Inhoud Vooraf
3
Brandwerendheid van constructies
4
Brandveilige oplossingen voor staalconstructies
6
Bruggebouwen Oost en West, Den Haag
12
Kantoorgebouw Da Vinci, Zwolle
14
Ichthus Hogeschool, Rotterdam
16
Parkeergebouwen Zuid, Eindhoven
18
Centrale Bibliotheek TU Delft
20
World Port Center, Rotterdam
22
Bedrijfsverzamelgebouw De Reeuwijkse Poort, Reeuwijk
24
Brandweerkazerne, Breda
26
Deze brochure informeert opdrachtgevers, architecten en bouwadviseurs over brandveiligheid van verdiepinggebouwen met een stalen (hoofd)draagconstructie. Colofon
Samenstelling: dr.ir Ralph Hamerlinck en Arend Dolsma, Bouwen met Staal, Rotterdam Fotografie: Hans Moolenaar, Den Haag Aanvullende fotografie:Tom de Rooij, Moordrecht; Christian Richters, Münster; AVEQ, Den Haag; Dutch Engineering, Zoeterwoude; Willem van Capellen, Krimpen aan den IJssel; Fas Keuzenkamp, Pijnacker Vormgeving en grafische productie: Schelkers communicatie, Rotterdam Uitgave: © Bouwen met Staal, Rotterdam, oktober 2002
Groothandelsgebouw A-4.194 Stationsplein 45 Postbus 29075 NL - 3001 GB Rotterdam tel. +31(0) 10 411 50 70 fax +31(0) 10 412 12 21 e-mail
[email protected] internet www.bouwenmetstaal.nl
2
Vooraf Hoge bouwsnelheid en beheersbare bouwkosten door prefabricage en assemblage van de constructiedelen. Een lange economische levensduur van gebouwen door eenvoudige aanpassingen van ruimtelijke indeling, structuur, gevels en installatietechniek. Een scala aan opties voor architect en opdrachtgever voor een gebouw op maat, met een duidelijk eigen signatuur.
In deze drie inleidende volzinnen staan slechts enkele pluspunten van het gebruik van staal voor (hoofd)draagconstructies van utiliteitsgebouwen. Ze maken deel uit van een scala aan mogelijkheden, waarmee staal zich onderscheidt van vergelijkbare constructiematerialen. Diezelfde opties zorgen er tevens voor dat staal prima combineert en constructief samenwerkt met andere materialen in hybride of composiete constructies. De Nederlandse utiliteitsbouw heeft dat door. Bij éénlaagse utiliteitsbouw (voornamelijk industriële- en bedrijfshallen, al of niet met éénof tweelaags
Ook de brandweer voelt zich
kantoor) is de stalen draagconstructie met een gemiddeld
thuis in staal. Het Brandweerhuis
marktaandeel van zo’n 85% al jaren een logische toepas-
in Houten met remise en
sing. Bij twee- en drielaagse utiliteitsbouwprojecten is staal
vierlaags kantoor. (Ontwerp:
ongeveer vijf van de tien keer favoriet.
Samyn and Partners, Brussel).
Utiliteitsbouw van vier lagen of meer – voor onder meer kantoren, ziekenhuizen en hotels – is vanoudsher het domein van beton. Maar staal wint duidelijk terrein. Dankzij de ‘productgebonden’ toepassingsmogelijkheden én veranderingen in het aanbod: scherpere prijzen, sterkere staalsoorten, ruimere productiemogelijkheden door voortschrijdende automatisering. De opmars van staal in de verdiepingbouw begon begin jaren ’90 met de Nederlandse introductie van de geïntegreerde stalen ligger. Deze ligger zit niet ónder maar ín de vloer. Hierdoor is de onderzijde van de vloer vlak en vormt zogeen obstakel voor installaties. Bovendien kan de integratie resulteren in meer netto-verdiepinghoogte of een lagere bruto-verdiepinghoogte.
Een eerste grootschalige toepassing van de geïntegreerde ligger vond plaats in 1992; in het achtlaagse kantoorgebouw van staalproducent ProfilArbed (nu Arcelor) te Esch-sur-Alzette (Lux.). De geïntegreerde stalen ligger van het type IFB is onbeschermd 30 minuten brandwerend. De stalen draagconstructie bleef nagenoeg onbeschermd dankzij natuurlijke brandberekeningen, het gelijkwaardigheidsbeginsel en actieve brandbeveiliging via sprinklers. Foto’s: Bouwen met Staal
3
De laatste jaren is er bovendien een groeiende vraag naar flexibele verdiepinggebouwen; vrij indeelbaar en eenvoudig aanpasbaar. Daarin is te voorzien met skeletvormige stalen draagconstructies, in combinatie met prefab betonnen, staal-betonnen, of stalen vloeren. UIT DE BRAND: OPLOSSINGEN EN PROJECTVOORBEELDEN
De vrije doortocht van staal in de verdieping-
bouw is misschien alleen nog te stuiten door het fenomeen ‘brand’. In de Nederlandse bouw blijkt de brandwerendheid nog vaak een belemmering bij het kiezen voor een stalen draagconstructie. Soms wordt nog gedacht dat een staalconstructie alleen de vereiste brandwerendheid haalt via kostbare isolerende beplating of dat er geen mogelijkheden zijn om staal brandveilig in het zicht toe te passen. De diverse mogelijkheden voor het brandwerend maken van een staalconstructie staan in deze brochure. Na een korte toelichting op de brandwerendheidseisen zet de brochure de brandveilige oplossingen op een rij. Zowel voor het bouwkundig wegwerken van staal als voor staal in het zicht. Aansluitend laten acht gebouwen zien dat staal en brandveiligheid prima samengaan. De verschillende projecten hebben één ding gemeen. Al in een vroeg stadium van het ontwerpproces is nagedacht over de brandwerendheid van de draagconstructie. Alle mogelijke oplossingen zijn in teamverband bekeken , in het licht van de algehele brandveiligheid van het gebouw. De uiteindelijk gekozen oplossing of combinatie van oplossingen is optimaal: de staalconstructie voldoet aan de brandwerendheidseisen en vervult de wensen van opdrachtgever en ontwerper.
Een van de projecten in de brochure: de Centrale Bibliotheek TU Delft (ontwerp: Mecanoo Architekten). Al in een vroeg ontwerpstadium is gekozen voor een sprinklerinstallatie voor de gewenste open ruimten zonder brandcompartimentering. Hierdoor bleef de stalen draagconstructie onbekleed. Foto: Fas Keuzenkamp
Brandwerendheidseisen voor constructies Het vereiste niveau van brandveiligheid van gebouwen én de brandwerendheid van constructies als onderdeel daarvan ligt vast in de Nederlandse bouwregelgeving, in de vorm van prestatie-eisen. Deze eisen zijn materiaalonafhankelijk en uniform voor heel Nederland. Per constructiemateriaal is er een NEN-norm voor het berekenen van de brandwerendheid. Hierdoor is brand een ‘belastinggeval’, net als wind- en sneeuwbelasting.
Het Bouwbesluit 2002 – van kracht per 1 januari 2003 – stelt eisen aan de brandwerendheid van hoofdraagconstructies (op bezwijken). Het bezwijken van deze draagconstructie door brand resulteert namelijk in voortschrijdend bezwijken van het gehele gebouw; het ‘kaarthuiseffect’. De eisen voor hoofddraagconstructies van utiliteitsgebouwen zijn afhankelijk van de gebouwhoogte en de gebruiksfunctie.
