve elementen is erg verschillend van de rest. Dit blijkt dan ook van een geheel andere tijd te dateren. Hier hebben ze veel traditionelere werkwijze gehanteerd. Ook qua fundering, dit is namelijk het enige bouwdeel dat wel op palen is gefundeerd. Als we ten eerste naar de bouwtekeningen, afbeelding 30, kijken is dit op het eerste ogenblijk al gelijk duidelijk. Je ziet al direct dat het op palen is gefundeerd. In tegenstelling tot de rest van de bouwdelen die allemaal op staal zijn gefundeerd. Ook is duidelijk in afbeelding 28 te zien dat onder in de plint van het metselwerk een verbreding is aangebracht. Dit is om de krachten beter naar de fundering af te laten dragen, iets typerend van een vroegere bouwstijl. We gaan er dan ook vanuit dat het een gemetselde fundering op palen is. Zoals we dat bij Rotterdamse en Amsterdamse funderingen gewend zijn.

Foto 12: Plint transformatorhuisje

30 van 62

Figuur 18: Doorsnede transformatorhuis

Veel van het transformatorhuisje is afwijkend van de rest van de bouwdelen. Zo ook het daktype. Het dakspant wat is toegepast is een zogenaamd polonceauspant. Dit spant bestaat uit driehoeken waarin de combinatie van trek- en drukstaven zowel de doorbuiging als de spatkrachten van alle afkomstige belastingen op kan nemen. In afbeelding 29 is een foto te zien die vanaf de straatkant is genomen. Hier herken je

Foto 13: Kopgevel dak

Figuur 19: Dwardoorsnede transformatorhuisje

de duidelijke vorm van industrieel erfgoed dat in de tweede helft van de 18e eeuw veelal werd toegepast. Het lijkt erg op een Belgisch spant alleen heeft een polonceauspant minder driehoeken dan een Belgisch spant. in afbeelding 31 is in de doorsnede van het transformatorhuis het spant in het rood aangegeven. Boven op het spant liggen de houten gordingen die daarna op hun beurt weer het dakbeschot met leien zullen dragen. Om genoeg stabiliteit te verkrijgen hebben ze alleen in het dakvlak windverbanden geplaatst. In de gevels is dit niet nodig omdat alle gevels, zowel de kopgevels als de langsgevels gemetselde dragende gevels zijn. Hierdoor ontstaat genoeg stijfheid ter plaatsen van de gevels. Zoals we dat bijvoorbeeld bij een schijvenstructuur gewend zijn. In het dakvlak is dit wel nodig en daarom hebben ze tussen de houten gordingen Vvormige windverbanden geplaatst. In afbeelding 32 zijn in het rood de stabiliteitsverbanden in een langsdoorsnede weergegeven.

In het geval van het transformatorhuisje is het spant op stalen kolommen met consoles gelegd. In de afbeelding hiernaast (afbeelding X) is deze kolom wederom in het rood aangegeven. Het blauwe omcirkelde gedeelte is het detail waat het spant is opgelegd. Niet te verwarren met het rood omcirkelde detail. iIer is wederom, net zoals in de fabriekshal, een geleider in de vorm van een IPE geplaatst. Net zoals in de febrieks hal zijn de kolomen in tweevoud uitgevoerd. De buitenste op het spant te ondersteunen, de binnenste om de bovenloopkraan te ondersteuen. Beide zijn als UNPprofielen uitgevoerd. Niet als vakwerkprofielen maar eenvoudig met elkaar verbonden met wat plaatmeteriaal. Deze eenzoudige uitvoering is ook maar nodig omdat deze bovenloopkraan een veel lichtere variant is en omdat het dak ook deels door de gevel wordt gedragen. De kolomvoeten hebben tevens wel hun eigen betonpoer die vlak langs de gefundeerde gevel loopt. Hierdoor zullen alle krachten via de betonpoer naar de paalfundering afgedragen worden.

Figuur 21: Kolom t.b.v. bovenloopkraan en spant

Figuur 20: Windverbanden in aanzicht

31 van 62


2. Bouwfysische analyse/gebreken In dit hoofdstuk wordt er gekeken naar de bouwfysische gebreken die het gebouw op dit moment heeft. Hierbij moet gedacht worden aan; 1. Thermische schil. Is er überhaupt gedacht aan isolatie en welke problemen brengt dit met zich mee? Waar zitten de koudebruggen? Hoe kan dit worden opgelost? 2. Kozijnen. Hoe luchtdicht zijn de kozijnen? Welk soort glas is toegepast? 3. Lekkages. Wat zijn de consequenties hiervan en hoe is dit op te lossen/te voorkomen in de toekomst? 4. Installaties. Wordt er voldoende geventileerd of überhaupt geventileerd? En op welke manier? Hoe is de verwarming geregeld? 5. Hoe is dit bij andere soortgelijke projecten opgelost?

mits de installaties hierop zijn afgesteld. De gegevens van de gevels, dak en vloer die bij het onderzoek op locatie naar voren zijn gekomen zijn als volgt: Het is belangrijk om het dak in kaart te brengen omdat hier over het algemeen de meeste warmte verloren gaat, hier is dan ook de meeste winst te boeken bij eventuele na-isolatie. Het dak bestaat uit een combinatie van dakleer met een grindlaag (ballast) en verschillende glazen lichtstraten in de vorm van een driehoek. Het dakleer is in stroken gebrand op een betonnen cassetteplafond, en is naderhand nog op een aantal plekken gerepareerd. De glazen lichtstraten bestaan uit een stalen constructie die bevestigd is aan het cassetteplafond en aan de staalconstructie die het dak aan de onderkant op verschillende punten ondersteund. Op het dak is geen isolatie toegepast.

In elk van deze onderdelen worden problemen naar voren gehaald en vervolgens wordt er gekeken hoe deze problemen opgelost kunnen worden, om zo de bouwfysische gebreken van het gebouw te minimaliseren.

2.1 Bouwdeel 1 (fabriekshal) 2.1.1 Thermische schil Onder de thermische schil wordt warmteweerstand van de gevels, dak(en) en vloer(en) verstaan. Een goede thermische schil voorkomt grootschalig warmteverlies en zorgt voor een comfortabel binnenklimaat,

32 van 62

Foto 14: Dak fabriekshal met lichtstraat

In de gevels is een staalconstructie verwerkt die voor de stabiliteit zorgt. Tussen de stalen kolommen en liggers is metselwerk geplaatst. In het metselwerk is op enkele plekken scheurvorming geconstateerd door uitzetting van de materialen. De muur is van binnen afgestucd en er is geen spouw aanwezig. Hierdoor kan de muur niet ademen wat scheurvorming kan veroorzaken. Daarnaast zijn er in de deur grote stalen deuren aanwezig. Deze werden gebruikt voor het naar buiten rijden van de voltooide treinstellen die in het verleden in de hal werden gemaakt. De deuren staan op wielen op een rails en kunnen voor de gevel langs geschoven worden, zodat er een grote opening ontstaat. Het staal in de deuren vormt een enorme warmtegeleider en de deur is daarom van binnen geïsoleerd met een dunne laag glaswol. Deze is echter wel ernstig beschadigd en aan vervanging toe. De vloer bestaat uit een op zand gestorte betonvloer. Hierop waren eenvoudig de treinrailsen te bevestigen voor de treinen die in de hal werden geproduceerd. Om de hal, na het faillissement van werkspoor, meer functioneel te maken is de vloer geëgaliseerd. Dit is gedaan door betonplaten tussen de railsen te leggen, zodat de railsen nog zichtbaar bleven. Tot op heden zijn deze railsen nog in de hal te zien.

