DOSSIER
Bouwen met beton
Een stand van zaken Eind januari werden op Gevel 2014 in Rotterdam de resultaten voorgesteld van de negende en voorlopig laatste editie van de Casestudies Prefab Beton, gewijd aan het thema Innovatie en Renovatie. Met deze sessies, waar ontwerpers en betontechnologen elkaar inspireren, verkent de sector jaarlijks nieuwe wegen. De meest inventieve ideeën uit alle edities en acht concrete realisaties, gebaseerd op dit denkwerk, zijn nu verzameld in een speciale digitale uitgave die u vindt op www.febelarch.be. Een mooie aanleiding voor een gesprek over de recente ontwikkelingen in de betonsector met architect Jef Marinus van FEBE.
DIMENSION
Goed nieuws voor de liefhebbers van betonarchitectuur: tegen de zomer verschijnt er een nieuwe versie van de PTV 21601, te raadplegen via www.febelarch.be. Jef Marinus: “De belangrijkste wijziging is dat de technische voorlichting uitsluitend over architectonisch beton handelt. De voorschriften voor industrieel sierbeton, zeg maar de gekende silexpanelen voor industriebouw, verhuizen naar de algemene norm NBN B 21-600, met waarschijnlijk enkele specifieke zaken in de NBN B 21-612 voor wanden. In de oude PTV 21-601 waren die beide soorten prefab beton nog samen opgenomen. Als een architect dan verwees naar deze technische voorschriften, maar niet uitdrukkelijk vermeldde welke klasse hij wou, leverde dat wel eens verrassingen op. Voor de rest is het document aangepast aan de nieuwe Europese normen en zijn er de nodige updates. Waar we voor de toekomst nog aan werken, is een meer objectieve bepaling van de kleurentoleranties dan de huidige CIB-grijsschaal. Daarvoor is er een systeem in ontwikkeling, maar dat wordt nog uitgetest in samenwerking met Katholieke Hogeschool van Oostende. Ook werken we aan een nieuw systeem om de aanvaardbare aanwezigheid van luchtbellen op een objectieve manier vast te stellen.” Voor alle duidelijkheid: ook voor ter plaatse gestort zichtbeton is er een normatieve beschrijving in de maak, maar die
46
moet eerst nog de nodige testen ondergaan. Waarschijnlijk zal die pas in 2015 van toepassing worden. Welke keuze u ook maakt, mooi beton is niet goedkoop, want het vergt veel denkwerk, voorbereiding en zorg tijdens de uitvoering. Een belangrijk punt is zeker de afwerking. Jef Marinus: “Door de cementlaag tussen de granulaten en de bekisting, die poreuzer is dan de rest, te bewerken en te verwijderen verbeter je de weerstand van het beton tegen vervuiling. De granulaten met glad oppervlak die daarmee aan de oppervlakte komen, nemen minder vuil op. Bovendien is vuil minder zichtbaar op niet egaal gekleurde oppervlakken, bijvoorbeeld vloeren. In volgorde van impact en kostprijs kun je het betonoppervlak stralen, zuren, uitwassen of polijsten.” Een andere bewerking die al dan niet met de vorige kan worden gecombineerd en in alle gevallen tot een betere bestendigheid tegen vervuiling leidt, is het aanbrengen van een hydrofuge. “Vuil wordt in de poriën gebracht door water. Door het oppervlak waterwerend te maken, grijp je daar dus op in. De behandeling moet wel elke tien jaar worden herhaald. We bevelen ook aan om ze op de werf zelf aan te brengen, anders bestaat de kans dat bepaalde beschadigingen tijdens de montage, die nadien worden hersteld, onbehandeld blijven. Een hydrofuge breng je trouwens beter aan op droog beton, en op de werf is het beton natuurlijk al verder uitgehard.”
Deze woning is uitgevoerd in ter plaatse gestort zichtbeton. Massimo Pignanelli van MASS architects legde alle details minutieus op voorhand vast: elektriciteit, ventilatie, sanitair, raamdetails, verlichting, de boven de vloer zwevende binnenwanden waardoor geen plint nodig
© MASS architects.