4
Voor ‘slaapgebouwen’ (hotels, ziekenhuizen, gevangenissen) zijn de eisen hoger dan voor ‘nietslaapgebouwen’ (kantoren, bedrijfsgebouwen, scholen, winkels). Hoe hoger het gebouw, hoe hoger de eisen. De eisen gaan steeds met 30 minuten omhoog bij de 5 en 13 m hoogtegrens. Het gaat hierbij om het hoogteverschil (h) tussen de hoogste vloer van een verblijfsgebied van de beschouwde gebruiksfunctie en het aansluitende terrein, doorgaans het maaiveld. Voor gebouwen (zonder woonfunctie) met verdiepinghoogten van 3,3 à 4,2 m gelden de volgende brandwerendheidseisen voor de hoofddraagconstructie:
één- en tweelaagse niet-slaapgebouwen (h ≤ 5 m): geen eis; drie- en meerlaagse niet-slaapgebouwen (h > 5 m): 90 minuten; één- en tweelaagse slaapgebouwen (h ≤ 5 m): 60 minuten; drie- en vierlaagse slaapgebouwen (h > 5 m èn < 13 m): 90 minuten; vijf- en meerlaagse slaapgebouwen (h > 13 m): 120 minuten;
LAGE PERMANENTE VUURBELASTING Deze eisen zijn 30 minuten lager, als de permanente vuurbelasting aantoonbaar lager is dan 500 MJ/m2 vloeroppervlak. De permanente vuurbelasting is de verbrandingswaarde van alle (regulier) vergunningplichtige brandbare bouwdelen. Afbouwdelen alsplafonds, niet-dragende scheidingswanden en binnendeuren horen daar niet bij. De waarde 500 MJ komt overeen met 25 kg vurenhout. Met onbrandbare bouwmaterialen als beton en staal wordt vrijwel altijd voldaan aan dit criterium. Hierdoor zijn de eisen voor de hoofddraagconstructie als weergeven in de figuur. Eventueel verdere reductie van de eisen is afhankelijk van gekozen brandveiligheidsoplossingen.
Brandwerendheidseisen voor de hoofddraagconstructie van utiliteitsgebouwen. De eisen zijn met 30 minuten gereduceerd vanwege de lage permanente vuurbelasting van toepassing op gebruikelijke bouwwijzen. Naast eisen voor de hóófddraagconstructie, kunnen er eisen gelden voor de draagconstructie. Bijvoorbeeld voor het in stand houden van een rookvrije vluchtroute, voor brandcompartimenting óf tegen brandoverslag naar andere gebouwen. Constructiedelen die hierbij een functie vervullen, moeten doorgaans 30 minuten brandwerend zijn. In twee gevallen moeten de delen 60 minuten brandwerend zijn. Als ze een functie vervullen bij een brandscheiding in een gebouw met drie of meer bouwlagen (een hoogste verdiepingsvloer op meer dan 5 m). En als ze het veiligheidstrappenhuis tegen branddoorslag moeten beschermen.
5
Brandveilige oplossingen voor staalconstructies Met staalconstructies is elke vereiste brandwerendheid haalbaar. Dankzij de mogelijkheden binnen de Nederlandse en Europese normen én de beschikbare technieken. Bij de keuze uit mogelijke oplossingen voor een brandveilige staalconstructie spelen de gestelde brandwerendheidseis én economische en esthetische randvoorwaarden een rol. De opties passeren in deze brochure de revue. DIMENSIONEREN MET BRAND Voldoen aan een brandwerendheidseis van 30 minuten is soms mogelijk
door de relatief lage belastingen bij brand in verhouding tot de opneembare belastingen bij normale temperaturen. Dit gebeurt automatisch bij stabiliteitsverbanden. Deze verbanden worden gedimensioneerd op extreme windbelastingen. Hiervan wordt bij brand slechts 20% in rekening gebracht volgens NEN 6702. Bovendien is de belastingfactor bij brand kleiner dan bij de andere belastinggevallen. Na 30 minuten brand is de staalconstructie nog sterk genoeg om de belastingen op te nemen. Bij het dimensioneren met brand biedt ook staal met een hogere sterkte uitkomst, zo mogelijk in doorgaande liggers en kolommen. Hierdoor ligt de kritieke staaltemperatuur – de temperatuur waarbij de constructie bezwijkt – hoger en wordt deze temperatuur ook later bereikt. Een andere optie is het gebruik van meer massieve profielen; die warmen minder snel op. Bij een eis van 60 minuten is dimensioneren met brand voor onbeklede staalconstructies meestal economisch niet meer interessant. BOUWKUNDIGE INTEGRATIE Bouwkundige integratie is het opnemen van stalen kolommen in metal stud
wanden of het binnenspouwblad van de gevel. Een ander voorbeeld: stalen liggers in de vloer (geïntegreerde liggers). Bouwkundige integratie zorgt ervoor dat de constructie slechts gedeeltelijk aan brand blootstaat. De opwarming verloopt een stuk trager en de kritieke temperatuur wordt later bereikt. Hierdoor is de brandwerendheid van staal zónder bescherming al 30 minuten en soms zelfs 60 minuten. Voor 90 minuten brandwerendheid volstaat een dunne laag brandwerende bespuiting, bekledingsplaat of brandwerende verf. De kosten hiervan zijn een fractie van de traditionele drie- of vierzijdig bekleding van ligger of kolom. De bekledingsdikte en –oppervlaktezijn geringen én de montage is eenvoudiger. Bij gevels en binnenwanden is de vereiste brandwerendheid tegen beperkte kosten haalbaar door in de wand gipsplaten te verwerken.
Een voorbeeld van bouwkundige integratie is de Infra+vloer (prefab Limburg. In dit systeem zijn de stalen liggers geheel opgenomen in de vloerconstructie. De vloer voldoet aan een eis van 120 minuten brandwerendheid.
6
Via bouwkundige integratie kan een lichte stalen draagconstructie voldoen aan zware eisen aan brandwerendheid én geluidsisolatie. De staalconstructie in de reusachtige Bioscoop Pathé Arena in Amsterdam (ontwerp: de Architekten Cie) is 120 minuten brandwerend en haalt gemiddeld 80dBA. Dat is bereikt via spouwconstructies, bekleed met gipskartonplaat en isolatie, aan alle zijden van de constructie. Voor verdere brandwerendheid volstond de betonvulling van de buiskolommen. Foto: (boven) Rob ’t Hart. Foto: (rechts) ABT, Deltt.
7
Opbouw IDES-vloer (ZNS-Van Dam) met volledig geïntegreerde stalen liggers. De vloer haalt een brandwerendheid van 60 minuten. STAAL-BETONCONSTRUCTIES Staal-betonconstructies combineren de gunstige eigenschappen van beton
en staal. Met behulp van de Eurocodes, grafieken en software is het ontwerpen van staal-betonconstructies bij brand eenvoudig. Met behoud van de pluspunten van staal, is de brandwerendheid te verhogen. Voorbeelden zijn staalplaat-betonvloeren, betongevulde buis- of kokerkolommen en H-profielen, geheel of gedeeltelijk omstort met beton. Bij deze profielen is de brandwerendheid minimaal 30 minuten, zónder wapening en bij slanke constructies. Via wapening is de brandwerendheid te verhogen naar 60 minuten of meer.
De dragende gevelkolommen van het World Port Center in Rotterdam zijn HE 360 profielen. Voor 60 minuten brandwerendheid zijn ze omstort met 50 mm beton. BRANDWERENDE VERF Het gebruik van brandwerende verf (ofwel ‘opschuimende coatings’) wordt
steeds meer een alternatief voor brandwerende platen of bespuiten. Met brandwerende verf is het mogelijk staalconstructies tot 90 en zelfs 120 minuten te beschermen. De werking berust op een chemische verandering, waardoor de dunne verflaag opschuimt tot een dikke isolerende laag. Aan de basis van de toepassing staan proeven, volgens een eenduidig testmethode aangestuurd door het Bouwbesluit. Door de profieldoorsnede slim te ontwerpen, is een minimale laagdikte voldoende. Hierdoor blijven de kosten beperkt én het is visueel aantrekkelijker.
8
World Port Center, Rotterdam. Hoogbouw met stalen gevelkolommen, geïntegreerde stalen liggers en staalplaat-betonvloeren. (Architectuur: Sir Norman Foster and Partners, Londen).
