De grote leegstand van kantoorgebouwen is voor de Nederlandse vastgoedmarkt een enorme uitdaging. Nieuwe technieken voor het herontwerpen en hergebruiken van deze gebouwen zijn nodig om de huidige situatie te verbeteren. Een van de oplossingen zou kunnen zijn het hergebruik van betonnen constructie-elementen. In een afstudeeronderzoek aan de TU Delft is gekeken naar de technische en financiële mogelijkheden.
46
thema
Betonskelet
als donor
Hergebruik bestaande betonnen constructie-elementen
goedkoper en beter voor milieu
thema
Betonskelet als donor 5 2014
47
De leegstand van kantoorgebouwen in Nederland bedroeg eind
2013 15,7%. De bekende oplossingen om deze leegstand aan te
pakken, zijn herbestemming en sloop. Herbestemming is
vanuit milieuoogpunt het beste, maar is vaak lastig te realiseren
door de hoge kosten die ermee gepaard gaan. Sloop van beton-
constructies resulteert in herbruikbaar betonpuingranulaat. Dit
is echter een proces dat veel energie vraagt. Bovendien leidt de
productie van nieuwe elementen, ook bij gebruik van granu-
laat, nog altijd tot uitputting van grondstoffen en tot verster-
king van het broeikaseffect. Genoemde verschijnselen kunnen
worden voorkomen door een gebouw te demonteren en de vrij -
komende betonnen constructie-elementen als geheel te herge -
bruiken.
Gesloten kringloop
Hergebruik van constructie-elementen past heel goed in het
streven naar het sluiten van de kringloop en de reductie van
CO
2-uitstoot. De top drie van oplossingen in de zogenaamde
Ladder van Lansink om de CO
2-uitstoot te verminderen, het
gebruik van ruwe grondstoffen te beperken en de afvalstroom
te verkleinen, zijn preventie, hergebruik en recycling (fig. 2).
Het voorkomen van bouw- en sloopafval is vanuit milieuoog-
punt het beste, maar niet elk leegstaand gebouw leent zich voor
renovatie of herbestemming. Recycling is op dit moment het
meest gebruikelijk in Nederland. Het is mogelijk 100% van de
betonconstructies te recyclen. Helaas is het momenteel vrijko-
mende volume sloopafval veel meer dan de recyclingstechnie-
ken aankunnen. Er is bovendien ook een grote hoeveelheid
energie nodig voor het verwerken van het te recyclen materiaal.
Hergebruik van constructie-elementen voorkomt dat er afval
vrijkomt en vraagt veel minder energie dan recycling (fig. 3).
Het probleem is echter dat deze vorm van hergebruik een nog
onbekend proces is dat nader onderzoek behoeft.
Proces van hergebruik
Om hergebruik goed in de vingers te krijgen en potentiële
obstakels te identificeren, is in de afstudeerstudie het gehele
De grote leegstand van kantoorgebouwen is voor de
Nederlandse vastgoedmarkt een enorme uitdaging.
Nieuwe technieken voor het herontwerpen en
hergebruiken van deze gebouwen zijn nodig om de
huidige situatie te verbeteren. Een van de oplossin-
gen zou kunnen zijn het hergebruik van betonnen
constructie-elementen. In een afstudeeronderzoek
aan de TU Delft is gekeken naar de technische en
financiële mogelijkheden.
1
ir. Alexandros Glias 1),
ir. Sander Pasterkamp
TU Delft, fac. CiTG, Pieters Bouwtechniek BV
ir. Pim Peters
IMd Raadgevende Ingenieurs
1) Alexandros Glias is afgestudeerd aan de TU Delft met het onderzoek 'The Donor Skelet ? Designing with reused structu-
ral concrete elements'. Het onderzoek werd uitgevoerd bij IMd
Raadgevende Ingenieurs. In de begeleidingscommissie hadden
zitting prof.ir. A.Q.C. van der Horst, prof.dr.ir. E.M. Haas,
ir. S. Pasterkamp en ir. P. Peters.
1
Om de mogelijkheid en de voordelen van hergebruik van bestaande betonnen constructie-
elementen te demonstreren, is een casestudie uitgevoerd naar twee kantoorgebouwen in
Amsterdam; hier het kantoor aan de Karspeldreef
Afstudeerrapport
Het volledige afstudeerrapport
'The Donor Skelet ? Designing
with reused structural concrete elements'
is bij het artikel beschikbaar op
www.cementonline.nl.
Betonskelet als donor 5 2014
48
proces geanalyseerd. Het proces kan worden opgedeeld in een
aantal stappen.