Foto 15: Dakconstructie met betonnen cassettevloeren en lichtstraat

Foto 16: Binnenkant stalen schuifdeur met glaswol isolatie (beschadigd)

Uit het onderzoek blijkt dat er bij de bouw van de hal niet is nagedacht over de thermische schil. Het gebouw heeft aan alle kanten koudebruggen en zelfs grote openingen bij de aansluiting van de deur met de gevel. Maar is het wel rendabel om hier in de toekomst wel te gaan isoleren? Is het mogelijk om een comfortabel binnenklimaat te realiseren in een gebouw van deze omvang, ongeacht de toekomstige functie? Het is in theorie mogelijk om dit te doen, maar dit zal flink in de papieren lopen

Foto 17: Gevel fabriekshal. Metselwerk in een staalconstructie en de grote stalen schuifdeuren.

33 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht vanwege de omvang van het gebouw. Ook zullen er door de vele lastige verbindingen die koudebruggen met zich mee brengen, gecompliceerde ingrepen gedaan moeten worden. Dit alles betekent dat het volledig aanbrengen van een thermische schil te grootschalig en te gecompliceerd is en dus teveel kosten met zich mee brengt. Een ander, beter scenario is het toepassen van een box in box systeem. Hierbij wordt er een aparte ruimte in de hal gebouwd en zal de omhulling van de hal, indien water en luchtdicht, als een thermische buffer kunnen fungeren. Dit alles hangt echter af van de toekomstige functie binnen het gebouw. Vooralsnog is het totaal na-isoleren geen wenselijke oplossing, bij het niet volledig gebruiken van het gebouw. Kozijnen/beglazing De rest van de omhulling van het gebouw bestaat uit glas. Dit betreft de bovenkant van de gevels en de lichtstraten in het dak. Zowel de kozijnen in de gevels als van de lichtstraten zijn gemaakt van stalen raamwerken. Het glas in deze raamwerken is in ca. 1975 vervangen nadat er een gasexplosie plaatsvond in de fabriek. Alle ramen zijn toen gesneuveld en vervangen voor gewapende ruiten met staaldraad, ook wel draadglas genoemd. Deze ruiten zijn in de ijzeren raamwerken geplaatst en afgestopt met stopverf, welke op enkele plaatsen volledig vergaan is.

Het alleen vervangen van de kozijnen zal een negatief effect hebben op de gevels, omdat hier dan de condensatie plaats zal gaan vinden. Ook in deze kwestie is wenselijk om de omhulling van het gebouw zo te houden als het is, en naar andere oplossingen te kijken. Hierin kan een doos in doos systeem een goede uitkomst bieden.

Foto 19: Stalen kozijnen met gewapend enkelglas, ofwel draadglas.

Deze kozijnen brengen een enorm thermisch lek met zich mee omdat er slechts een ijzer raamwerk is toegepast. Het zou echter niet rendabel zijn om dit te vervangen omdat er dan totaal andere kozijnen in het gebouw zouden komen. Ook uit monumentaal oogpunt is dit niet wenselijk omdat dit het uiterlijk extreem zal veranderen. Mocht er een scenario zijn waarin de thermische schil zou worden aangepakt, dan zouden de kozijnen ook vervangen moeten worden om geen negatief effect te hebben op de warmtehuishouding. Anders zou hier een hoop warmte verloren gaan. Foto 18: Buitenkant glazen raamwerk. Draadglas afgestopt met stopverf.

34 van 62

Lekkages Naast de thermische lekkages in het gebouw zijn er ook nog enkele vochtlekkages te vinden. Ten eerste is het dak op bepaalde plekken niet meer waterdicht. De oorzak hiervan is dat op enkele plekken de afvoer van de HWA’s volledig verstopt zitten en de slechte staat van het dakleer. Zoals eerder vermeld is de dakconstructie opgebouwd uit betonnen cassettevloeren van ca. 40 – 50 cm breed. De naden tussen de elementen zijn gevoelig voor lekkages als er geen goede waterkering op het dak aanwezig is. Deze waterkering is op het dak alleen aanwezig in de vorm van het dakleer. Door de jaren heen is het dak zodanig aangetast dat er zich een hoop lekkages hebben voorgedaan. Op veel plekken is het dak gerepareerd met nieuw dakleer, maar op veel plekken is nog steeds het oude aanwezig. Er komt een tijd dat ook dit mankementen gaat vertonen. Om het gebouw in zijn geheel waterdicht te maken is het van belang dat het dak grondig wordt gecontroleerd op mankementen. Pas dan kan er een uitspraak worden gedaan over de complete staat van de dakbedekking en kan de keuze worden gemaakt om de dakbedekking totaal te vervangen of slechts delen hiervan.

Foto 20: Verstopte afvoer hwa

Foto 22: Staat van het dakleer bij aansluiting met de lichtstraat

Aan de binnenkant is er geprobeerd de lekkages te stoppen door de naden tussen de dakelementen af te tapen. Dit is in de toekomst geen oplossingen omdat er dan een ophoping van vocht ontstaat, waardoor lekkages niet lang uitblijven. Naast de lekkages in het dak zijn er enkele waterleidingen en HWA’s binnen de hal die lekken. Het is van belang deze in de toekomst worden vervangen om de ruimte leefbaar te maken. Op dit moment vormt dit grote overlast. (zie foto 21) Foto 21: Veel wateroverlast door lekkage waterleiding Inzet: Lekkende waterleiding

35 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 2.1.2 Installaties De analyse van de installaties is een interessant onderdeel binnen deze analyse. Op deze manier wordt het oude energieconcept in kaart gebracht en geanalyseerd of dit in de toekomst nog te gebruiken is.9 Bij voorbaat wordt er vanuit gegaan dat de installatiehuishouding in de fabriekshal flink gedateerd is en, in afwachting van de nieuwe functie, vernieuwd wordt richting de eisen van nu. Verwarming De fabriekshal heeft een geïntegreerd verwarmingssysteem, in de vorm enkele losse luchtverhitters die verspreid in de hal hangen. Deze luchtverhitters worden aangevoerd met warm water. Aan de achterkant zit een ventilator die lucht door het toestel blaast. Deze lucht wordt opgewarmd door het warme water dat door het toestel loopt. Deze manier van verwarmen wordt in deze tijd nog steeds veel gebruikt in de utiliteitsbouw. Er zijn ook luchtverhitters van dit type die aangevoerd worden met koud water, wat vervolgens d.m.v. het ontsteken van gas wordt opgewarmd. Het feit dat er dan een hoop gasleidingen door de fabriekshal lopen is geen veilig idee aangezien er zware staalfabricage in de hal plaatsvond. Het is goed te verklaren dat er in deze fabriekshal is gekozen voor het plaatselijk verwarmen, omdat er door de productie van onder andere treinen al veel warmte werd gegenereerd. Dit zal in de toekomst niet het geval zijn aangezien een nieuwe fabriek voor zware productie niet in de toekomstvisie ligt. Daarnaast is het onduidelijk of de luchtverhitters nog naar behoren werken en zijn er tegenwoordig meerdere methoden beschikbaar die meer energiezuinig zijn. 9

Bijlage SI1: Installatieoverzicht huidig Foto 23: Luchtverhitter werkend op water

36 van 62

Warmtapwater De fabriekshal wordt waarschijnlijk voorzien van warm water door middel van stadsverwarming. Dit komt op een bepaalde plek binnen en wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het verwarmen van de grote ruimte, wat d.m.v. luchtverhitters gebeurd. In de hal lopen dan ook een hoop waterleidingen voor de (warme) aanvoer en koude (afvoer) van het water. Het is niet helemaal duidelijk of het gebouw is aangesloten op de stadsverwarming of dat het profiteert van de restwarmte van de omliggende fabrieken. Verder is er in de fabriekshal een heel netwerk van koudewaterleidingen. Deze werden vermoedelijk vooral gebruikt voor de schoonmaak van de gemaakte producten en voor blusleidingen in het geval van brand. Op sommige leidingen zitten speciale pompen die het water met een hoge snelheid door een aangesloten slang kan pompen. Er zijn in de hal zelf geen tappunten voor warm water. Dit is wel het geval in de kantine in het naastliggende kantoorgebouw.