SPRINKLERS Wie een gebouw wil met grote open ruimten zonder veel brandscheidingen, denkt aan
sprinklers. Een sprinklerinstallatie blust de brand in een vroeg stadium. Hierdoor blijft uitbreiding van brand en brandschade beperkt. De brandtemperaturen blijven relatief laag; de staaltemperatuur blijft onder de 200 ˚C. Bezwijken van de constructie is dan niet aan de orde. Bij sprinklers kunnen de constructieve brandwerendheidseisen met 30 of 60 minuten omlaag. Deze eisen kunnen soms zelfs vervallen. In vele gevallen zijn een onbeschermde staalconstructie én besparingen op kosten van brandwerende voorzieningen mogelijk. De gemeente verleent toestemming voor het verlagen van eisen op basis van gelijkwaardige veiligheid. Vaste regels bestaan niet. Daarom is vroeg overleg met gemeentelijk bouwzicht en brandweer aanbevolen. In de Ichthus Hogeschool, Rotterdam (ontwerp: Erick van Egeraat Associated Architects) bleven compartimenteringswanden én brandwerende bekleding van de staalconstructie achterwege dankzij een sprinklerinstallatie. Door de sprinkler is de brandwerendseis verlaagd met 60 minuten. Foto: Christian Richters, Münster. WATERGEVULDE BUISKOLOMMEN Door stalen buizen met water te vullen, wordt de warmte in de stalen
kolom via het stromende water afgevoerd. Hierdoor blijft de staaltemperatuur lager dan 200 °C. De stroming kan gaan via een stelsel van communicerende vaten (de buizen). Het warme water stroomt dan automatisch naar boven en wordt aangevuld met koud water. Een andere mogelijkheid heet ‘geforceerde koeling’. Om het verdampend water aan te vullen, stuwen pompen vers koud water vanuit een voorraadtank de kolommen in. Bij brand wordt dit systeem geactiveerd door de brandmeldinstallatie. Door het gebruik van watergevulde buisconstructies is elke brandwerendheid haalbaar. STAAL BUITEN HET GEBOUW Staalconstructie buiten het
gebouw (bijvoorbeeld buiten de gevel of boven het dak), warmen bij brand minder snel op dan als ze ín het gebouw staan. Bovendien wordt het staal vaak niet aan alle zijden verhit. Het draagvermogen van de constructie neemt veel langzamer af dan wat volgt uit berekeningen volgens de standaard-brandkromme. In veel gevallen kan de ‘externe’ staalconstructie onbekleed blijven. Bruggebouw West (Ontwerp: Zwarts & Jansma Architecten). Alle staven van de vakwerkligger zijn gedrongen HD 400x422profielen met een hoge vloeigrens. Op grond van natuurlijke brandberekeningen is de ligger 120 minuten brandwerend zonder brandwerende bekleding. Foto: Aveq, Den Haag.
10
OPEN PARKEERGARAGES Bij open parkeergarages (waarvan
minimaal 1/3 van de gevels open is), vindt bij brand snellle, natuurlijke afvoer van warmte en rook plaats. Hierdoor blijven brandtemperaturen beperkt en de temperatuur van de staalconstructie doorgaans onder de kritieke waarde. Zelfs wanneer de brand overslaat van de ene naar de andere auto blijven de temperaturen zo laag dat de staalconstructie – mits goed ontworpen – zónder brandwerende bekleding toe kan. Deze overwegingen hebben geleid tot veel brandveilige parkeergarages in onbeschermd staal, waarvoor de gemeente vergunning heeft verleend op basis van gelijkwaardigheid. Parkeergarage Tivoli in Tilburg, gebouwd in 1995, is een van de grootste parkeergarages in ons land met een stalen draagconstructie. De gevels van de vijflaagse garage zijn open. (Ontwerp: Bonnema Architecten en Benthem Crouwel Architecten). Foto: RLS Vakfoto, Rijswijk. OVERZICHT ORGANISATIES Bouwen met Staal
Postbus 29075 3001 GB Rotterdam tel. (010) 411 50 70 fax (010) 412 12 21
[email protected] www.bouwenmetstaal.nl Nationaal Centrum voor Preventie
Postbus 261 3990 GB Houten tel. (030) 229 60 00 fax (030) 229 60 10
[email protected] www.ncpreventie.nl Nederlands Normalisatie Instituut – NeN
Postbus 5059 2600 GB Delft
tel. (015) 269 03 90 fax (015) 269 01 90 www.nen.nl Nederlandse Vereniging van Fabrikanten en Importeurs op Beveiligingsgebied
Stichting Bouwresearch SBR
Postbus 1819 3000 BV Rotterdam tel. (010) 206 59 59 fax (010) 413 01 75
[email protected] www.sbr.nl
(NVOB)
Postbus 320 3740 AH Baarn tel. (035) 542 79 11 fax (035) 541 01 44
[email protected] www.nvob.nl NIBRA
TNO Bouw (Centrum voor Brandveiligheid)
Postbus 49 2600 AA Delft tel. (015) 276 30 00 fax (015) 276 30 10
[email protected] www.bouw.tno.nl
Postbus 7010 6801 HA Arhnem tel. (026) 355 24 00 fax (026) 351 50 51
[email protected] www.brandweer.nl/nibra
PROJECTADVIES BOUWEN MET STAAL
De dienst ‘Projectadvies’ van Bouwen met Staal geeft kosteloos advies bij de keuze van (hoofd)draagconstructies voor verdiepingbouw. Tevens geeft de dienst aanbevelingen voor de brandwerenheid van constructies. Opdrachtgevers, ontwerpers en bouwers kunnen contact opnemen met projectadviseur Bennie Potjes van Bouwen met Staal, tel. (010) 411 50 70, e-mail
[email protected] óf kijken op internet: www.bouwenmetstaal.nl
Bruggebouwen Oost en West, Den Haag Grotiusplaats is de noordelijke uitloper van het Haagse centrum. Het gebied loopt van de Koninklijke Bibliotheek tot achter het Paleis van Justitie. Voor een rigoreuze doorsnijding zorgt de Utrechtsebaan. In de hereniging van de gescheiden gebiedsdelen voorziet het stedenbouwkundig plan 'Grotiusplaats', een initiatief van de gemeente Den Haag, Rijksgebouwendienst en projectontwikkelaar Multi Vastgoed. Vanaf 2003 is Grotiusplaats één ruimtelijk en functioneel geheel. De meest letterlijke stappen voor deze eenwording zijn gezet met de Bruggebouwen Oost en West. Twee opzienbarende kantoorgebouwen over de snelweg, helder en krachtig vormgegeven door Zwarts & Jansma Architecten.
De bruggebouwen vormen een paar zonder veel onderlinge verschillen. Bruggebouw West telt zes bouwlagen en is 102 m lang. Oost is ook zeslaags, maar iets langer (133 m) en heeft een extra vierlaags kantoorgebouw op één van de kernen. West en Oost vormen samen de afbakening van een centraal plein. Om dit plein open te houden, liggen de gesloten kantoorverdiepingen van beide gebouwen zo'n 10 m boven het maaiveld. De ondiepe kantoorruimten liggen langs de gevels. Een breed middengebied fungeert als centrale ontmoetingsruimte met vides en gemeenschappelijke voorzieningen. De bijzondere ruimten, zoals vergader- en presentatiezalen, zijn geplaatst aan weerszijden van de kernen. De langsgevels van de kantoorverdiepingen zijn totaal verschillend. Aan de straatzijde sluiten steenrode keramische tegels in aluminium frames naadloos aan bij de naburige bakstenen bebouwing. Aan de pleinzijde is de gevel hoofdzakelijk van glas. Volledig beglaasd zijn de eerste verdieping, de basements, en de kernen met liftschachten, trappartijen en techniekruimten.