1 Inventarisatie . De inventarisatie moet een overzicht geven
van de eigenschappen van de verschillende constructie-
elementen van een gebouw. De inventarisatie wordt opgesteld
aan de hand van een grondige analyse van de bestaande
bouwtekeningen. Dit is een tijdrovend proces, maar een
complete inventarisatie voorkomt later veel problemen.
2 Kwaliteitscontrole . Met de kwaliteitscontrole wordt de condi-
tie van de elementen onderzocht. Er wordt zo goed mogelijk
gekeken of het gebouw inderdaad is gebouwd zoals op de
bestaande tekeningen is aangegeven. Het eindresultaat van
deze stap is een soort certificatie per element, de element-
identiteit (EID), die alle benodigde eigenschappen van het
element bevat en kan worden gebruikt om zekerheid te
bieden over de conditie van het element.
3 Demontage . Demontage moet zeer zorgvuldig worden uitge-
voerd om zo veel mogelijk elementen met zo hoog mogelijke
preventie
hergebruik
recyclen
energieproductie verbrandenstorten
afvalverwijdering meest
duurzaam
minst
duurzaam
mijnbouw gebruik nieuwe grondstoen recycling/
omsmelten
productie nieuwe
producten recycling
bouwplaats
afvoeren van
bouwplaats
transport naar bouwplaats
oud
nieuw demontagesloop
hergebruik
hermontage CO
2
CO2
CO2
CO2
CO2
herplaatsing
kwaliteit en zo weinig mogelijk beschadigingen uit het
bestaande gebouw terug te winnen.
4 Aanpassing . Na demontage worden de elementen aangepast
op de plek waar ze worden gewonnen (het sloopterrein) om
te kunnen worden toegepast in een nieuw gebouw. Dit betreft
bijvoorbeeld opvullen van oude sparingen, op lengte zagen,
nieuwe sparingen boren enzovoort.
5 Opslag . Ten behoeve van opslag van elementen kan het
bestaande gebouw zo lang mogelijk blijven staan en zo een
virtuele opslagplaats zijn. Ook kan het gebouw worden afge-
broken en kunnen de vrijkomende elementen worden opge -
slagen op een aparte opslagplaats. Aangezien er op dit
moment nog geen actieve markt is voor het hergebruik van
betonnen constructie-elementen en de vraag naar bouw-
grond en kantoorruimte laag is, kunnen de oude gebouwen
blijven staan totdat er een project is waarin de oude elemen-
ten kunnen worden hergebruikt.
6 Tr a n s p o r t . Het transport heeft binnen het proces van herge-
bruik de grootste milieu-impact en bepaalt een groot deel
van de totale kostprijs. Het is belangrijk het transport en de af
te leggen routes zo efficiënt mogelijk te organiseren om de
kosten en de CO
2-uitstoot zo veel mogelijk te minimaliseren.
7 Montage . Tot slot worden de elementen gemonteerd. Het is
belangrijk dat de elementen zodanig worden aangeleverd dat
ze direct geschikt zijn voor montage als geprefabriceerde
elementen. Het wordt aangeraden dezelfde mensen te gebrui-
ken voor demontage en montage.
Casestudie
Om de mogelijkheid en de voordelen van het hergebruik van
bestaande betonnen constructie-elementen te demonstreren, is
een casestudie uitgevoerd. Het doel hierbij was constructie-
elementen van een bestaand kantoorgebouw te gebruiken voor
het bouwen van nieuwe appartementen. In deze casestudie zijn
elementen gebruikt uit twee kantoorgebouwen op het bedrij-
venterrein Amstel III. Dit terrein heeft een leegstand van 26%.
De gemeente Amsterdam wil de wijk transformeren tot een
multifunctioneel gebied, waarbij de prioriteit ligt bij het realise-
ren van woonruimte. Deze nieuwe functie is gekozen op basis
van lokale vraag en het brengen van variatie in de functies
binnen het bedrijventerrein.
De gebouwen die gekozen zijn voor demontage liggen aan de
Hogehilweg 18 en de Karspeldreef 2 (foto 1 en 4). Ze zijn
gekozen op basis van leegstand, beschikbare informatie, de
hoofddraagconstructie en het type elementen daarin. Beide
gebouwen bevatten een prefab betonskelet, en alle elementen
zijn in principe geschikt voor hergebruik.