Foto 24: Het deel waar de vermoedelijke stadsverwarming het gebouw binnenkomt

Naast de huidige waterleidingen zijn er ook een aantal die niet meer in gebruik zijn en soms zelfs zijn door- of afgezaagd. Hieruit is op te maken dat de leidingen hier en daar al een keer zijn vervangen. Dit kan ook betekenen dat de stadsverwarming later in het gebouw is geïnstalleerd. Ongeacht de toekomstige functie die het gebouw gaat bekleden is het ter beschikking hebben van stadsverwarming een groot voordeel. Dit duurzame concept wordt in Utrecht al op grote schaal toegepast.

Foto 25: Waterleidingen voor de luchtverhitters

Foto 26: Stadverwarming (vermoedelijk)

37 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Ventilatie Omdat er vroeger zware industrie werd bedreven in de hal was het van belang dat er een veel en goed geventileerd werd. In de hal bevinden zich dan ook 4 enorme ventilatieschachten. Deze ventilatie units bestaan uit een schacht gemonteerd op de gevel. Hiervandaan wordt de lucht aangevoerd. Aan deze units zitten ronde schachten welke tot ongeveer halverwege de hal reiken. Aan deze schachten bevinden zich 5 aanvoerpunten, 3 aan de ene en 2 aan de andere kant. De verse lucht wordt aangezogen aan de buitenkant van de gevel. We spreken hier dan ook van een systeem met een mechanische toevoer en een natuurlijke afvoer. Dit is een systeem dat in deze tijd nagenoeg niet meer toegepast wordt. Naast deze 4 grote zijn er nog 3 wat kleinere ventilatie-units. Één hiervan bevind zich in het midden de zijgevel, aangrenzend aan de werkplaats. De andere 2 hangen in het midden van de hal aan de constructie. Alle lucht die door de ventilatie de hal wordt ingezogen kan indien nodig verwarmd worden met warm water.

Foto 27: Eén van de grote ventilatie-units aan de voorkant van het gebouw

Ook hier is het niet duidelijk of de ventilatie nog naar behoren werkt en nog te gebruiken is in de toekomst. Bij het scenario dat de gehele omhulling van de hal nageïsoleerd wordt kan ervoor gekozen worden de installatie te gebruiken, omdat dan alle naden en kieren aangepakt zullen worden. Echter ook dan moet er afgevraagd worden of de installaties niet teveel verouderd zijn en nog wel naar behoren werken. Een nieuwe installatie installeren voor de volledige hal heeft dan de voorkeur. Bij het toepassen van een box in box systeem zal er zeker een nieuwe ventilatievoorziening getroffen moeten worden, ongeacht de toekomstige functie. Dit kan op de meest duurzame manier worden ingevuld. Foto 28: twee ventilatie-units in het midden van de hal

38 van 62

Electra In de hal zijn een hoop hijsmogelijkheden welke allen op elektriciteit werken. Omdat deze machines veel stroom nodig hebben heeft elke kraan zijn eigen stoppenkast met een aantal groepen. Zo heeft elke kraan zijn eigen stroomvoorziening en zijn er geen consequenties voor de rest van de kranen mochten er enkele uitvallen. De stroom voor deze kranen wordt geleid door dikke koperdraden. Deze komen allen samen bij een centrale regelkast, welke op enige hoogte is geïnstalleerd. Deze kast staat vervolgens in verbinding met het naastgelegen transformatorhuis. Veel van deze elektra is niet meer van deze tijd en daardoor kan het ook levensgevaarlijk zijn. Daarnaast zijn er veel koperdieven actief geweest en zijn er een hoop kabels verdwenen, wat kan leiden tot een stroomlek op 1 van de vele staalconstructies. Voor de verlichting in de hal is een aparte stoppenkast. Deze regelt de stroom voor ongeveer 63 oude fabriekslampen.10

Foto 29: Centrale regelkast op enige hoogte in de hal

Het is van belang dat, ongeacht de toekomstige functie, de stroom wordt afgesloten voor de grote elektrische apparaten, die in de toekomst niet meer gebruikt zullen worden. Dit vermindert de kans op ongelukken aangezien een hoop van de dikke koperen kabels niet goed afgeschermd zijn. Ook zijn er een hoop elektrische lekken omdat koperdieven hun slag hebben geslagen in de fabriek. Er zullen in hoe dan ook nieuwe lichtvoorzieningen getroffen moeten worden in de toekomst.

10

Afb.3 Bron: W1

Foto 30: Samenkomst massa stroomkabels

Afb. 3: Soortgelijke fabriekslamp Foto 31: Stroomvoorziening met stoppenkast bij een kraan

39 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 2.1.3 Referenties Om een goed beeld te krijgen van de mogelijkheden op het gebied van bouwfysica zijn er een aantal referentieprojecten geraadpleegd. Hierbij is er gekeken naar de bouwfysische oplossingen die hier toegepast zijn. Vervolgens is er gekeken of dit ook bij dit project toepasbaar is. Fabriekscomplex-Grasso|’s-Hertogenbosch11 Dit fabriekscomplex bestaat uit een reeks rijksmonumentale fabriekspanden. De gevels en daken van de verschillende hallen worden gerenoveerd en gerestaureerd, maar niet nageïsoleerd. In één van de hallen wordt een nieuw luxe kantoorpand met 3 verdiepingen gebouwd. Dit wordt inpandig gedaan naar het zogenoemde doos-in-doos principe. Het gebouw zal volledig worden opgebouwd naar de eisen van het bouwbesluit en arbo-wetgeving. Een mooi voorbeeld van een doos-in-doos principe in uitvoering. Dit systeem zal het energieverbruik in het kantoorpand in ’s-Hertogenbosch flink terugbrengen en er hoeven geen dure isolatiemaatregelen genomen te worden voor de daken en gevels. Dit principe is prima toepasbaar bij de fabriekshal van het voormalige werkspoor.

Woon-werkhuis,|Niehove12 Dit kleinschalige project is een ander voorbeeld van het toepassen van het doos-in-doos principe. In een voormalige oude boerderij is een kantoor geplaatst, om de monumentale waarde van de boerderij niet aan te tasten. De schuur zelf is niet aangepakt, de mooie constructie van de kap is van binnen nog goed te zien. Dit is een mooi voorbeeld van een doos-in-doos principe naar aanleiding van de sterk monumentale waarde van het overkappende gebouw. Bij de boerderij heeft, anders dan bij het fabriekscomplex, ook de binnenkant een sterk monumentale waarde. De keuze voor een doos-in-doos is bij beide gebouwen uit een andere overweging gemaakt. De fabriekshal vooral uit financieel en de boerderij uit monumentaal oogpunt.

Afb. 5: www.daad.nl

Afb. 4: Bron A1

11

Bron: A1 ‘BBN-adviseurs’

40 van 62

12

Bron: W2 ‘www.oldwood.nl’

Verder zijn er tal van monumentale panden te vinden waarbij ervoor is gekozen de gevels te isoleren aan de binnen- of buitenkant. Bij grote hallen als bij het voormalig werkspoor is dit zelden voorgekomen. De voornaamste reden hiervoor zijn de kosten die dit met zich meebrengt. Er zijn altijd gewoonweg teveel vierkante meters om te isoleren. Mocht geld geen rol spelen dan zijn er altijd nog andere problemen die naar voren komen. Dit verschilt per manier van isoleren. Als er wordt gekozen voor het van buiten isoleren van een gevel, komt al snel de monumentale waarde van de gevel ter sprake. Mocht het gebouw een monument zijn dan is dit al geen optie, maar ook als dit niet zo is verwijder je de authentieke uitstraling van het gebouw. Ondanks dat het de efficiëntste manier is van na-isoleren, wordt hier zelden voor gekozen. Het van binnen isoleren van de gevel is minder efficiënt maar wel uitvoerbaar zonder de monumentale waarde ter sprake te brengen. Het probleem hier is, behalve de enorme kosten, dat er bij binnenisolatie altijd koudebruggen blijven bestaan, waardoor de energieverbetering gemiddeld maar 8% bedraagt. Ook kan dit leiden tot condensatieproblemen bij de koudebruggen en schimmelgroei. Een gebouw van 100 jaar oud gaat op deze manier binnen 2 jaar kapot.13 2.1.4 Aanbeveling Welke oplossingen liggen er het meest voor de hand in het kader van de thermische schil, kozijnen en beglazing, lekkages en installaties. Nu de bouwfysische staat van het gebouw in kaart is gebracht kan er een conclusie worden getrokken en aanbeveling worden gedaan. Aan de hand