12
Berekende
BRANDVEILIGHEID De hoofddraagconstructies moeten 120 minuten brandwerend zijn, omdat de
temperaturen van een representatief deel van het vakwerk voor Bruggebouw West. De diagonaal is gemodelleerd als een z-vormige staaf.
bovenste verdiepingvloer hoger ligt dan 13 m.. De dragende vakwerken van de bruggebouwen zijn 120 minuten brandwerend; zónder aanvullende voorzieningen zoals brandwerende bekleding. De constructies staan namelijk buiten én op afstand van de gevel, waardoor het staal bij brand aanzienlijk minder wordt verhit en bovendien niet aan alle zijden. De constructie geeft zijn warmte dan ook minder snel af aan de omgeving. De temperatuurstijging in het staal blijft beperkt, waardoor het draagvermogen van de constructie veel langzamer afneemt dan wat doorgaans volgt uit berekeningen volgens de standaard-brandkromme. Met de computer is een volledig ontwikkelde brand in een representatief brandcompartiment nagebootst en het 'natuurlijk' verloop van de brand en de opwarming van het staal berekend. Na 120 minuten bedroeg de staaltemperatuur maximaal 320°C; ver onder de kritieke 'bezwijk'-temperatuur van 550 °C. Hierdoor konden de vakwerkliggers én de massieve staalkolommen in de kernen onbekleed blijven. De verticale vakwerken buiten de kernen blijven onbekleed vanwege de tweede draagweg (de andere kern) en de gereduceerde windbelasting bij brand.
CONSTRUCTIE Voor voldoende daglicht tot de plint én een versterking van de gevelplastiek zorgen relatief slanke stalen vakwerkconstructies, aan beide langszijden. Aan de ene zijde zit de constructie 2,8 m buiten de gevel; aan de andere zijde 0,3 m. Elke vakwerkconstructie omvat twee portalen – de verticale vakwerken van de kernen – met daartussen een vakwerkligger. Alle staven zijn HD 440x422 profielen met een hoge vloeigrens. De constructies dienen als 'tafel' voor de draagconstructie van de kantoorverdiepingen: dragende, prefab betonnen binnenspouwbladen met daartussen kanaalplaatvloeren in één overspanning. De ongedilateerde vloervelden werken als schijf voor afdracht van horizontale belastingen naar de twee kernen. De verticale vakwerken van de kernen verzorgen de stabiliteit in langsrichting. Voor de dwarsstabiliteit werken de vakwerkstijlen via deuvelverbindingen constructief samen met de ter plaatste gestorte vloerschijven. De binnenspouwbladen rusten op de stijve knooppunten van de vakwerkligger.
PROJECTGEGEVENS ■
Locaties Grotiusplaats,
Den Haag ■
Data Oost: start bouw juni
1999; oplevering juni 2000; West: start bouw mei 1996, oplevering augustus 1997 ■
Opdracht Multi Vastgoed
Projectontwikkeling, Gouda ■
Architectuur Zwarts & Jansma
Architecten, Amsterdam ■
Advies brandveiligheid DGMR
raadgevende ingenieurs, Arnhem
Voor meer informatie: zie het vaktijdschrift Bouwen met Staal 140, januari/februari 1998 en 149, juli/augustus 1999.
■
Hoofduitvoering Oost:
Voormolen Bouw, Rotterdam; West: Wilma Bouw, Den Haag ■
Staalconstructies Oskomera
Staalbouw, Deurne ■
Fotografie Hans Moolenaar,
Den Haag (foto links boven) en AVEQ, Den Haag
13
Kantoorgebouw Da Vinci, Zwolle Achter de bakstenen- en gepleisterde gevels van kantoorgebouw Da Vinci gaat een volledige stalen draagconstructie met staalplaat-betonvloeren en een stalen kern schuil. De opmaat voor de constructiekeuze gaf opdrachtgever BFB Vastgoed zelf.
BFB zocht op korte termijn naar een nieuw onderkomen. Haast was geboden, want het huurcontract van het te krappe, bestaande pand liep af. Na vergeefs speuren naar verhuurkantoren, besloot BFB tot nieuwbouw. De beperkte voorbereidings- en bouwtijd bracht de opdrachtgever meteen op een snelle, prefab bouwmethode. Staal kreeg de voorkeur boven prefab beton, vooral vanwege de hoge bouwsnelheid. Om dat pluspunt te benutten, is vanaf de vroegste ontwerpfase gewerkt in bouwteamverband. Binnen dit team was de bouwkundig aannemer verantwoordelijk voor fundering, afbouw en bouwcoördinatie; het staalconstructiebedrijf voor levering én ontwerp van de staalconstructies, inclusief vloeren. De opdrachtgever zelf fungeerde als 'hoofdaannemer'. Deze werkwijze bleek effectief: de gevraagde kwaliteit binnen het budget en een korte bouwtijd. De staalconstructie was binnen acht weken gemonteerd. CONSTRUCTIE Het eindresultaat is een ovaal, vijflaags gebouwdeel met aan één zijde een uitstekend vierlaags blok. Op het snijpunt van ovaal en blok ligt een vide met terugliggende glasgevel. Loopbruggen vóór de gevel dienen als vluchtwegen naar het veiligheidstrappenhuis. Een stalen kern verzorgt de stabiliteit van het gebouw. Meestal is een kern van beton, maar dat zou de bouw tezeer vertragen. De staalconstructie rond de kern bestaat uit stalen kolommen met stalen liggers en staalplaat-betonvloeren. Belangrijk argument voor deze vloerkeuze was dat overspanningen tot 5,4 m haalbaar zijn zónder tijdelijke ondersteuningen (stempels) tijdens de bouw. Voor maximaal 4 m stempelvrij overspannen is voor de dakvloer een lage staalplaat-betonvloer (Comflor 100) gebruikt. Deze vloer is opgelegd op HEA-liggers. Voor maximaal 5,4 m stempelvrij overspannen zijn alle verdiepingvloeren uitgevoerd als hogere geprofileerde staalplaat-betonvloeren (Comflor 210). Deze vloeren hebben geïntegreerde liggers: ze rusten op de onderflens van de ligger. De onderflens is het enige liggerdeel dat onder de vloer uitsteekt. Het voordeel van de integratie is een geringe constructiehoogte en een dun en vlak vloerpakket. De vloeren rusten op 'gewone' HE-liggers bij een liggeroverspanning vanaf 8 m. Bij vrije overspanningen tót 8 m zijn ze opgelegd op ASB-liggers. Op de bovenflens van deze ligger is een rasterpatroon gewalst voor de samenwerking tussen de staalplaat en betonomhulling. Stiftdeuvels blijven hierdoor achterwege. De onderflens is 110 mm breder, waardoor de staalplaat gemakkelijker te plaatsen is. Voor meer informatie: zie het vaktijdschrift Bouwen met Staal 161, augustus 2001.
14
BRANDVEILIGHEID Voor de hoofddraagconstructie van Da Vinci gold een brandwerendheidseis van 90 minuten. Voor zowel de stabiliteitskern als de vloerconstructie bedroeg de eis 60 minuten. Staalplaat-betonvloeren zijn 60–120 minuten brandwerend te maken zónder brandwerende bekleding. Dat gegeven was eveneens belangrijk bij de vloerkeuze voor Da Vinci. Bij de gegeven dikte – 300 mm – haalden de staalplaatbetonvloeren al de vereiste 60 minuten brandwerendheid. Daarvoor zorgen wapeningsstaven ín de ribben. De onderzijde van de vloer blijft hierdoor onbehandeld. Ook de onderflenzen van de liggers zijn 'kaal'. Het relatief dikke lijf van de liggers compenseert namelijk het sterkteverlies in de onderflens tijdens brand. Bovendien staan de liggers hun warmte direct af aan het omhullende, warmteabsorberende beton. Voor de vereiste 90 minuten brandwerendheid is het grootste deel van de hoofddraagconstructie – inclusief HE-liggers en HEA-gevelkolommen – bekleed met twee lagen gipsvezelplaat. De stalen buiskolommen elders in het gebouw zijn gevuld met beton B45 en een wapeningskorf, waardoor brandwerende bekleding is uitgespaard. Kolommen en liggers van de kern zijn toegerust met brandwerend spuitpleister; op de wanden van de kern zijn gipsvezelplaten aangebracht.