DOSSIER
is … Uiterst gladde bekistingplaten moesten tijdens het storten een
© J. Van Hevel.
perfect resultaat opleveren.
Een rationeel ontwerp put meer voordelen uit prefab De PTV 21-601 is des te meer goed nieuws omdat prefab in de toekomst alleen maar aan belang zal winnen. Jef Marinus: “De algemene verwachting is dat de bouwmarkt op Europese schaal vanaf 2015 weer op hogere toeren zal draaien. Op dat ogenblik dreigt er een tekort aan werkkrachten op de werf. Dat zal de prefabricatie van elementen in de hand werken. Om de voordelen van prefab optimaal te benutten, moeten architecten een andere ontwerpaanpak hanteren. Zij vinden het soms een belemmering dat je alles op voorhand moet vastleggen, terwijl dat net een voordeel is. Wijzigingen onderweg gaan dikwijls gepaard met de nodige tijdsdruk en vergroten de kans op fouten en problemen op de werf. Door alles goed voor te bereiden, verloopt een werf vlotter, ontmoet je onderweg minder problemen en kun je terugvallen op een fabrikant en een uitvoerder die in een vroeg stadium meedenken en signaleren waarop je moet letten.”
Annekatrien Verdickt in samenwerking met Marc Belderbos en Studieburo Mouton. De uitvoering gebeurde door Furnibo.
© Martine Neirynck Het kantoorgebouw Twelve, ontworpen door het architectuurbureau Govaert & Vanhoutte werd vorig jaar door de German Design Council bekroond met een Iconic Award. De vormgeving refereert aan een periscoop waarbij de bovenste verdieping van de drie verdiepingen hoge massieve betonconstructie over de volledige lengte van het gebouw uitkraagt. Via de zeven meter diepe luifel met de drie meter brede betonnen pilaar, worden bezoekers naar de inkom geleid. Uitvoering:
»
Furnibo, studiebureau: Dexco. DIMENSION
“Maar er is meer. Om de voordelen en mogelijkheden van prefab maximaal te benutten, moet je streven naar een rationeel ontwerp. Je gaat het best van start met een matrix, zodat je kunt werken op basis van standaardmaten en repetitie. Dat optimaliseert het bouwproces, bijvoorbeeld omdat je plaatmateriaal niet moet verzagen waardoor je tijd wint, minder afval krijgt en dus bespaart op materiaal. Saai of eentonig hoeft dat helemaal niet te zijn, want je kunt in die matrix spelen met verschillende formaten: 30, 60, 120 cm, … Met de matrix ontwerp je de structuur, waarin je creatief kunt afwisselen met open en gesloten delen, muren, kolommen en andere elementen, wat ruimte en zichten creëert. Binnen deze drager kun je dan, los van het raster of op een ander stramien, in alle vrijheid de inbouw aanbrengen. Deze aanpak
Woning in zelfverdichtend beton naar een ontwerp van architecte
47
DOSSIER
biedt je de mogelijkheid om de stap te zetten naar een flexibel gebouw dat in de loop der tijd verschillende inbouwfuncties kan krijgen: kantoor, woonruimte, retail. Op die manier verleng je de levensduur van het gebouw aanzienlijk.”
Rationeel ontwerpen: ook een duurzame must Rationeel ontwerpen is daarmee ook een must met het oog op duurzaamheid. Het voegt zich in de aanbeveling van de drie r’s, te weten reduce, reuse, recycle. Jef Marinus: “Met een rationeel ontwerp krijg je een structuur die heel lang meegaat. Zo kun je de CO2-input spreiden over een lange periode. Een structuur in prefab beton leent zich dankzij de droge montage in theorie ook tot demontage en hergebruik, reuse dus, hoewel dat in de praktijk vooralsnog niet gebeurt. Ten slotte is beton in principe recyclebaar op een even hoogwaardig niveau. Ook dat is vandaag nog niet het geval, omdat alle gebroken granulaten worden opgeslorpt voor laagwaardiger toepassingen. Ook is er nog wat denkwerk nodig om bepaalde onzuiverheden te vermijden. Kleine hoeveelheden inerte onzuiverheden, zoals pleister of polyurethaan waarmee kieren worden opgespoten, tasten de kwaliteit van beton niet aan, maar kunnen aanleiding geven tot esthetische onvolkomen-
“De algemene verwachting is dat de bouwmarkt op Europese schaal vanaf 2015 weer op hogere toeren zal draaien. Op dat ogenblik dreigt er een tekort aan werkkrachten op de werf. Dat zal de prefabricatie van elementen in de hand werken.”