van de gevonden referentieprojecten en artikelen worden enkele mogelijkheden voorgesteld. 1. Na-isoleren van gevels en dak, aan binnen- of buitenkant 2. Het toepassen van het doos-in-doos principe 14 3. Niet isoleren en geen doos-in-doos principe 1. Het na-isoleren van gevels en dak is niet wenselijk bij dit gebouw. Ten eerste is het financieel niet aantrekkelijk. De meest efficiënte manier is het isoleren aan de buitenkant, dit kan echter niet omdat we uitgaan van een monument en de gevel daarbij niet mag veranderen. Dan blijft het isoleren aan de binnenzijde over, wat condensatieproblemen oplevert en de levensduur van het gebouw ernstig verkort. Deze methode wordt dan ook afgeraden. 2. Het doos-in-doos principe is goed toepasbaar in de huidige staat van het gebouw. Aan de gevels en daken hoeft niet veel gedaan te worden, afgezien van het water- en wind dicht maken. Zo kan er meer worden geïnvesteerd in inpandige gebouwen. Deze kunnen helemaal naar de eisen van nu worden gebouwd. Daarnaast werkt de ruimte tussen de gevel van de fabriekhal en het inpandige gebouw als een AOR, een aanliggende onverwarmde ruimte.15 Hierdoor is de temperatuurovergang in de gevel minder groot waardoor er minder energie verbruikt hoeft te worden. Deze duurzame manier van herbestemmen wordt sterk aanbevolen voor de fabriekshal van het voormalig werkspoor.

14 13

Bron: B2 ‘Gemeente Maastricht’

15

Bron: A2 ‘DAAD-cahier’ Bron: B3 ‘Handboek duurzame monumentenzorg’

41 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 3. Het zou kunnen dat er geen bouwfysische aanpassingen worden gedaan aan of in het gebouw. Mocht dit het geval zijn dan zullen er veel grote installaties geïnstalleerd moeten worden om het binnenklimaat comfortabel te houden. Gevels en daken dienen dan wel wind en waterdicht gemaakt te worden. Dit zou een mogelijkheid kunnen zijn, in afwachting van de definitieve functie.

2.2 Bouwdeel 2 (bijgebouw /werkplaats)

De gevels bestaan, net als bij de fabriekshal, uit metselwerk. Dit metselwerk is tussen de stalen kolommen van de constructie geplaatst. Ook dit veroorzaakt een grote koudebrug ter plaatse van de kolommen. Er zijn 2 verschillende beganegrond vloeren toegepast in dit gebouw. In het deel waar de zware werkzaamheden werden verricht is ervoor gekozen om betonnen vloerplaten te plaatsen, omdat deze minder kwetsbaar zijn voor beschadigingen. Bij achterkant van de werkplaats, waar verschillende ruimtes aanwezig zijn, is er een gestorte betonvloer

2.2.1 Thermische schil De werkplaats is later aangebouwd aan de grote fabriekshal. Hierbij is dezelfde bouwmethode toegepast als eerder bij de bouw van de hal is gedaan. Op voorhand kan er al worden gemeld dat behalve op het dak, er geen isolatiemaatregelen zijn getroffen. Het platte dak bestaat voor het grootste deel uit staal. Dit zien we tegenwoordig nog steeds veel zien in de utiliteitsbouw. Het bestaat uit stalen IPE-profielen waarop een stalen dakplaat ligt. Bovenop de dakplaat ligt hoogstwaarschijnlijk wel een soort van isolatielaag, al zal dit niet veel zijn. Het dak is, net als de fabriekshal, afgewerkt met stroken dakbedekking. De dakrand is ongeveer 15 cm hoog en is afgewerkt met een aluminium daktrim. De dakrand wordt ondersteund door een stalen hoekprofiel, welke een enorme koudebrug veroorzaakt omdat deze zowel buiten als binnen niet is afgewerkt.

42 van 62

Foto 32: Onderkant dakconstructie i.c.m. met binnenkant gevel

Het is goed mogelijk om deze ruimte na te isoleren, omdat het kleinschalig is en niet veel lastige verbindingen heeft. De voorkeur gaat uit naar het van binnen isoleren van het gebouw, om zo de uitstraling niet volledig te veranderen. Omdat het gebouw zo kleinschalig is, is het niet praktisch om hier en het box in box principe toe te passen. De ruimtes zullen veel te klein worden en de thermische buffer zal niet veel opleveren voor het energieverbruik. Kozijnen/beglazing Qua kozijnen lijkt het gebouw ook erg op de fabriekshal. De kozijnen zijn aan de bovenkant van de gevels geplaatst om optimaal te kunnen profiteren van de lichtinval. Dezelfde stalen kozijnen als in de hal zijn toegepast bij de werkplaats. De uitvoering van de beglazing is enkel glas zonder wapening. Er kan voor worden gekozen om de kozijnen te vervangen, omdat ze redelijk klein van omvang zijn. Maar ook hier moet er nagedacht worden over de monumentale waarde van de kozijnen, omdat dit bij vervanging een andere uitstraling zal krijgen. Het is ook mogelijk de kozijnen te voorzien van achterzet beglazing. Dit is eenvoudig te koppelen aan het van binnen isoleren van het gebouw. Naast de stalen kozijnen zijn er ook houten kozijnen te vinden in de gevel. Deze kozijnen zijn aan vervanging toe en kunnen in principe ook worden vervangen, omdat er ongeveer dezelfde kozijnen voor terug zullen komen.

Foto 36: Stalen kozijnen aan de bovenkant van de gevel

Foto 35: Houten kozijnen aan de onderkant van de gevel

43 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 2.2.2 Installaties Verwarming De later aangebouwde werkplaats wordt op dezelfde manier verwarmd als dat dit in de grote hal gebeurd, d.m.v. luchtverhitters die werken op water. Sommige delen in de werkplaats hebben 2 verdiepingen. Het is daar niet mogelijk om een luchtverhitter aan het plafond te hangen omdat men er dan niet meer onderdoor kan lopen. Op deze plekken is er gekozen om deze aan de buitengevel te bevestigen. Deze apparaten hebben in principe ook een koelfunctie, als er alleen koud water door het toestel wordt gepompt.

Foto 37: Luchtverhitter aan het plafond bevestigd

In de werkplaats is tevens een centraal punt waarvan alle verwarmingselementen in de werkplaats en in de loods worden geregeld. De luchtverhitters zijn ingedeeld in verschillende groepen zodat er ook alleen maar een bepaald deel van de ruimte verwarmd kan worden. Omdat dit gebouw aan de kleine kant is, is het de vraag of hier een goede functie voor gevonden kan worden. Mocht dit het geval zijn dan kunnen de huidige verwarmingselementen nog prima werk verrichten.

Foto 38: Boven: Centrale regelkast circulatiepompen luchtverhitters Links: Schakelaars luchtverhitters per groep

44 van 62

Warmtapwater In de werkplaats is het verhaal over het Warmtapwater hetzelfde als in de grote hal. Er is geen ketel aanwezig voor het produceren van warm water maar het water komt warm het gebouw in, waarschijnlijk d.m.v. stadsverwarming. Er zijn ook enkele pompen aanwezig voor de toe- en afvoer van warm water naar de luchtverhitters. In de toekomst kan deze ruimte door middel van de stadsverwarming verwarmd blijven worden. Ook kunnen hierop eventuele tappunten worden aangesloten.