Het portaal met schoorverbanden in de vide draagt bij aan de stabiliteit. Voor 90 minuten brandwerendheid is deze constructie voorzien van een brandwerende verf.
PROJECTGEGEVENS ■
Locatie Noordzeelaan
46-48, Zwolle ■
Data start bouw
december 1999; oplevering november 2000 ■
Opdracht BFB Vastgoed,
Zwolle ■
Architectuur Maas Architecten,
Lochem ■
Constructief advies
Ingenieursburo Bartels, Lochem ■
Hoofduitvoering Veluwse
Bouwonderneming, Apeldoorn ■
Staalconstructies Oostingh
Staalbouw, Katwijk ■
Levering staalplaatbetonvloeren en
ASB-liggers Dutch Engineering, Zoeterwoude ■
Fotografie Hans Moolenaar,
Den Haag en Dutch Engineering, Zoeterwoude (afbeelding vloer)
De staalplaat-betonvloer vanonderaf gezien. Aan de onderzijde van de geprofileerde platen zijn met snelafhangers eenvoudig kabelgoten en leidingen af te hangen.
15
Ichthus Hogeschool, Rotterdam Vaak zijn scholen weggestopt achter gesloten muren, waardoor de inpandige activiteiten zich onttrekken aan de publieke waarneming. Het gebouw van de Ichthus Hogeschool in Rotterdam is ánders. Via de bijna geheel beglaasde gevels combineert het ontwerp van Eric van Egeraat Associated Architects een panoramisch uitzicht over de omgeving met een levendig aanzicht. Even onschools als de uitstraling is de draagconstructie van het negenlaagse gebouw. Geen structuur van dragende wanden, zoals gebruikelijk bij schoolgebouwen, maar een staalskelet van kolommen en liggers met kanaalplaatvloeren.
De keuze van het staalskelet lag al in de eerste ontwerpfase voor de hand. Deze constructie paste namelijk prima bij het architectonisch uitgangspunt: een stoere hoofdvorm met repeterende geveldetails voor de benodigde verfijning. Mede dankzij het staalskelet doet het gebouw denken aan zijn voorgangers op de Kop van Zuid: typisch industriële havengebouwen uit het begin van de 20e eeuw. Naast de historische referentie in de architectuur waren er praktische redenen voor het staalskelet. Een hoge bouwsnelheid en bovenal een maximale functionele flexibiliteit. De snelle veranderingen in het onderwijs vragen om een gebouw met open plattegronden, maximaal vrij indeelbaar én herindeelbaar voor andere functies of functiemengingen in de toekomst. Het staalskelet minimaliseert de beperkingen voor aanpassingen van ruimtelijke indeling, installaties en zelfs de gevels. Op de onderste drie lagen van de Ichthus Hogeschool zijn onder meer een hoorcollegezaal, auditorium en boekwinkel ondergebracht. Deze specifiek gevormde ruimten zijn later voornamelijk geschikt voor andere publieke functies. De bovenste zes lagen zijn ingericht met standaard lokalen, werkkamers en flexibele werkplekken. Maar ruimtelijke aanpassingen zijn simpel door te voeren. De stramienen – in het gehele gebouw zo'n 5,4-1,8-7,5 m in dwarsrichting – zijn vrijwel standaard voor school- en kantoorfuncties. Op elke stramienlijn – om de 1,8 m in langsrichting – zijn lichte, verplaatsbare scheidingswanden mogelijk. Alle installaties zitten in de plafonds. Daar komen ze geen obstakels tegen, want de onderkant van de kanaalplaatvloeren is volkomen vlak.
16
BRANDVEILIGHEID De Ichthus Hogeschool moest een open gebouw worden met grote open ruimten over meerdere bouwlagen. Dankzij een sprinkerinstallatie bleven compartimenteringswanden achterwege. Ook brandwerende bekleding – ongewenst vanuit esthetisch oogpunt – was niet nodig. De aanvankelijke brandwerendheidseis aan de hoofddraagconstructie – 120 minuten – ging met in totaal 90 minuten omlaag. Eerst is 30 minuten afgetrokken vanwege de beperkte permanente vuurbelasting (kleiner dan 500 MJ/m2); daarna 60 minuten extra waarbij door de sprinkler de variabele vuurbelasting op nul is gesteld. Aan de resterende eis van 30 minuten is voldaan door de kokerkolommen te vullen met ongewapend beton. De overige delen van de hoofddraagconstructie, de geïntegreerde vloerliggers, zijn standaard 30 minuten brandwerend. Deze liggers zijn namelijk voor een belangrijk deel beschermd door de betonvloer en warmen hierdoor tijdens brand veel minder snel op. Voor overige constructiedelen – bijvoorbeeld de uitsluitend dakdragende delen – golden geen eisen. Ze zijn dan ook zonder brandwerende voorzieningen uitgevoerd.
PROJECTGEGEVENS Locatie Posthumalaan, Kop van Zuid, Rotterdam ■ Data start bouw: juni 1999; oplevering: juni 2000 ■ Opdracht Ichthus Hogeschool, Rotterdam ■ Bouwmanagement Berenschot Osborne, Utrecht ■ Architectuur Erick van Egeraat associated architects, Rotterdam ■ Constructief ontwerp, installatie- en bouwkostenadvies ABT Adviesbureau voor Bouwtechniek, Delft ■ Advies akoestiek Adviesbureau Peutz & Associés, Mook ■ Advies sprinkler EFPC European Fire Protection Consultants, Bilthoven ■ Hoofduitvoering Giesbers-West Bouw, Rotterdam ■ Staalconstructie Wijnker Van Lint Staalbouwers, Schagen ■ Glasconstructies Scheldebouw, Roosendaal/Middelburg ■ Fotografie Christian Richters, Münster
CONSTRUCTIE De kanaalplaten – voorzien van druklaag voor de horizontale schijfwerking – lopen in dwarsrichting van het gebouw. De kanaalplaten rusten op geïntegreerde liggers die in langsrichting 5,4 m overspannen. Opvallende elementen zijn de loopbruggen in het atrium, aan de voorzijde van het gebouw. De deels getrapte dekken bestaan uit prefab betonplaten, opgelegd op stalen liggers. De onderste twee bruggen rusten aan één zijde op de gevelkolommen; aan de andere zijde hangen ze via trekstangen aan forse dakliggers. De bovenste brug hangt aan beiden zijden aan het dak. Voor meer informatie: zie het vaktijdschrift Bouwen met Staal 154, mei/juni 2000.
■
17
Parkeergebouwen Zuid, Eindhoven Het nieuwe High Tech Campus bedrijfsterrein van Philips in Eindhoven wordt open en uitnodigend, conform het beleid van de onderneming. Het landschap krijgt alle ruimte op het bedrijfsterrein, mede dankzij de concentratie van de parkeervoorzieningen. Aan de zuidrand zijn vier parkeergebouwen geprojecteerd. Eén ervan is onlangs voltooid, de andere drie volgen in de nabije toekomst. Het viertal wordt familie door een identieke robuuste hoofdvorm, ‘open’ gevels en ruime, kolomvrije plattegronden.
De vierlaagse garages – elk met 367 plaatsen – komen in een rij langs de A2. Voor de scheiding tussen de A2 en de Campus zorgt een landschap van taluds. Aan de snelwegzijde dienen de taluds als auto-ontsluitingsroute voor de parkeergarages. Aan de Campuszijde vormen de taluds een looproute met uitzicht over het terrein. In de taluds zijn uitsparingen gemaakt voor de parkeergebouwen. Schanskorven, gevuld met breuksteen, houden de taluds op hun plaats. De twee onderste parkeerlagen, gelegen ónder de taludlijn, zijn open. De bovenste twee lagen zijn voorzien van gevelschermen van roestvast strekmetaal in een kader van L- en T-profielen. De schermen zijn gemonteerd tegen de hoofddraagconstructie. Aan de snelwegzijde (de zonkant) zijn de schermen toegerust met PV-cellen. De lay out van de garages is eenvoudig en doelmatig. De parkeervakken liggen logisch aan beide zijden van een parkeerweg. Op de beide kopse kanten van de gebouwen zijn de trappenhuizen geplaatst, die tevens dienen als vluchtweg bij brand.