heden. Hier wordt aan gewerkt.” “De op komst zijnde wetgeving met betrekking tot duurzaam materiaalgebruik zal leiden tot een compleet andere opvatting over duurzaamheid. We zullen niet meer naar producten moeten kijken, maar naar gebouwen en locaties. Het voorbeeld is gekend: een passiefhuis op het platteland met twee auto’s en volop verplaatsingen scoort slechter dan een slecht geïsoleerde stadswoning van waaruit alles met de fiets bereikbaar is. Ook binnen een gebouw kunnen verschillen in duurzaamheid tussen de drager en de inbouw in acht worden genomen. Om tot een drager te komen die lang meegaat, heb je mogelijk andere materialen nodig dan voor de inbouw die meer gebonden is aan trends en gebruiken en sneller wordt vervangen.”
Ultra-hogesterktebeton klopt aan de deur Een ontwikkeling die zich stilaan zal doorzetten op de Belgische markt, is het gebruik van ultra-hogesterktebeton (UHSB of UHPC). Zodra de vergunningen in orde zijn, kan gestart worden met de bouw van een hoogspanningslijn in de buurt van Malmédy, gerealiseerd met slanke betonpijlers in UHSB. In het buitenland zijn er al talrijke realisaties, zoals de be-
Voor het ontwerp van de basisschool ’t Egeltje in Mol zocht Cuypers & Q Architecten naar een modulaire en compacte gebouwtypologie. Standaardisatie en prefabricatie maken het immers mogelijk snel en eenvoudig te bouwen zonder in te boeten aan creativiteit, zoals de vormgeving van deze prefab gevelpanelen bewijzen. Voor de realisatie van het gebouw viel de keuze op de toepassing van sandwichpanelen met carbonvezels waarbij de verbindingen vervangen zijn door een koolstofnet (C-grid) en de wand 100% composiet wordt. Deze door Verheyen Beton toegepaste Carboncast® technologie biedt tal van voordelen. De sandwichpanelen zijn sterker en lichter zodat er grotere afmetingen mogelijk worden. Dankzij de dunnere betonsectie en het
DIMENSION
© Cuypers & Q Architecten.
dunnere binnenblad is er meer ruimte voor isolatie.
48
Energie, of wat dacht u? Daarmee komen we bij het thema energie. Jef Marinus: “Door de hogere epb-eisen merken we dat wanden, geschikt voor lage-energiebouw of passiefbouw, erg dik worden. Voor het nieuwe fusieziekenhuis AZ Delta in Roeselare worden bijvoorbeeld sandwichwanden van 68 cm dik gebruikt, waarin 28 cm isolatie. Een andere interessante oplossing zijn premuren in industriële beton, een combinatie van twee breedplaten die zijn gepre-isoleerd en verbonden met een verankeringsysteem dat de thermische geleiding sterk beperkt. Daarmee beschik je over een redelijk goedkope muur met aan beide zijden een gladde wand in industrieel beton die je kunt schilderen of afwerken met spuitplamuur.”
maakte het bouwbedrijf Furnibo rijkelijk gebruik van zichtbeton.
In het bedrijfsgebouw van Enjoy Concrete etaleert het architectuurbureau Govaert & Vanhoutte zowel de kracht van de betonarchitectuur als de creatieve mogelijkheden van het materiaal. Enjoy Concrete is dan ook gespecialiseerd in de productie van geprefabriceerd zichtbeton, in maatwerk in beton voor exterieur en interieur, en in graphic concrete. Bij dit laatste worden foto’s, patronen en motieven in prefabbetonpanelen verwerkt.