Foto 40: Stadsverwarming

Ventilatie De ventilatie in de werkplaats vindt plaats door ventilatoren die zich in de kozijnen bevinden. Deze ventilatoren zijn rond en hebben een diameter van ongeveer 40 cm. De ventilatoren werken op elektriciteit en zijn vraaggestuurde. Dit betekend dat ze kunnen worden aangezet als dit nodig is. Omdat er in die tijd nog geen eisen waren voor de ventilatie van bepaalde ruimten werd deze manier van ventileren veel toegepast. Mocht dit gebouw een eigen functie krijgen dan komen er wel eisen voor de ventilatie. De huidige ventilatie zal hiervoor niet genoeg zijn en er zullen dus nieuwe ingrepen gedaan moeten worden.

Foto 39: Ventilator in de buitengevel.

Inzet: Ventilator binnen

45 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Electra De werkplaats heeft, net als de verschillende kranen in de fabriekshal, een eigen stroomnetwerk met 2 stoppenkasten. Één van de stoppenkasten is vermoedelijk voor de centrale verlichting van de werkplaats. De andere, grotere stoppenkast, voor de elektrische apparaten. Dit is op te maken uit de teksten die bij de groepen op de stoppenkast staan, zoals kraan en slijpsteen. Omdat de elektrische apparaten niet van monumentale waarde zijn kunnen deze, en alle toebehorende leidingen verwijderd worden. De centrale verlichting kan in een toekomstige functie nog wel gebruikt worden.

Foto 41: (grote) stoppenkast voor de elektrische apparaten

Foto 42: De kraan in de werkplaats zit op een eigen stroomgroep

46 van 62

Foto 43: Stoppenkast centrale verlichting

2.2.3 Aanbeveling Als er een conclusie moet worden getrokken over de toekomstige, bouwfysische invulling van het gebouw, dan ligt het voor de hand om het in zijn geheel na te isoleren. Al hangt dit sterk af van de functie van het gebouw. Door nu al enkele scenario’s voor te stellen kan er een aanbeveling worden gedaan voor het latere ontwerp. Het gebouw en de omvang ervan leent zich prima voor bijvoorbeeld het stallen van de installaties voor de grote hal. Dit zou betekenen dat in het gebouw 1 grote technische ruimte wordt gerealiseerd, van waaruit de verwarming, elektra, ventilatie en andere installatietechnische onderdelen worden geregeld. Door het gebouw in te vullen als technische ruimte zal er aan een hoop eisen qua brandveiligheid, klimatisering e.d. moeten worden voldaan. Hiervoor is dan wel genoeg ruimte voor beschikbaar. Een ander scenario is het gebouw invullen met een verblijfsruimte, die vervolgens betrokken kan worden bij de functies in bouwdeel 1, de fabriekshal. Hierbij moet gedacht worden aan bijvoorbeeld toiletruimtes of misschien een keuken voor bij een restaurant of lunchroom. In dit scenario is het wel wenselijk om het gehele gebouw te isoleren. Dit zal zeker in een keuken erg veel schelen in het energieverbruik. Kortom, het hangt heel erg van de toekomstige functie af, welke bouwfysische ingrepen er gedaan moeten worden. Willen we er hoe dan ook voor zorgen dat er zo min mogelijk energieverlies is, dan is naisoleren aan de binnenzijde de beste mogelijke oplossing.

47 van 62


2.3 Bouwdeel 3 (kantoorpand) 2.3.1 Thermische schil Wat als eerste opvalt als er naar het gebouw wordt gekeken, is dat er veel glas aanwezig is. Ter hoogte van de verdiepingsvloeren is een strook metselwerk te zien van ongeveer 1 meter hoog. Er wordt niet vanuit gegaan dat in dit gedeelte is nagedacht over isolatie, maar er wordt wel gedacht dat er een spouw aanwezig is. Dit kan mogelijkheden bieden bij eventuele na-isolatie. Denk hierbij bijvoorbeeld aan spouwmuurisolatie. Het dak van het gebouw is het zogeheten zaagtanddak, met kozijnen op de horizontale delen. De schuine delen zijn voorzien van dakbedekking welke in goede staat is. Het is onduidelijk of het dak geïsoleerd is. Kozijnen/beglazing De kozijnen zijn uitgevoerd in staal met een invulling van enkel glas. Door de vele hoeveelheid glas in het gebouw verliest het een hoop warmte. Er zal dan ook meer en vaker verwarmd moeten worden om de ruimte ‘behaaglijk’ voor de gebruiker te houden. Wel is er rekening gehouden met de koudeval, door onder elk raam een radiator te installeren. Op het dak zijn hetzelfde typen kozijnen toegepast.

Foto 44: Het gevelaanzicht van het voormalig kantoorpand

Lekkages Naast de thermische lekken in de bouwkundige schil zijn er geen waterlekkages aangetroffen in het gebouw. Deze lekkages ontstaan vaak door de slechte staat van het dak, welke zich hier in goede staat bevind.

Foto 45: Het sheddak of zaagtanddak op het gebouw.

48 van 62

2.3.2 Installaties Verwarming/Warmtapwater Het gebouw wordt verwarmd door middel van radiatoren onder de kozijnen. Het warm water voor de verwarming wordt aangeleverd door stadsverwarming. De pompen hiervoor bevinden zich in een aparte installatieruimte op de begane grond. Op de begane grond bevindt zich douches welke niet op de stadsverwarming zijn aangesloten, maar gebruik maken van 2 eigen ketels. Deze zijn in dezelfde ruimte aanwezig. Dat de douchegroep een andere warmwaterbron heeft kan erop wijzen dat of de douches of de stadsverwarming later is geïnstalleerd. Er wordt vanuit gegaan dat de douches bestemd waren voor de vroegere werknemers van de fabriek, en dat de stadsverwarming dus later is geïnstalleerd. Ander warmwater tappunten in het gebouw bevinden zich alleen in de keuken op de begane grond.

Foto 46: Verdelingspompen stadsverwarming

Foto 47: Radiatoren

Ventilatie Behalve een aantal ventilatoren in het dak is er in het gebouw geen installatie voor de luchtbehandeling aanwezig. Er is aan de hand hiervan vastgesteld dat het gebouw voor het grootste deel op de natuurlijke manier wordt geventileerd zonder mechanische afzuiging of toevoer. Op de bovenste verdieping kan het warmer en benauwder worden vanwege de opstijging van warme lucht. Vermoedelijk is er daarom voor gekozen om hier enkele ventilatoren te installeren. Voor de rest van het gebouw moet er zelf een raam opengezet worden om te ventileren.

Foto 48: Afvoer warme, vuile lucht in het sheddak

49 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Electra De elektriciteit in het gebouw is gelijk aan die van enkel ander kantoorpand. Er zijn geen zware apparaten aanwezig en dus geen aansluitingen voor massastroom. In een aparte ruimte op de begane grond is een regelkast voor de stroom geïnstalleerd. Hier zijn alleen groepen aanwezig welke desgewenst kunnen worden uitgeschakeld. In de toekomst kan deze stroomvoorziening gehandhaafd worden. Dit kan een hoop tijd en geld kosten omdat het gehele stroomcircuit al aanwezig is.

2.3.3 Referenties Duurzaam.kantoorgebouw-Total.Nederland|Den.Haag16 Het bedrijf Greenstep, die duurzame renovatie van kantoorpanden mogelijk maakt, heeft eind augustus het kantoorpand voor Total Nederland opgeleverd. Bij dit kantoorpand is alles vernieuwd aan de binnenkant, in tegenstelling tot de buitenzijde waaraan weinig tot niets is gebeurd. Alleen de kozijnen zijn voor zover nodig vervangen en vernieuwd. Er is een balansventilatie toegepast welke op het dak is geïnstalleerd. Deze is uitgerust met warmteterugwinning. Door de installaties af te stemmen met de wensen van de gebruiker is er een, voor de gebruiker ‘behaaglijk’ binnenklimaat gerealiseerd. Daarnaast maakt het gebouw als eerste in de Benelux gebruik van de Smart-Led verlichting van ‘Redwood Systems’. Meer informatie hierover op www.redwoodsystems.com

Foto 49: Stoppenkast en schakelaars

16

50 van 62

Bron: A3 ‘GreenStep’

BACO-gebouw|Roermond17 In het gebouw van voormalige meubelfabriek in Roermond heeft zich het hoofdkantoor van de woningcoöperatie ‘Wonen Limburg’ gevestigd. De renovatie die hieraan vooraf ging is uitdagend te noemen. Er is voor gekozen om een klimaatgevel te maken van de bestaande buitenmuren. Dit houdt in dat op enige afstand achter de buitenmuur de thermische schil is geplaatst. Hierdoor dient de ruimte tussen de gevel en de schil als thermische buffer, en kan het uitstekend gebruikt worden voor het wegwerken van de technische installaties en de vluchtroutes. De oude vloeren van het gebouw zijn in takt gehouden. Er is zelfs voor gezorgd dat de elementen voor de verwarming en ventilatie tussen de houten balklaag van de oude vloeren liggen. Hierdoor is ritme van de balklaag gelijk gehouden als in het bouwjaar 1905. Dit is een mooi voorbeeld van het intact houden van een gebouw met een bepaalde historische waarde, en tegelijkertijd het gebouw zo duurzaam en efficiënt mogelijk te gebruiken.