18
BRANDVEILIGHEID Voor hoofddraagconstructies van parkeergarages gelden formeel dezelfde brandwerendheidseisen als voor hoofddraagconstructies ín gebouwen. Toch kunnen deze eisen bij overige parkeergarages vervallen, indien de gevel voor meer dan 1/3 open is. Randvoorwaarden voor open parkeergarages staan in de NEN 2443, de Nederlandse norm voor parkeergarages. Bij brand in open garages blijft de warmteontwikkeling beperkt. De warmte wordt door natuurlijke ventilatie afgevoerd. De ontwikkeling van de staaltemparatuur is hierdoor zeer beperkt en niet te vergelijken met die van een constructie in een gebouw, tijdens een ‘standaard’ brand. Door de relatief geringe warmtelast is het vrijwel uitgesloten dat de draagconstructie bezwijkt. Bij het eerste parkeergebouw Zuid is – op basis van gelijkwaardigheid – een onbeschermde staalconstructie toegestaan.
CONSTRUCTIE De betonnen PROJECTGEGEVENS ■ constructies van de trappenhuizen Locatie Philips High Tech verzorgen de stabiliteit in dwarsrichting Campus terrein, zuid, van het gebouw. De langsstabiliteit Prof. Holstlaan, Eindhoven ■ komt voor rekening van stalen draagData start bouw 21 mei constructies in de gevelzone. Deze 2001; oplevering 30 mei 2002 ■ Opdracht Philips Vastgoed, constructies bestaan uit doorgaande gevelkolommen van HEA 240 Beheer en Diensten, Eindhoven ■ Bouwmanagement Brink groep, profiel, 4,8 m h.o.h., en randbalken van IPE 400 met een extra Eindhoven ■ Architectuur JHK Architecten, oplegplaat voor de vloer. Extra voorzieningen voor de koppeling tussen randbalk en vloer dienen ongewenste rotatie Utrecht ■ van de randbalk te voorkomen. Kanaalplaatvloeren – 320 mm dik met 80 mm gewapende Constructief ontwerp druklaag – overspannen 16,5 m in dwarsrichting, van gevel tot gevel. Adviesbureau Tielemans De 121,5 m lange constructie is in het midden gedilateerd. Elk gebouwdeel is op zich bouwconstructies, Eindhoven ■ Bouwfysica DGMR, Arnhem stabiel door het betonnen trappenhuis op de kop en windbakken bij de dilatatie en in de ■ Ontwerp installaties Deerns, langsgevels. Ondanks de totale breedte (16,5 m) staan er alleen tussenkolommen op de dilatatiestramienen. Maastricht ■
Hoofduitvoering Heijmans Bouw,
Regio Zuid-Eindhoven ■
Staalconstructie Romein Staalbouw,
Roosendaal ■
Fotografie Hans Moolenaar, Den Haag.
19
Centrale Bibliotheek TU Delft Direct achter de massieve TU-aula van architecten Van den Broek & Bakema vormt dit ontwerp van Mecanoo architekten een lichtvoetige, informele verschijning. Het hellende grasdak vormt een natuurlijke tribune voor recreeërende studenten. Door het midden van het grasvlak priemt een robuuste kegel met ranke, open top; als symbool van techniek boven het kenniscentrum.
Vanaf het maaiveld voert een brede trap, uitgesneden in de helling, naar de entree. Daarachter ligt een vierdelig hoofdgebouw met in het midden de kegel, als zelfstandig gebouwdeel. Alle vijf gebouwdelen zijn gedilateerd. Hierdoor moet elk deel de eigen stabiliteit verzorgen. Via deuvels in de dilatatievoegen worden horizontale krachten afgedragen aan het naburig gebouwdeel. Direct voorbij de entree ontvouwt zich de ruimtelijke hal met receptie, boekhandel en studieplekken. Slanke ronde staalkolommen verdelen de ongelijkmatige plattegrond met veel schuine vlakken in strakke stramienen van 7,2x7,2 m. De begane-grondvloer is een staalplaat-betonvloer met verzwaarde stroken. De staalkolommen rusten op de betonkolommen van het souterain en dragen de dakconstructie van stalen hoedliggers met daarop 200 mm dikke kanaalplaten, voorzien van druklaag voor de schijfwerking. Zo blijft de constructiehoogte beperkt en gaat de bouwsnelheid omhoog. Onderstempelen is namelijk niet nodig. Het dakdeel boven de hellende langsgevels is uitgevoerd als staalplaatbetonvloer, onder meer vanwege het instorten van leidingen van de klimaatgevel. Boven de eveneens hellende kopgevel bestaat het dak uit een staalconstructie met stalen beplating. Dit dak loopt uit in een luifel met aluminium platen. De dakligger steunt daarbij op slanke staalkolommetjes buiten het gebouw.
20
BRANDVEILIGHEID Vanwege de wens van grote open ruimten is al in een vroeg ontwerpstadium gekozen voor een automatische sprinklerinstallatie. Hierdoor waren grotere brandcompartimenten toegestaan. Door een sprinkler kan een brand zich niet ontwikkelen en wordt de constructie thermisch niet belast. Voor de gemeente Delft was dit reden om – volgens het gelijkwaardigheidsbeginsel in het Bouwbesluit – de brandwerendheidseis aan de draagconstructie te verlagen van 120 naar 0 minuten. Hierdoor zijn alle staalconstructies onbekleed.
Langs de gevels ligt het studiecentrum met computers. Een glaswand dient slechts als klimatologische separatie van de hal. De hal eindigt in een enorme boekenwand met daarin zo'n 80.000 actuele boeken; minder geraadpleegde literatuur ligt opgeslagen in het souterain. De wand – gemaakt van fragiele staalprofielen – hangt via trekstangen aan het dak. De vier verdiepingen van de stellage zijn vanuit de hal bereikbaar via een doorgaande stalen trap met balustrades van gaaswerk en roostervloeren. Achter de boekenwand liggen de kantoren over vier verdiepingen. De vloeren zijn staalplaat-betonvloeren, opgelegd op randliggers en betonwanden.
PROJECTGEGEVENS ■
Locatie Prometheusplein 1,
Delft ■ ■
Oplevering november 1997 Opdracht ING Vastgoed
Ontwikkeling, Den Haag ■
Architectuur Mecanoo
architekten, Delft
CONSTRUCTIE De 45 m hoge kegel rust op zes V-vormige stalen kolommen, die de rotatiestabiliteit verzorgen. Hierop rust – ter hoogte van de eerste verdieping – een ringvormige stalen koker. De koker is gevuld met beton vanwege de aansluiting op een kegelwand van verdiepinghoge prefab betonnen elementen, onderling verbonden met stekken. Bovenop de betonwand staan zes stalen buizen die samenkomen in de kegeltop. Hierin hangen zes trekstangen met daaraan vier verdiepingvloeren voor ongestoord studeren ín de kegel. De vloeren zitten via stekken vast aan de kegelwand. De vloeren zijn 190 mm dikke staalplaatbetonvloeren op radiaal geplaatste stalen liggers. Op de liggers zijn deuvels gelast. Hierdoor ontstaat een staal-betonligger die de constructiehoogte reduceert. De kegelvloeren zijn vanuit de hal bereikbaar via gebogen stalen trappen. De onderste twee vloeren verlenen via stalen loopbruggen direct toegang tot de boekenwand.
■
Adviesbureau voor Bouwtechniek, Delft ■
Hoofduitvoering Van Oorschot
Versloot Bouw, & Boele van Eesteren, Rotterdam / Den Haag ■
Staalconstructie Nelissen van
Gerwen, Oss ■
Gevelconstructie Scheldebouw
Architectural Component, Middelburg ■
Voor meer informatie: zie vaktijdschrift Bouwen met Staal 139, november/december 1997.