Een toepassing die steeds vaker opduikt, is betonkernactivering (BKA). Dat kan uiteraard in holle vloerplaten, maar ook in breedplaatvloeren zoals AirDeck. Relatief nieuw zijn de Activ-vloeren (Kerkstoel 2000+) waar de buisjes in de breedplaat worden ingestort, zodat er op de werf zelf in theorie minder kans op beschadiging is. De (tijdelijke) opslag van energie in structurele elementen (BKA) of in de bodem (KWO/koude-warmte-opslag, energiepalen, boorgat energie opslag), al dan niet in combinatie met het gebruik van PCM’s (phase changing materials), worden bestudeerd in het project Smart Geotherm van het WTCB (www.smartgeotherm.be). Op de website vindt u daarover alle informatie. Een recente ontwikkeling zijn prefab rioleringsbuizen met ingebouwde warmtewisselaar die de warmte uit het afvalwater halen en gebruiken voor bijvoorbeeld de verwarming van een wijk of een kwartier. In de toekomst zou een dergelijke oplossing misschien geïntegreerd kunnen worden in betonnen kelderwanden, waardoor de relatief constante ondergrondse temperatuur via een warmtewisselaar kan worden benut om » het gebouw te verwarmen of te koelen. DIMENSION
Jef Marinus: “Als er architecten geïnteresseerd zijn om mee na te denken over oplossingen met sandwichpanelen voor renovatie, mogen ze mij gerust een seintje geven.” Contactgegevens:
[email protected], 0476 653 194.
Voor het crematorium van Kortrijk, een ontwerp van SUM Project,
© Martine Neirynck
faamde Pont du Diable in Gignac (FR) van architect Rudy Ricciotti, of de uitbreiding met een startbaan op zee van de Japanse luchthaven Haneda Airport. In Japan werd gekozen voor UHSB omwille van de grotere bestendigheid tegen water en zout en omdat het duurdere beton zichzelf terugbetaalde. Door het lichtere gewicht van het vliegdek kon het aantal stalen funderingspalen namelijk met twee derde worden gereduceerd. Jef Marinus: “Studies van het WTCB beamen dat UHSB veilig kan worden toegepast. Intussen hebben wij studies uitgevoerd naar de mogelijke inzetbaarheid en de voordelen. Esthetisch kan een ontwerper slankere elementen en constructies maken. Financieel kan een promotor ruimte winnen die hij dus extra kan verhuren, bijvoorbeeld in ondergrondse parkeergarages door slankere kolommen of via een extra verdieping door lagere balken. Een mogelijke specifieke toepassing is de vervanging van smalle galerijterrassen aan kustgebouwen door veel grotere, slankere en lichtere terrassen die je, zonder meergewicht, op de bestaande fundering kunt laten afdragen. Maar uiteraard moet je altijd het volledige kostenplaatje bekijken.” In renovatie, dat aan belang zal blijven toenemen en waar energie meer dan ooit een belangrijk aandachtspunt wordt, ligt er nog veel werk te wachten, weet Jef Marinus. “Ik denk dan bijvoorbeeld aan sandwichpanelen in hogesterktebeton of ultra-hogesterktebeton, waarin ramen en deuren op voorhand zijn aangebracht zodat je een bestaande gevel in een minimum van tijd kunt vervangen. Om dat financieel haalbaar te maken, moeten we dan wel zoeken naar mogelijkheden om dergelijke esthetische wanden op een industriële manier te vervaardigen. Door het gebruik van bijvoorbeeld HSB of UHSB zou je de bestaande funderingen kunnen behouden en de dikte van de panelen beperken.”