17

Bron: W3 ‘www.daad.nl’

51 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht 2.3.4 Aanbeveling Gezien de omvang, leent het voormalig kantoorgebouw zich voor een hoop verschillende functies. De technische installaties en de kwaliteit van de thermische schil hangt sterk af van de functie, welke eisen hieraan gebonden zijn, en de wensen van de gebruiker. Omdat er wordt gestreefd naar een duurzame herbestemming wordt er bij voorbaat aanbevolen om duurzame installaties in het gebouw te installeren. Het gebouw leent zich daar perfect voor en er is op dit moment bijvoorbeeld helemaal geen luchtbehandeling. De kozijnen in de gevels hebben het grootste energieverlies. Hieronder zijn 3 scenario’s gegeven over hoe de gevel gerenoveerd kan worden i.c.m. met duurzame installaties. 1. Het toepassen van een klimaatgevel 2. Geen gevelaanpassingen doen, 3. De gevels na-isoleren en de stalen kozijnen vervangen voor een duurzame variant. Het toepassen van een klimaatgevel is een optie voor dit gebouw. Het probleem hierbij is dat er bij het plaatsen van een thermische schil achter de bestaande gevel koudebruggen ontstaan op de plekken waar de vloeren aan de buitengevel aansluiten. Dit kan worden opgelost door de vloeren te vernieuwen maar men kan hier ook vrede mee hebben. Dit zal per wens van de gebruiker verschillen. Als een klimaatgevel op een efficiënte manier wordt geïnstalleerd maakt dit een hoop uit voor het energieverbruik. Doordat er een aparte ruimte zit tussen de directe buitenlucht en het verblijfsgebied is de temperatuurovergang minder. Hierdoor zal er minder snel warmte verloren gaan. Een balansventilatie met WTW leent zich uitsteken voor dit scenario, mits het gebouw kier en tochtdicht is gemaakt. Dit scenario schets een beeld van een erg duurzame renovatie, met een hoog prijskaartje.

52 van 62

Aangezien het gebouw een hoop energie verliest door de stalen kozijnen, is het niet wenselijk om hier niets aan te doen. Het energieverbruik zal dan een stuk hoger uitvallen, ondanks het toepassen van duurzame installaties. Een investering in gevel kan binnen de levensduur van het gebouw terugverdiend worden, dit is dan ook wenselijk om te doen. Dan is er ook nog de mogelijkheid om de gevels na te isoleren. Dit kan door middel van spouwmuurisolatie. Op deze manier bespaart u, in tegenstelling tot een voorzetwand, ruimte in het gebouw maar kunnen er wel vochtbruggen optreden, ook al verzekeren leveranciers dat dit niet zo is. Een andere mogelijkheid is de gevels aan de buitenkant na te isoleren. Dit kan door middel van een stuclaag, of door het monteren van een houten of stalen raamwerk waar vervolgens isolatie tussen geplaatst wordt. Omdat de stukken metselwerk al flink uitsteken in de gevel, en dit door de buitenisolatie nog meer zal worden, zal dit geen mooie oplossing zijn. De mogelijkheid bestaat ook om de gehele gevels de strippen, en vervolgens op dezelfde manier in te vullen met duurzame materialen en nieuwe kozijnen. Deze aanbeveling hangt af van het budget dat kan worden uitgetrokken voor dit project. Mocht het financiële draagvlak groot genoeg zijn dan wordt er geadviseerd een klimaatgevel toe te passen in combinatie met duurzame installaties. Mocht dit niet het geval zijn en er meer gekeken dient te worden naar hergebruik van materialen, dan is het de beste optie de gevel na te isoleren, op 1 van de manier hierboven beschreven.

2.4 Bouwdeel 4 (transformatorhuis) 2.4.1 Thermische schil Het transformatorhuis is tientallen jaren eerder gebouwd dan de rest van de omgeving en heeft daarom, evenals de andere gebouwen, geen thermische geïsoleerde schil. In die tijd hield niemand zich bezig met energiebesparing omdat er simpelweg geen eisen voor waren. Het dak bestaat uit houten delen op een staalconstructie. Omdat het dak schuin loopt is zijn er leien aanwezig welke nog in een prima staat zijn. Omdat er een hout dakbeschot is toegepast gaat er minder warmte verloren dan met een staal dak. Het nadeel is alleen dat het hout op een gegeven moment gaat rotten, als er zich vochtproblemen voordoen. Van echt houtrot is echter nog geen sprake. In de punt van het dak bevindt zich eenzelfde lichtstraat als waar de grote fabriekshal over beschikt. Een lichtstraat van staal met enkel glas. Dit levert het grootste warmteverlies op in het gebouw. De warme lucht stijgt namelijk langs het schuine dak op en verzameld zich bij de lichtstraat, waar de warmteweerstand slecht is door het gebruik van enkel glas en stalen kozijnen. Toch zorgt dit er ook voor dat de warme lucht niet op het houten dakbeschot condenseert, wat verklaart dat er hier geen aanzienlijke schade is te zien.

Foto 50: Bovenkant dak transformatorhuis, in redelijk goede staat.

De gevels bestaan volledig uit baksteen, wat om de staalconstructie heen is gebouwd. Alleen aan de voorkant is te zien dat er tussen de staalconstructie is gemetseld. Doordat de staalconstructie zowel buiten als binnen te zien is kan er hier gesproken worden van een gevel die erg veel warmte verliest.

Foto 51: Onderkant dak, houten dakbeschot op een staalconstructie

53 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Ook heeft het gebouw een kelder die onder de helft van de vloer loopt. Deze kelder wordt tegenwoordig gebruikt als opslagruimte, maar aan de hand van de deur met ‘Hoogspanning’ erop kan worden afgeleid dat de kelder was bedoeld voor de grote transformators. Aan de onderkant van de zijgevel is een verdikking van de gevel te zien. We gaan ervan uit dat de kelderwand ook opgebouwd is uit baksteen en is bewerkt met teer of een andere waterdichte stof. De keldermuren zijn dikker dan de gevels erboven omdat er extra krachten opstaan zoals grondwaterdruk. De vloer boven de kelder bestaan vooral uit beton. Kozijnen/beglazing Behalve één kozijn aan de straatkant van het gebouw bestaan alle kozijnen uit staal gevuld met enkel glas als beglazing. Deze stalen kozijnen hebben net als de lichtstraat een grote waarde voor het pand. Het is dan ook zaak dat deze in de toekomst blijven bestaan. Omdat de kozijnen niet heel groot zijn is er een goede mogelijkheid om de kozijnen te voorzien van een achterzetraam. Hierdoor blijft de waarde voor het pand bestaan en zal het energieverlies gereduceerd worden. Het vervangen van de kozijnen is geen wenselijke oplossing.

Foto 53: De voorgevel van het gebouw. Duidelijk zichtbaar zijn de stalen kozijnen en de staalconstructie in de gevel.

