C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t il i teit sb o u wcement 2001 240De hoge dichtheid waarin de ver-blijfsruimten worden gereali-seerd, maakt dat deze veelal eenbeperkt geveloppervlak en eengrote diepte hebben. Door de ver-blijfsruimten ??nzijdig te ori?n-teren en via een binnengang teontsluiten, kan de diepte wordenbeperkt, maar verslechtert veelalde daglichttoetreding.Specifieke aspecten voor het ver-blijven op grote hoogte zijn deontsluiting, de brandveiligheiden (voor een woonbestemming)de beschikbaarheid van een bui-tenruimte (balkon).Voor de ontsluiting dienen meer-dere (snelle) liften te worden toe-gepast, waarvan er ??n voldoen-de groot moet zijn om meubilairte kunnen transporteren.Voor de brandveiligheid dientmaximale aandacht te wordenbesteed aan de rook- en brand-compartimentering en de moge-lijkheid om via een rookvrije wegte kunnen vluchten.De beschikbaarheid van een bui-tenruimte (balkon) voor wonin-gen levert nog geen zekerheidover het gebruik. Rond hogegebouwen kan de windsnelheidaanzienlijk hoger zijn dan inlaagbouwsituaties. Het eventuelegebruik van een balkon is danook in belangrijke mate afhanke-lijk van de situering ervan en vande eventueel aanwezige afscher-ming (borstwering, windscher-men enz).De constructeur zal om construc-tieve redenen een niet te slankgebouw wensen, waarbij deslankheid van het gebouw maat-gevender kan zijn dan de hoogte.Door de Nederlandse regelge-ving (en bouwcultuur) ontstaanniet al te diepe gebouwen, terwijlin bijvoorbeeld Amerika zeerHoogbouw vanuit debouwfysica beschouwding. M. van Lohuizen en ir. J.A. Pleysier, Cauberg-Huygen Raadgevende Ingenieurs BV,Rotterdam / 's-HertogenboschOm binnen hoge bouwwerken verblijfsruimten met voldoende of verbeterdekwaliteit te realiseren, zal ten opzichte van laagbouw een aantal bijzonderemaatregelen moeten worden getroffen. Dit wordt enerzijds veroorzaakt doorde hoge dichtheid waarin de verblijfsruimten worden gerealiseerd en ander-zijds door de specifieke aspecten van het op grotere hoogte verblijven. In ditartikel een brede bouwfysische beschouwing, waarbij ook aspecten als hetwindklimaat en de brandveiligheid worden betrokken.1 | Artist impression van hetproject Pegasus;een ontwerp van AGSArchitecten & Planners,HeerlenC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t il i teit sb o u wcement 2001 2 41diepe vertrekken (gerekend vanafde gevel) en zelfs werkvertrekkenzonder daglichttoetreding wor-den geaccepteerd. Een diep kan-toorgebouw bevat in Nederlandal snel veel inpandige ruimtenzonder directe daglichttoetredingen is daardoor minder verhuur-baar.Hoogbouw vraagt ? om construc-tieve redenen ? om diepe gebou-wen. Echt superhoge gebouwenzijn in Nederland dus niet te ver-wachten: de gebouwen wordendan veel te slank en te kostbaar.Met een slankheid van 1:8 wordtde Luxortoren ? architect Ren?Steevensz van PPKS Architects ???n van de slankste gebouwenter wereld.Een nadere beschouwing is uit-gevoerd voor de volgende aspec-ten:? brandveiligheid;? buitenruimten (balkon);? energiezuinigheid;? geluidisolatie;? luchtverversing;? windklimaat;? zoninstraling en daglicht-toetreding.B r a n d v e i l i g h e i dBij brand moet een gebouw veiligkunnen worden ontvlucht, het-geen bij hoogbouw tot hoge inves-teringen kan leiden. Door brand-en rookcompartimentering wordtvoorkomen dat de brand onbe-heersbaar wordt en rook zichdoor het gebouw verspreidt.Vanuit elk brandcompartimentdient via twee onafhankelijkevluchtwegen te kunnen wordengevlucht. De normale gebruiks-liften kunnen niet worden ge-bruikt en het gebouw dient viarookvrije vluchttrappen te wordenontvlucht. Het gebruik van spe-ciale liftinstallaties is voorbehou-den aan de brandweer en dientom de brandhaard snel te kunnenbereiken en hulp te bieden aanpersonen die zichzelf niet in vei-ligheid kunnen brengen.Onder meer vanwege de dag-lichttoetreding worden de gevel-delen van diepe vertrekken voor-zien van grote glasoppervlakken.Door het veelal ontbreken vaneen