© DSP
DOSSIER
49
DOSSIER
Andere evoluties Om af te ronden peilen we naar de mogelijkheden van enkele relatief recente of nog in de pijplijn zittende ontwikkelingen: hoogovencement, zelfverdichtend beton, transparant beton, lichtgevend beton, luchtzuiverend beton, zelfherstellend beton, buigbeton, 3D printing. Jef Marinus: “Zelfverdichtend beton neemt toe aan belang dankzij de specifieke kwaliteiten. Je krijgt een vast beton met minder luchtbellen, zodat je balken of andere elementen zichtbaar kunt laten als industrieel beton. En vooral: er moet niet worden getrild in de fabriek of op de werf, wat sociaal duurzaam is. Er waren aanvankelijk kinderziektes, meer bepaald haarscheurtjes, maar dat is intussen onder controle zodat architecten het veilig kunnen voorschrijven. Met zelfverdichtend beton kun je ook hoge muren in zichtbeton maken, omdat je het van onderuit kunt oppompen in plaats van het van boven te storten.” “Hoogovencement CEM III wordt vervaardigd met vermalen hoogovenslakken als bindmiddel, wat de CO2-balans van het cement sterk verbetert. Je kunt er elementen met een egalere kleur van maken. Bij de fabricatie van grote, massieve elementen heb je minder last van opwarming en dus minder risico op thermische spanningen. Maar het nadeel is dat hoogovencement minder snel uithardt, zodat het in prefab toepassingen minder rendabel is. Bekistingen moeten immers optimaal worden gebruikt.” “Transparant beton met glasvezels is intussen goed gekend, maar het aantal toepassingen blijft beperkt gezien de kostprijs. Lichtgevend beton krijg je door de inbouw van leds of door het gebruik van fluorescerende granulaten. Luchtzuiverend en zelfreinigend beton wordt ook toegepast, maar je moet wel beseffen dat het effect al bij al beperkt blijft. Om het vuil via katalyse af te breken is er zonlicht nodig, en achteraf moet het afgebroken vuil worden weggespoeld. Je brengt dus het best toch een hydrofuge aan. Ook de luchtzuiverende werking is eerder klein. De toevoeging van titaan maakt het beton wel witter, een niet te miskennen voordeel.”
Nog in de pijplijn
DIMENSION
“Zelfherstellend beton zit nog in een experimenteel stadium. Aan de VUB hebben ze een buigzaam beton ontwikkeld, EEC, in feite een composietmateriaal met zogenaamd groen cement en glasvezels. We zoeken nu naar mogelijkheden om het rationeel toe te passen in een gebouw. 3D-printing ten slotte is volop in ontwikkeling. Onderzoekers van de Engelse Loughborough universiteit hebben bijvoorbeeld een techniek ontwikkeld om bouwelementen in cement te printen (www.buildfreeform.com), en het Nederlandse architecten-
50
© Decomo
Goed om te weten: alles over epb-aanvaarde bouwknopen van betonconstructies vindt u op de website van Febelcem, www.febelcem.be.
Het van der Meij college in Alkmaar is een ontwerp van BRTarchitecten uit Alkmaar. Voor de gevel in sandwichpanelen (buitenspouwblad 110 mm, hoogwaardige isolatie 70 mm, binnenspouwblad 140 mm) zochten zij een spierwit materiaal waarin een diep reliëf mogelijk was en dat tegen een stootje kon. De keuze viel op sierbeton. Voor de engineering, productie en montage van de gevelelementen met de sierlijke reliëftekeningen klopten zij aan bij Decomo. Hoewel alle elementen werden gegoten met slechts twee rubber basismatten, zijn ze allemaal verschillend. Dat was mogelijk door de matten op verschillende plaatsen in de bekisting te positioneren. Het reliëf loopt naadloos door over de verschillende elementen. Om vervuiling te voorkomen, werd het oppervlak gepolijst en na plaatsing beschermd door hydrofobering.
bureau Universe Architecture (www.universearchitecture. com) heeft een ontwerp klaar van een woning die ter plaatse wordt geprint in beton. Fabrikanten van hun kant bekijken de mogelijkheden van 3D-printing voor elementen die een ingewikkelde en peperdure bekisting vergen. Op het vlak van bekistingen beweegt er overigens ook heel wat, met bijvoorbeeld textielbekisting, freestechnieken en rubberen mallen waarmee je allerlei vormen kunt maken en materialen kunt imiteren. In de laatste casestudie Prefab Beton hebben wij een bekisting ontwikkeld met in de hoogte regelbare pixels, waarmee je diverse vormen kunt maken en de bekisting kunt automatiseren in plaats van handmatig aan te passen. Zo kun je bijvoorbeeld openingen voor ramen laten, elementen in reliëf maken en noem maar op. Maar dat is uiteraard nog een prototype.” Redactie: Colette Demil & Staf Bellens