Het doel is woningen van 100 m
2 te ontwerpen voor gezinnen
van vier personen. De woningen maken deel uit van een appar -
tementengebouw en hebben een karakteristieke L-vorm. De
2 De oplossingen in de Ladder van Lansink
3 Hergebruik versus recycling
2
3
thema
Betonskelet als donor 5 2014
eisen, wensen en randvoorwaarden zijn hetzelfde als bij een
conventioneel ontwerp, aangevuld met de beperkingen die
voortkomen uit de afmetingen van de beschikbare elementen.
Bij een traditioneel ontwerp is het mogelijk de afmetingen van
de elementen in het ontwerpstadium aan te passen zonder dat
dit noemenswaardige invloed heeft op de kosten. Maar bij het
ontwerp met hergebruikte elementen is dit niet mogelijk,
aangezien de afmetingen van de elementen vooraf vast liggen.
De beschikbare elementen en het programma van eisen en
wensen leidden tot een definitief ontwerp voor dertig apparte-
menten (5432 m
2) in drie blokken van tien woningen (fig. 5).
Het percentage hergebruik op elementniveau was 73%, en
gemeten naar de massa van de constructie was het percentage
hergebruik 65%. De herbruikbaarheid van de elementen bleek
dus aanzienlijk, al is er nog steeds ruimte voor verbetering. Zo
waren de gevelbalken niet herbruikbaar. Zij zijn specifiek
ontworpen voor toepassing in een kantoorgebouw, en hun
potentiële toepasbaarheid is erg laag in vergelijking met de
andere elementen.
Constructieve beoordeling
Om de mogelijkheden tot hergebruik van de elementen te
kunnen vaststellen, was een constructieve analyse van de
elementen nodig (fig. 6). Dit is gedaan op basis van de
bestaande tekeningen. Omdat de elementen worden gebruikt
voor de bouw van nieuwe appartementen, zijn voor de bereke-
ningen de Eurocodes gebruikt in plaats van de oorspronkelijke
normen. De eigenschappen van de elementen die uit de teke-
ningen zijn gehaald, zijn behalve de vorm ook de betonsterkte-
klasse, dekking op de wapening, verankeringslengte, hoofdwa-
pening, dwarskrachtwapening en detaillering. Het was goed
mogelijk de liggers, kolommen en wandelementen volledig te
beoordelen. Dit gold niet voor de kanaalplaten aangezien de
originele tekeningen hiervan ontbraken. Hergebruik was toch
mogelijk omdat de oorspronkelijke kantoorfunctie een hogere
veranderlijke belasting had dan de nieuwe woningfunctie.
De resultaten van de beoordeling werden per element vastge-
legd in de elementidentiteit (EID), tezamen met de overige
eigenschappen van het element. Het idee was de elementen
opnieuw te verbinden met bekende verbindingsmethoden voor
prefab beton, zonder nieuwe constructiematerialen te hoeven
gebruiken. Het resultaat van de constructieve beoordeling
toonde aan dat de elementen in principe allemaal geschikt
waren voor hergebruik aangezien de constructieve capaciteit
van de elementen veel groter was dan benodigd.
Kostenanalyse
Een van de belangrijkste redenen waarom demontage en herge-
bruik van constructie-elementen nog geen veel voorkomende oplossing is, is onzekerheid over de kosten. Om dit aspect goed
in beeld te brengen, is een vergelijking gemaakt tussen de
kosten voor demontage en hergebruik enerzijds, en die voor
sloop en het produceren van nieuwe elementen anderzijds. De
kosten voor de hergebruikte elementen bestaan uit de kosten
voor de demontage plus die voor aanpassing, transport, opslag
en montage. Hierbij moet wel worden aangetekend dat de
bestaande kantoorgebouwen geen boekwaarde meer hebben
waardoor geen geld nodig is voor de aankoop van de elemen-
ten. De vergelijking tussen demontage en sloop liet zien dat de
4
5
4
Kantoor aan de Hogehilweg; een van de twee panden die zijn
gekozen voor demontage in de casestudie
5 Ontwerp woningen op basis van hergebruikte elementen
49
Betonskelet als donor
5
2014
50
? 300 000
? 250 000
? 200 000
? 150 000
? 100 000? 50 000
? -50 000 ? 0 demontage sloop
? 1,33 ? 5,30
? 0,00 ? 1,00 ? 2,00 ? 3,00
? 4,00 ? 5,00 ? 6,00
hergebruikte elementen nieuwe elementen
Schaduwkosten per m
2
175
161168
156
nieuwe elementen
(zelfde afmetingen) nieuwe elementen
(gereduceerde afmetingen) hergebruikte
elementen hergebruikte elementen
(verdeeld)
gereedschap & personeel
transport
projectkostenalgemene kosten winst & risico
opbrengsten totaal
diversen
? 300 000
? 250 000
? 200 000
? 150 000
? 100 000
? 50 000
? -50 000 ? 0 demontage
sloop
? 1,33 ? 5,30
? 0,00 ? 1,00
? 2,00
? 3,00
? 4,00
? 5,00
? 6,00
hergebruikte elementen nieuwe elementen
Schaduwkosten per m
2
175
161168
156
nieuwe elementen
(zelfde afmetingen) nieuwe elementen
(gereduceerde afmetingen) hergebruikte
elementen hergebruikte elementen
(verdeeld)
gereedschap & personeel
transport
projectkostenalgemene kosten winst & risico
opbrengsten totaal
diversen
kosten voor demontage ongeveer 3,5 keer zo groot zijn als die
voor sloop (fig. 7). Aan de andere kant zijn de kosten voor de
hergebruikte elementen ongeveer 10% lager dan die voor
nieuwe elementen (fig. 8).