Lekkages Naast de vele thermische lekkages die het gebouw heeft zijn er geen duidelijk sporen gevonden van waterlekkage in het gebouw. De voornaamste reden hiervoor is dat het dak in goede staat is. Echter, we gaan er wel vanuit dat bij hevige regenval er schade kan optreden. Dit zal vooral in de kelder het geval zijn, waar het grondwater tegen de keldermuur aan zal drukken. Een kleine beschadiging kan al flinke gevolgen hebben. Het is daarom zaag de gevels en kelderwanden goed te inspecteren op eventuele schade wat tot lekkages kan leiden.

Foto 52: Kelderwand gezien van binnen uit

54 van 62

2.4.2 Installaties Verwarming Oorspronkelijk werd de ruimte verwarmd door middel van luchtverhitters werkend op water. Hiervan hanger er 2 aan de achtermuur. Het is goed mogelijk dat dit de enige verwarmingelementen waren, omdat het gebouw redelijk kleinschalig is. Aangezien de luchtverhitters niet meer functioneren en/of aangesloten zijn, zijn er later radiotoren geïnstalleerd. Deze functioneren maar zijn enigszins gedateerd. Er wordt dan ook geadviseerd nieuwe verwarmingselementen te plaatsen. Omdat het gebouw niet zoveel inhoud heeft en dus snel warm te krijgen en te houden is, zullen nieuwe radiotoren prima voldoen.

Foto 54: Luchtverhitter

Warmtapwater In het gebouw is een kantine aanwezig met een keuken. In de keuken is het enige tappunt voor water, maar dit is alleen koud water. De luchtverhitters werken op warm water, aangevoerd door stadsverwarming. Tappunten zullen in de toekomst opnieuw aangelegd moeten worden. Ventilatie De ventilatie wordt geregeld door 2 ventilatoren in de nok van de gevels. Deze voeren de warme, vuile lucht af naar buiten. Dit werkt volgens het systeem: natuurlijke aanvoer, mechanische afvoer. De huidige voldoen vermoedelijk niet aan de eisen die gesteld worden bij een toekomstige functie en ook is onduidelijk of ze nog naar behoren werken. Aan de hand van de toekomstige invulling kan er gekeken worden naar een passende oplossing.

Foto 55: Bestaande, gedateerde radiotoren Foto 56: Ventilator in de nok van de gevel

55 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Electra Bouwdeel 4, het transformatorhuis diende vroeger en nog steeds voor de stroomvoorziening in de grote hal en andere omliggende gebouwen. In het gebouw zijn nog enkele stroomkasten te vinden. In de kelder, waar in het verleden vermoedelijk ook vele transformator kasten stonden, is helaas niets meer te ontdekken. In een aparte ruimte naast het gebouw zit de nog werkende stroomvoorziening voor de grote hal en het kantoorgebouw. In het transformatorhuisje is ook een kraan aanwezig. Deze rijdt over een baan op een aparte staalconstructie. Deze kraan heeft een hefvermogen van ongeveer 8 ton.

Foto 58: Stoppenkast

Foto 57: De oude stroomkasten zijn behouden

56 van 62

Foto 59: De kraan op een aparte staalconstructie binnen het gebouw.

2.4.3 Referenties Ketelhuis,Westergasfabriek|Amsterdam18 Het voormalig ketelhuis op het terrein van de Westergasfabriek in Amsterdam is bij de grote herbestemming van het gebied omgetoverd tot een heuse bioscoop genaamd: ‘bioscoop het Ketelhuis’. Er is hier gekozen om de thermische schil niet te verbeteren maar een constructie binnen het gebouw te plaatsen, om aan de strenge eisen van de bioscoopfunctie te voldoen. Dit is het doos-in-doos principe dat eerder bij de analyse van de fabriekshal aan bod is gekomen. Uit kostenoverweging is er gekozen om meer aandacht te besteden aan de luchtbehandeling i.p.v. het naisoleren van het gebouw. De rest van de ruimte in het voormalig ketelhuis is ingevuld als horeca gelegenheid. Een impressie:

18

Bron: W4 ‘www.dearchitect.nl’

Afb. 7: Bron: www.ketelhuis.nl

57 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht Woningblok,Solebaystraat|Amsterdam19 Bij dit project werden 144 woningen in een monumentaal woningblok gerenoveerd. Hierbij werden de gevels en daken nageïsoleerd en werd er een nieuwe CV en balansventilatie geïnstalleerd. Omdat de woningen aan de buitenkant niet aangetast mochten worden vanwege de monumentale status, is ervoor gekozen om te werken met een voorzetwand. Een voorzet wand komt in veel soorten en maten. Dit is een goede oplossing als de ramen worden voorzien van dubbel glas, waardoor het metselwerk kouder wordt. Een voorzetwand voorkomt dit en de diverse problemen die dit met zich meebrengt. Ook wordt het comfort in de woning een stuk verhoogd.

2. Het toepassen van een doos-in-doos principe 3. Geen isolatiemaatregelen nemen, maar meer aandacht besteden aan de luchtbehandeling in het gebouw. Kleinschalige monumenten als het transformatorgebouw worden doorgaans niet nageïsoleerd. Het na-isoleren van deze oude gebouwen kan meer problemen met zich meebrengen dan het oplost. Er wordt dan ook geadviseerd alleen de grote thermische lekken aan te pakken, en hierbij de kozijnen buiten beschouwing te laten. Mochten de kozijnen toch moeten worden aangepakt, dan wordt er aanbevolen te kiezen voor een achterzetraam of het plaatsen van dun renovatieglas. Dat er liever geen ingrepen gedaan worden aan het isolatieniveau van de schil van het gebouw betekend niet dat er geen comfortabel binnenklimaat gerealiseerd kan worden. Aan de hand van referentieprojecten is te concluderen dat dit soort gebouwen zich prima lenen voor bijvoorbeeld een bioscoop, restaurant of expositieruimte. Een doos-in-doos principe is toepasbaar, maar niet wenselijk in dit gebouw vanwege de geringe omvang. Mocht er een functie in het gebouw komen waar strenge eisen aan hangen t.b.v. brandveiligheid, ventilatie en geluid, dan kan dit altijd een optie zijn.

Afb. 8: Bron www.maps.google.nl

2.4.4 Aanbeveling Kijkend naar de thermische en installatietechnische ingrepen die gedaan moeten worden, kunnen er enkele scenario’s worden geschetst. 1. Het gebouw compleet na-isoleren en zorgen dat de klimaatinstallatie hierop aansluit. 19

Bron: A4 ‘Bouwwereld’

58 van 62

De aanbeveling voor dit gebouw, op thermisch gebied, is het niet naisoleren van de schil. Het gebouw zal hierdoor langer behouden blijven en zijn originele uiterlijk houden. Dit zal geen grote nadelige gevolgen hebben voor het binnenklimaat. Op installatietechnisch gebied moet eerst duidelijk worden wat de functie binnen het gebouw wordt. Pas dan kunnen hier definitieve uitspraken over gedaan worden.

Conclusie/Aanbeveling Constructie Om tot een goede conclusie te komen is de voorgaande analyse van groot belang. Nu deze achter de rug is kunnen we een onderbouwde conclusie en aanbeveling geven. Constructief gezien kan er worden gesteld dat de bouwdelen in goede staat verkeren. Er is geringe roest aanwezig, maar geen roest die de constructie zodanig belemmerd of aangetast heeft dat het de kwaliteit van de constructie beïnvloedt. Ook hebben we geconcludeerd dat het ontwerp van de constructie uiterst effectief en economisch ontworpen is. Vele constructieve elementen zijn zo gedimensioneerd dat het een multifunctioneel gebruik heeft of later zou kunnen hebben. Een algemeen maar uiterts belangrijk onderdeel is dat de fabriekshal is overgedimensioneerd. Dit wil zeggen dat men ruim aan de eisen voldoet, zware profielen worden toegepast. Dit heeft natuurlijk te maken met de lagere bouwen arbeidskosten van die tijd. Maar zeker ook met de industriële revolutie die veel kwaliteit met zich mee heeft gebracht. Door de grote hoeveelheid aan hijskranen was het mogelijk om groot materiaal en materieel te verplaatsten. Hier is de constructie op berekend. Deze mogelijkheden van vroeger kan ons in de toekomst veel nieuwe mogelijkheden brengen. Door de overdimensionering die nodig is geweest om de bovenloopkranen de gewenste belastingen te kunnen laten heffen kunnen we deze vervangen voor andere belastingen. Zoals het plaatsen van tussenvloeren. Dit houdt in dat aan de constructie niet veel hoeft te gebeuren. Een stel windverbanden plaatsen boven de linkerdeur aan de voorkant is dan ook de enige aanbeveling die wij doen. Wel zal er met de plannen voor de toekomst gerekend moeten gaan worden of bepaalde plannen wel of niet mogelijk zijn.