Constructief ontwerp ABT
Staalplaat-betonvloer Prince
Cladding, Zoeterwoude ■
Fotografie Fas Keuzenkamp, Pijnacker
21
World Port Center, Rotterdam
Het voormalige havengebied Kop van Zuid in Rotterdam verandert in modern, multifunctioneel stadsgebied. De Wilhelminapier, direct aan de Maas, vormt een vooruitgeschoven entree tot het gebied en is daarom bij uitstek geschikt als nieuw zakencentrum met representatieve kantoorgebouwen voor internationaal georiënteerde ondernemingen. Voor deze transformatie maakte de Engelse architect Norman Foster het masterplan en ontwierp het eerste kantoorgebouw: World Port Center (WPC), een landmark op de kop van de pier.
WPC is ontworpen naar het principe van 'twin towers'. Het gebouw omvat een 80 m hoge, vierkante toren met 22 verdiepingen en een 100 m hoge, halfronde toren met 26 verdiepingen. De twee delen zijn visueel en constructief verbonden met een 125 m hoge kern met 34 verdiepingen. Bovenop de kern staat het 'kraaiennest', toegerust met een geheel beglaasd dakterras voor een adembenemend uitzicht over rivier en stad. Op maaiveldniveau loopt een grote luifel van staal en glas rondom de hoogbouw. De luifel accentueert de looproute over de Wilhelminapier en beperkt de windhinder. De bijzondere gebouwdelen geven de slanke gebouwstructuur extra allure. Toch dient WPC primair als rendabel verhuurkantoor. Opdrachtgever ING Vastgoed Ontwikkeling stelde als belangrijkste eis: 85% van in totaal 40.000 m2 bruto vloeroppervlak moet verhuurbaar oppervlak worden. Hieraan is voldaan door de collectieve voorzieningen, zoals high- en lowrise liften, onder te brengen in de kern. De technische installaties liggen op de bovenste verdiepingen van de vierkante toren. Door de betonnen stabiliteitskern in twee delen te splitsen, is extra verhuurbaar oppervlak verkregen. De beide kerndelen zijn op drie plaatsen gekoppeld met een kernwand om de horizontale verplaatsing aan de top en rotatieverschillen tussen beide kernen bij wind te beperken.
22
BRANDVEILIGHEID Dankzij toepassing van een spinklerinstallatie gold voor de complete draagconstructie – betonnen kern en staalskelet – een brandwerendheidseis van 60 minuten. De staalplaat-betonvloer haalt 60 minuten brandwerendheid door de druklaag en wapening in de ribben. De onderflens van de geïntegreerde ligger is brandwerend bekleed. Verdere bekleding was niet nodig. De gevelkolommen zijn 60 minuten brandwerend doordat het staalprofiel – de 'kern' van de kolom – met minimaal 50 mm beton is omstort. Door de sprinklerinstallatie – verplicht bij deze gebouwhoogte – en de gemaakte constructiekeuzes zijn de kosten voor brandwerende voorzieningen geminimaliseerd. De kosten zijn slechts een fractie van die bij een vergelijkbaar gebouw met volledig, drie- en vierzijdig beklede stalen liggers en kolommen.
De gevelkolommen bestaan uit een slank staalprofiel (HE 360). Naar boven toe is een steeds slanker HE 360 profiel gebruikt. Het profiel is omgehuld met minimaal 50 mm beton voor extra draagkracht én 60 minuten brandwerendheid.
PROJECTGEGEVENS
CONSTRUCTIE Voor de draagconstructies rond de kern is gekozen voor staalplaat-betonvloeren met geïntegreerde stalen liggers en slanke gevelkolommen. Voornaamste argumenten: hoge bouwsnelheid, gering constructiegewicht (onder meer om zettingen te beperken) én een beperkt aantal hijsbewegingen. De liggers overspannen 9,4 m van kern naar gevel. Bij de kern rusten de liggers scharnierend op een stalen oplegschoen. Bij de gevels zijn ze momentvast verbonden met de gevelkolommen vanwege gewenste slankheid en vereiste stijfheid van de vloer. De gevelkolommen bestaan uit een staalprofiel, omstort met beton. Hun dwarsdoorsneden blijven op elke verdieping binnen 0,5 m2. Het resultaat is een onbelemmerd uitzicht en weer wat extra nettovloeroppervlak. De staalplaat-betonvloer rust op de verbrede onderflens van de ligger, die daarmee ín de vloer zit. De vloer heeft 300 mm hoge ribben, op een onderlinge afstand van 0,6 m. Hierdoor is binnen de vloerconstructie ruimte voor kabels en leidingen. Deze integraties beperken de totale vloerdikte. En dat betekent: meer vrije verdiepinghoogte.
■
Locatie Wilhelminapier,
Kop van Zuid, Rotterdam ■
Data Start bouw mei 1998;
oplevering november 2000; in gebruik juni 2001 ■
Opdracht ING Vastgoed
Ontwikkeling, Den Haag ■
Architectuur Norman Foster &
Partners, Londen ■
Architectonische uitwerking en directie
Bureau Bouwkunde Rotterdam ■
Bouwkostenadvies BBN Bureau
Bouwcoördinatie Nederland, Rotterdam ■
Ontwerp installaties Hiensch
Engineering, Badhoevedorp
Voor meer informatie: zie vaktijdschrift Bouwen met Staal 162, oktober 2001.
■
Constructief ontwerp Aronsohn
raadgevende ingenieurs, Rotterdam ■
Hoofduitvoering HBG Utiliteitsbouw
Regio West, Capelle aan den IJssel ■
Staalconstructie Oostingh Staalbouw,
Katwijk aan Zee ■
Staalplaat-betonvloeren Prince Cladding,
Zoeterwoude ■
Fotografie Tom de Rooij, Moordrecht.
23
Bedrijfsverzamelgebouw De Reeuwijkse Poort, Reeuwijk Opdracht én architectuur van dit driedelige bedrijfsverzamelgebouw zijn verenigd in één onderneming: De Wit Beheersmaatschappij in Reeuwijk. Voor het ontwerp van gebouwdelen twee en drie, in 1998 en 1999, is gebruik gemaakt van de ervaringen met deel één in 1997. Toen al bleek de flexibiliteit van de projectpartners en van een stalen draagconstructie.
Het ontwerp voorzag in acht identieke kantoorunits, elk drielaags vanwege de maximale bouwhoogte van 9 m. Tussen de kantoorunits waren utilitaire bedrijfsruimten voor de verhuur geprojecteerd. Toen de huurders zich aandienden, moest een deel van de bedrijfsruimten echter plaats maken voor meer kantoorruimten mét een ruime lichthof voor het benodigde daglicht. Een ander deel moest wijken voor showroom met extra tussenverdiepingen. Maar werkplaatstekeningen, heiwerk, begane grondvloer én constructief ontwerp waren al klaar. (En de opleverdatum stond vast). Gekozen was een goedkope en snelle bouwmethode: een 'recht toe recht aan' staalconstructie, hoofdzakelijk van HE-kolommen en kanaalplaatvloeren. Dat bleef zo. Voor de extra tussenvloeren zijn liggers toegevoegd. De windverbanden zijn verplaatst vanwege veranderde horizontale belastingen. Bovendien was de fundering – vanwege de geplande bedrijfsfunctie – al berekend op hoge vloerbelastingen. Dat maakte de functiewijziging naar drielaags kantoor mede mogelijk.
24
BRANDVEILIGHEID Het gehele, 9 m hoge bedrijfsverzamelgebouw voldoet aan de 90-minuten brandwerendheidseis. De HE-kolommen, en IPE- en UNP-gevelliggers zijn omtimmerd met brandwerende plaat; de goedkoopste oplossing. Van de geïntegreerde liggers zijn alleen de onderflenzen brandwerend bekleed met steenwol. De dakliggers zijn ook brandwerend bekleed. Niet strikt noodzakelijk, maar uit voorzorg. Als deze liggers met daarop zware kanaalplaatvloeren bezwijken, kan dat leiden tot voortschrijdende instorting van de vloeren eronder.