De resultaten laten zien dat, ook al is er een hogere initiële
investering nodig voor de demontage, de totale kosten minder
zijn dan bij toepassing van nieuwe elementen. Dit is een posi-
tief resultaat dat investeerders kan interesseren. Het kan nog
beter worden als meer ervaring is opgedaan met demontage.
Om een zo hoog mogelijke kostenreductie te krijgen, is een zo
hoog mogelijk percentage hergebruik gewenst, met zo weinig
mogelijk aanpassingen en op zodanige posities dat de beno-
digde constructieve capaciteit de oorspronkelijke eigenschap-
pen zo dicht mogelijk benadert.
Milieuanalyse
Het belangrijkste argument voor het hergebruik van bestaande
constructie-elementen is de milieuwinst die hierbij kan worden behaald. Met hergebruik wordt de uitstoot van CO
2 vermin
-
derd en de productie van afval en het gebruik van grondstof-
fen voorkomen. De methode die is gebruikt om de milieube-
lasting van een appartementengebouw gebouwd met herge-
bruikte elementen te vergelijken met die van een appartemen-
tengebouw met nieuwe elementen, is de Life Cycle Analysis
(LCA). Voor de berekening van de milieubelasting van
nieuwe elementen is de belangrijkste invoer de totaal beno-
digde hoeveelheid materiaal en de transportafstand. Voor de
hergebruikte elementen is dit de energie die nodig is voor
demontage en aanpassing en opnieuw de transportafstand.
Transport is een variabele die grote invloed blijkt te hebben
op de uitstoot bij hergebruik van elementen. Daarom is het
aan te raden de elementen in de directe omgeving te herge-
bruiken. De vergelijking is gemaakt met de Global Warming
Potential (CO
2) en de Abiotic Depletion (Sb). Zoals te zien is
in figuur 9 en 10 worden beide milieubelastingen gereduceerd
door het hergebruik van elementen. Om alle milieubelastin-
gen mee te nemen, zijn de schaduwkosten ? gebruikt om de
MilieuPrestatie Gebouw (MPG) te berekenen ? van zowel
nieuwe als hergebruikte elementen vergeleken. De schaduw -
kosten van bestaande elementen zijn 75% lager dan die van
nieuwe elementen (fig. 11). Dit toont de grote milieuvoorde-
len aan van het hergebruik van bestaande constructie-
elementen.
Conclusies
De resultaten van de studie tonen aan dat het technisch haal-
baar is bestaande constructie-elementen te hergebruiken met
de bestaande methoden voor demontage en montage van
prefab-betonelementen. Zolang de elementen zich nog in
goede staat bevinden, kunnen ze worden hergebruikt voor de
bouw van nieuwe woningen. Het grootste voordeel van het
bouwen met hergebruikte elementen is de gereduceerde mili -
eubelasting. Maar ook in financiële zin zijn er voordelen ten
opzichte van sloop en nieuwbouw.
6 Constructief model van het nieuwe pand
7 De kosten voor demontage zijn ongeveer 3,5 keer zo groot als die voor sloop
8 De kosten (?/m
2) voor de hergebruikte elementen zijn ongeveer 10% lager dan
voor nieuwe elementen
6
7
8
thema
Betonskelet als donor 5 2014
51
bepaald of een gebouw geschikt is voor demontage en wat de
meest efficiënte manier is om de vrijkomende elementen te
hergebruiken.
?
?
LITERATUUR
1 Asam, C., Recycling Prefabricated Building Components for Future
Generations. IEMB, 1, 2006.
2 Fujita, M., Iwata, M., Reuse system of building steel structures. Structu-
ral and Infrastructure Engineering: Maintenance, Management, Life-Cycle
Design and Performance, Vol. 4, No. 3, 2008, pp. 207-220.