Bouwfysica en installaties Aan de hand van de analyse over de thermische gesteldheid van de gebouwen en de bestaande installaties kan er een duidelijk conclusie worden getrokken over de bouwdelen. In geen van de bouwdelen is isolatie toegepast en de installaties zijn flink verouderd. Het is daarnaast ook onduidelijk of de installaties nog naar behoren werken. Mocht dit het geval zijn dan zullen ze verre van energiezuinig zijn en niet meer aansluiten op de toekomstige functie, welke dit ook mag zijn. Het is daarom van belang dat de installaties worden vernieuwd. Deze dienen te worden afgestemd met de toekomstige functies van de gebouwen en de thermische aanpassingen die eventueel gedaan worden. Aan de hand van referentieprojecten is er in beeld gebracht wat de mogelijkheden zijn voor het creëren de verschillende typen gebouwen. De beste mogelijkheden zullen onze aanbevelingen zijn voor het toekomstige ontwerp. Er zijn een viertal mogelijkheden welke het meest voor de hand liggen voor de onderzochte gebouwen. 1. Het in zijn geheel na-isoleren van het gebouw aan de binnen- of buitenzijde. 2. Het toepassen van het doos-in-doos / box-in-box principe. 3. Het toepassen van een klimaatgevel 4. Geen ingrepen verrichten. Fabriekshal Het doos-in-doos principe is het best toepasbaar in de huidige staat van het gebouw. Aan de gevels en daken hoeft niet veel gedaan te worden, afgezien van het water- en wind dicht maken. Zo kan er meer worden

59 van 62

Minor “Restauratie: Duurzame Monumentenzorg“ Project: Werkspoor te Utrecht geïnvesteerd in inpandige gebouwen. Deze kunnen helemaal naar de eisen van nu worden gebouwd. Daarnaast werkt de ruimte tussen de gevel van de fabriekhal en het inpandige gebouw als een AOR, een aanliggende onverwarmde ruimte. Hierdoor is de temperatuurovergang in de gevel minder groot waardoor er minder energie verbruikt hoeft te worden. Deze duurzame manier van herbestemmen wordt sterk aanbevolen voor de fabriekshal van het voormalig werkspoor. Het toepassen van een klimaatgevel zou ook een goede oplossing zijn voor de fabriekshal. Vanwege de grote hoogte van de hal zal hier een hoog prijskaartje aan hangen. Werkplaats/bijgebouw Vanwege de kleinschaligheid van dit gebouw is de beste mogelijkheid om dit na te isoleren. Aangezien het gebouw verder ook geen monumentale waarde heeft kan dit aan de buitenkant worden gedaan. Hiermee zullen allen thermische problemen mee opgelost zijn. Het is sterk de vraag of men wil investeren in dit gebouw. Er kan ook voor gekozen worden het gebouw alleen water en winddicht te maken, dit hangt echter sterk van de toekomstige functie af. Bij een verblijfsfunctie bevelen wij aan de gevels en dak te isoleren aan de binnen- of buitenzijde. Mocht het een andere bestemming krijgen, zoals opslag e.d., dan is het niet wenselijk hierin te investeren.

60 van 62

Kantoorpand Deze aanbeveling hangt af van het budget dat kan worden uitgetrokken voor dit project. Mocht het financiële draagvlak groot genoeg zijn dan wordt er geadviseerd een klimaatgevel toe te passen in combinatie met duurzame installaties. Mocht dit niet het geval zijn en er meer gekeken dient te worden naar hergebruik van materialen, dan is het de beste optie de gevel na te isoleren. Dit kan door middel van spouwmuurisolatie of binnenisolatie. Het na-isoleren van de buitenkant is niet wenselijk aangezien dit het uiterlijk drastisch zal veranderen. Spouwmuurisolatie is goed toepasbaar. Het isoleren aan de binnenzijde is goed mogelijk, het probleem hierbij is echter wel dat er koudebruggen blijven bestaan ter plaatse van de verdiepingsvloeren. Transformatorhuis Kleinschalige monumenten als het transformatorgebouw worden doorgaans niet nageïsoleerd. Het na-isoleren van deze oude gebouwen kan meer problemen met zich meebrengen dan het oplost. Er wordt dan ook geadviseerd alleen de grote thermische lekken aan te pakken, en hierbij de kozijnen buiten beschouwing te laten. Mochten de kozijnen toch moeten worden aangepakt, dan wordt er aanbevolen te kiezen voor een achterzetraam of het plaatsen van dun renovatieglas. Op installatietechnisch gebied moet eerst duidelijk worden wat de functie binnen het gebouw wordt. Pas dan kunnen hier definitieve uitspraken over gedaan worden.

Bronnenlijst Artikelen A1: BBN-adviseurs | Fabriekscomples Grasso, ’s-Hertogenbosch | Nederland | Publicatie onbekend | Nederlands | 03-10-2013 | Rating 2 A2: DAAD cahier | Industrieel erfgoed / 6 thema’s voor hergebruik | Nederland | Juni 2010 | Nederlands | 03-10-2013 | Rating 2 A3: GreenStep | Total opgeleverd | Nederland | Augustus 2013 | Nederlands | 16-10-2013 | Rating 2 A4: Bouwwereld | Monument voorzien van voorzetwand met geïsoleerde dagstukken | Nederland | November 2012 | Nederlands | 16-10-2013 | Rating 2

Websites W1: www.stufib.nl | Nederlands | Nederland | 23-10-2013 | Rating 2 W2: http://www.oldwood.nl/c-900785-3/industrielampenfabriekslampen/ | Nederlands | Nederland | 03-10-2013 | Rating 1 W3: www.daad.nl | Nederlands | Nederland | 03-10-2013 | Rating 2 W4: www.dearchitect.nl | Nederlands | Nederland | 16-10-13 | Rating 2 W5: http://architectuur.nl/project/het-ketelhuis-amsterdam-2/ | Nederlands | Nederland | 16-10-2013 | Rating 3

Boeken B1: Bouwen met staal | Voorbeelden in staalbouw-hallenbouw | Nederland | 2008 | Nederlands | 08-09-2013 | Rating 3 B2: Gemeente Maastricht | Restauratierichtlijnen bij verbouw en onderhoud van monumenten | Nederland | September 2011 | Nederlands | 03-10-2013 | Pagina 42 | Rating 3 B3: Evert Jan Nusselder | Handboek duurzame monumentenzorg | Nederland | April 2011 | Nederlands | 26-09-2013 | Pagina 22 | Rating 3

Overig 01: ‘Meerdere bronnen’ http://www.metsawood.nl http://www.vbi.nl http://www.slimlinebuildings.com/

61 van 62


Bijlagen I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X.

62 van 62

CS1 - Stabiliteit: Dakvlak CS2 - Stabiliteit: Langsdoorsnede CS3 - Stabiliteit: Dwarsdoorsnede CS4 - Stabiliteit: Overzicht kolommen CK1 - Krachten: Vakwerkliggers kort CK2 - Krachten: Vakwerkliggers lang CK3 - Krachten: Gordingen CK4 - Krachten: Randliggers CK5 - Krachten: Extra krachten (hefmogelijkheden) SI1- Huidig installatieoverzicht; ventilatie, verwarming, warmtapwater, elektra.

Deelrapport: Bouwkundig onderzoek

Recommend Documents