CONSTRUCTIE Bij het ontwerp van PROJECTGEGEVENS ■ de gebouwdelen twee en drie, een jaar Locatie Goudsestraat, later, was de kantoorbestemming wél Reeuwijk ■ Data gebouwdeel een: direct bekend. De keuze voor een staalconstructie was snel gemaakt. start bouw april 1997; Een prefab betonconstructie is wel oplevering september 1997; overwogen maar viel af vanwege de gebouwdelen twee en drie: korte voorbereidingstijd en de prijs: start bouw april 1998, minstens 1,5x duurder dan staal. oplevering: november 1998 De staalconstructie is opgebouwd (deel twee) en juli 1999 (deel drie) ■ Opdracht en architectuur De Wit uit HE-kolommen, IPE en UNPgevelliggers en kanaalplaatvloeren met geïntegreerde hoedliggers. De 265 mm dikke Beheermaatschappij, Reeuwijk ■ kanaalplaten rusten op de onderflenzen van de liggers. Door deze dunne vloerconstructie is Bouwkundig ontwerp Bouwkundig het gelukt om de installaties binnen de verdiepinghoogte van 3 m onder te brengen. Bureau Van der Ham, Benschop ■ Constructief ontwerp De Vries Kanaalplaat en ligger zijn onderling gekoppeld via wapeningsstaven. Hierdoor vormen de vloeren schijven en verdelen zo de horizontale belastingen over de stabiliteitsjukken. Konstructieburo, Gouda ■ Hoofduitvoering Bouwburo De Vries Deze jukken – stalen vakwerken gekoppeld aan de stalen gevelliggers – zijn in de gevel geplaatst om de indelingsvrijheid in de kantoren te maximaliseren. Ze staan bovendien en Verburg, Stolwijk ■ Staalconstructie Machine- en achter de gesloten kopse gevels en gevelhoeken, waardoor de glazen geveldelen vrij blijven van obstakels. De binnenwanden zijn van licht metal stud: om de permanente Staalbouw Cluistra, Renswoude ■ vloerbelasting te beperken en een andere indeling te vergemakkelijken. Fotografie Hans Moolenaar, Den Haag; foto's bouw: Willem van
Voor meer informatie; zie vaktijdschrift Bouwen met Staal 153, maart/april 2000.
Capellen, Krimpen aan den IJssel
25
Brandweerkazerne, Breda
Deze moderne kazerne brengt herrineringen naar boven aan het Breda van toen. De bakstenen ommuring benadrukt het monolitische karakter van het gebouw én verwijst naar de oude wallen die vroeger – niet ver van de nieuwbouw – de stad Breda beveiligden. Voor de brandweer is de ligging van het gebouw strategisch: op de hoek van een belangrijke invalsweg richting centrum. Voor de stadsentree werkt het ontwerp van Neutelings Riedijk Architecten, compleet met hellend dak en uitkragende kop, als markant oriëntatiepunt.
Alle functies en activiteiten van de regionale brandweer in Breda zijn door het ruimtelijk ontwerp samengebracht binnen één sculpturaal volume. De gebouwdelen staan aaneengesloten op het ommuurde, ovaalvormige terrein. De begane grond is verdeeld in vier zones: remise, werkplaatsen, oefenruimten en sportaccomodatie. De buitenterreinen zijn dankzij de ommuring beschutte 'binnenplaatsen'; ze zijn integraal onderdeel van het volume. De slaapkamers liggen als twee bruggen tussen de daktuinen boven de remise. Overige, meer publieke functies zitten in het driehoekig gebouwdeel: de entreehof met regenwaterbassin op maaiveldniveau en daarboven de kantoren en leslokalen. Op de hoogste, vierde verdieping kraagt het kantoor van de brandweercommandant ruim 4 m uit. Integratie – kenmerkend voor de architectuur – is eveneens nagestreefd bij bouwkunde, constructie, bouwfysica en installatietechniek. Vanaf de vroegste ontwerpfase hebben alle projectpartners in teamverband gewerkt aan kostenbesparende integratie van functies om het vrij complexe gebouw tegen het relatief gering budget mogelijk te maken. Hiertoe is een deel van het budget besteed aan projectgebonden onderzoek naar de optimale constructie.
26
Dwarsdoorsnede
over remise (rechts) en kantoorgebouw met 'geforceerde waterkoeling'
BRANDVEILIGHEID Voor het kantoorgebouw – met de hoogste verdiepingvloer onder 13 m – gold een eis van 90 minuten brandwerendheid. Door de geringe permanente vuurbelasting (kleiner dan 500 MJ/m2) ging deze eis met 30 minuten omlaag. Aan de resterende 60 minuten is voldaan door de stalen kokerkolommen én enkele gevelliggers te vullen met water. Bij brand voert het water de warmte van het staal af. De staalconstructie blijft relatief koel en houdt hierdoor voldoende draagkracht tijdens brand. Stoom verlaat de kolom aan de bovenzijde. Voor vers koud water is de onderzijde van de kolom aangesloten op een leidingstelsel en ondergrondse voorraadtank. Bij brand stuwt een pomp, geactiveerd door de brandmeldinstallatie, het water vanuit de tank naar de kolom. Het innovatieve brandwerende systeem is voor het eerst in Nederland in een geheel gebouw toegepast en vervangt het brandwerend bekleden van de staalconstructie; geheel volgens de integratie-gedachte. Om de werking van het systeem met waterkoeling te bewijzen, zijn in de ontwerpfase brandproeven gedaan bij TNO.
PROJECTGEGEVENS
CONSTRUCTIE Voor het kantoorgedeelte voorzag het voorlopig ontwerp in een constructie van dragende prefab betonnen gevels met 320 mm dikke kanaalplaatvloeren voor 12,6 m overspanning van gevel tot gevel. Bij nadere analyse van dit ontwerp kwamen diverse bezwaren. Zo moesten de gevelelementen minimaal 200 mm dik worden en konden er geen verwarmingselementen in worden opgenomen. Vóór het definitief ontwerp zijn twaalf draagconstructies in de gevel onderzocht; met dezelfde kanaalplaatvloer en gelijkwaardige afbouwmaterialen. Materialen en systeemmaten van de constructies waren variabel. De constructies zijn getoetst op technische mogelijkheden en kosten van gevel, stabiliteitssysteem, vloer en brandwerende bekleding. De vier staalvarianten – met kolommen – bleken verrassend goedkoper dan de acht in beton of metselwerk. Uiteindelijk is een staalskelet toegepast met een stramienmaat van 2,4 m en met stalen kokerkolommen van 120x120 mm. Dat sloot aan bij de modulaire maat van kanaalplaatvloer (1,2 m). De vloeren liggen op de onderflens van een L-profiel, strak tegen de gevel. De gevelvlakken zijn ingevuld met houtskeletbouwelementen. De uitkraging – het kantoor van de commandant – is gemaakt met een dubbel stalen vakwerk.
■
Locatie hoek
Tramsingel/Lunetstraat, Breda ■
Data start bouw 1997; oplev-
ering 1999; ■ ■
Opdracht Gemeente Breda Architectuur Neutelings Riedijk
Architecten, Rotterdam ■
Bouwmanagement ABC
Vastgoedbeheer en bouwmanagement, Arnhem ■
Constructief ontwerp CAE
Nederland, Capelle aan den IJssel ■
Technisch ontwerp en bouwadvies
Bureau Bouwkunde, Rotterdam ■
Advies installaties Huisman en
van Muijen, Den Bosch
Voor meer informatie: zie het vaktijdschrift Bouwen met Staal 147, maart/april 1999 en Bouwen met Staal 148, mei/juni 1999.
■
Hoofduitvoering Bouwbedrijf van der
Linden, Sint-Michielsgestel ■
Staalconstructie Las- en
Konstruktiebedrijf P. de Jong, Goirle ■
Fotografie Christian Richters, Münster
27