3 Gorgolewski, M., Designing with reused building components: some
challenges. Building Research & Information, Vol, 36, No. 2, 2008,
pp. 175 ? 188.
4 Naber, N., Reuse of Hollow Core Slabs from Office Buildings to Resi-
dential Buildings. Master Thesis, Technical University of Delft, 2012.
5 Strategiebesluit Amstel III van monofunctioneel werkgebied naad
multifunctionele stadswijk. Projectbureau Zuidoostlob, Gemeente
Amsterdam, 2011.
6 Remøy, H., Out of Office ? A Study on the Cause of Office Vacancy
and Transformation as a Means to Cope and Prevent. IOS Press,
Amsterdam, 2010.
? 300 000
? 250 000
? 200 000
? 150 000
? 100 000
? 50 000
? -50 000 ? 0 demontage
sloop
? 1,33 ? 5,30
? 0,00 ? 1,00
? 2,00
? 3,00
? 4,00
? 5,00
? 6,00
hergebruikte elementen nieuwe elementen
Schaduwkosten per m
2
175
161168
156
nieuwe elementen
(zelfde afmetingen) nieuwe elementen
(gereduceerde afmetingen) hergebruikte
elementen hergebruikte elementen
(verdeeld)
gereedschap & personeel
transport
projectkostenalgemene kosten winst & risico
opbrengsten totaal
diversen
0
50 000
100 000 150 000
200 000
250 000
300 000
hergebruikte elementen nieuwe elementen
hergebruikte elementen nieuwe elementen
kg co
2 eq/kg
Global Warming Potential voor 2 km transport
0
200 400 600
800
1000 1200 1400
1600 1800
kg Sb eq/kg
Abiotic Depletion voor 2 km transport
0
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
300 000
hergebruikte elementen nieuwe elementen
hergebruikte elementen nieuwe elementen
kg co
2 eq/kg
Global Warming Potential voor 2 km transport
0
200 400 600
800
1000 1200 1400
1600 1800
kg Sb eq/kg
Abiotic Depletion voor 2 km transport
Dit proces wordt echter enigszins ontmoedigd door de relatief
hoge initiële kosten van de demontage en de boekwaarde van
de leegstaande kantoorgebouwen. Desondanks tonen de
resultaten aan dat demontage en hergebruik het verdienen als
serieuze extra optie te worden meegenomen bij het aanpak-
ken van de kantorenleegstand. Door betere samenwerking
tussen de betrokken partijen en verdere kennisontwikkeling
op dit gebied, zal het in de nabije toekomst mogelijk blijken
daadwerkelijk projecten te realiseren met op grote schaal
hergebruikte elementen.
Aanbevelingen
Dit onderzoek richtte zich op de demontage van kantoorge-
bouwen en het hergebruik van elementen om woningen met
een hoogte van twee verdiepingen te bouwen. De resultaten
toonden aan dat vanuit constructief oogpunt het goed moge-
lijk is de elementen te hergebruiken door hun hoge construc-
tieve capaciteit. Nader onderzoek wordt aanbevolen om na te
gaan of met bestaande elementen ook hoger kan worden
gebouwd en of er ook gebouwen met een andere functie mee
kunnen worden ontworpen. Verder zou een pilotproject
moeten worden opgestart om meer praktijkervaring op te
doen met demontage en hergebruik, en mogelijke nog onont-
dekte (bijvoorbeeld organisatorische) problemen te verken-
nen. Gemeenten die baat hebben bij de aanpak van leegstand
zouden hierin het voortouw kunnen nemen, eventueel gehol-
pen met rijks- en Europese subsidies.
Naast het pilotproject zou nog eens goed moeten worden
gekeken naar de beschikbare methoden voor demontage. Bij
uitbreiding van de verschillende beschikbare technieken
kunnen de kosten worden geminimaliseerd en kan schade aan
de elementen zo veel mogelijk worden beperkt.
Om efficiënter gebruik te kunnen maken van het hergebruik
van bestaande constructie-elementen is het ook aan te
bevelen te kijken naar andere gebouwtypen. Daarnaast moet
een 'toolbox' worden ontwikkeld waarmee snel kan worden
9
CO 2-uitstoot nieuwe versus bestaande elementen volgens het Global Warming Potential
10 CO
2-uitstoot nieuwe versus bestaande elementen volgens de Abiotic depletion
11 De schaduwkosten van bestaande elementen zijn 75% lager dan die van nieuwe elementen
9
10
11
Betonskelet als donor 5 2014
Reacties