dichte (brandwerende) borst-wering, wordt het risico op (verti-cale) brandoverslag vergroot. Hetrisico wordt in belangrijke matebepaald door de diepte van hetvertrek, de vuurbelasting en depositie en grootte van de gevel-openingen. Het risico op brand-overslag is groot voor ??nzijdiggeori?nteerde vertrekken en ko-zijnen met een maximale hoogteen beperkte breedte. Door dekozijnen breder te maken kanhet risico op brandoverslag inbelangrijke mate worden ver-minderd.B u i t e n r u i m t e n ( b a l k o n s )Ten aanzien van balkons is reedsopgemerkt dat het gebruik inbelangrijke mate afhangt van desituering en de eventuele aanwe-zigheid van windschermen.Nabij gebouwhoeken gesitueer-de balkons leveren mogelijk eenoptimaal uitzicht, maar door hetlokale windklimaat tevens eenbeperkte gebruiksmogelijkheid.Het inpandig situeren van eenbalkon (loggia) levert wel eengunstiger windklimaat, maargeeft de bewoners het gevoelminder buiten te zitten. Het opeen verantwoorde wijze situerenvan balkons en het op de juistewijze aanbrengen van vasteen/of beweegbare windscher-men maakt het mogelijk dat debuitenruimte als zodanig wordtervaren en ook buiten de zomer-periode is te gebruiken.Het volledig afsluitbaar makenvan balkons zal, indien het bal-kon in de stookperiode tijdigwordt afgesloten, tot een tempe-ratuurstijging op het balkon lei-den, waardoor het warmteverlieswordt beperkt en vloeren kun-nen worden doorgestort (geenkoudebrugwerking).Om afsluitbare balkons als (for-mele) buitenruimte te kunnenaanmerken, dient te worden aan-getoond dat de voor een buiten-ruimte kenmerkende activiteitenin of nabij de woning kunnenworden uitgevoerd. Onder ken-merkende activiteiten wordt indit geval verstaan;? buiten kunnen zitten;? plaatsen van afvalcontainers;? te drogen hangen vanwasgoed.De criteria voor de kenmerken-de activiteiten kunnen pergemeente verschillen. Enkeleinmiddels door meerderegemeenten geaccepteerdecriteria zijn:? van het `buiten kunnen zitten'is sprake als ten minste 50%boven de borstwering is teopenen;? afvalcontainers `kunnenworden geplaatst' als binnende woning een separaat geven-tileerde ruimte of op gebouw-niveau een centrale container-ruimte aanwezig is;? wasgoed kan `te drogen wor-den gehangen' als de benodig-de vloeroppervlakte in de bad-ruimte wordt gereserveerd.Naast de criteria voor de kenmer-kende activiteiten, mag de geko-zen oplossing geen verslechte-ring opleveren voor de overigeaspecten waaraan vanuit hetBouwbesluit eisen worden ge-steld, zoals de brandveiligheid ende daglichttoetreding.E n e r g i e z u i n i g h e i dDoor de compacte bouwwijze entoepassing van onder meer gebalanceerde ventilatiesystemenkan in hoogbouw veelal op een-voudige wijze een laag energie-gebruik worden gerealiseerd.Het realiseren van een hogeenergieprestatie is lastiger. Bij debepaling van de energieprestatie-co?ffici?nt (EPC) wordt het voor-deel van een compacte bouw ver-rekend in het maximaal toelaat-bare energiegebruik, wat wordtaangescherpt.Als standaard te beschouwenhoogbouwmaatregelen, zoals hetrealiseren van een grote lucht-dichtheid en het toepassen vaneen gebalanceerd ventilatiesys-C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t il i teit sb o u wcement 2001 242teem, vormen een verdere aanzetvoor een hoge energieprestatie(= lage EPC). Indien deze basis-voorzieningen worden uitgebreidmet een HR-warmtewisselaar(met bypass) en verhoogde warm-teweerstanden, kan een hogeenergieprestatie worden bereikt.Ten aanzien van de warmteverde-ling dient onderscheid te wordengemaakt in ruimteverwarming entapwaterverwarming. Een voorLaagTemperatuur-Verwarming inhet gebouw aangebrachte ringlei-ding kan tot toepassing van (elek-trische of gasgestookte) boilersleiden. Om dit te voorkomen kaneen ringleiding op Midden-Temperatuurniveau worden toe-gepast of een dubbele ringleiding.G e l u i d i s o l a t i eOmdat geluid uit aangrenzenderuimten al snel tot overlast kanleiden, dient bijzondere aan-dacht te worden besteed aan degeluidisolatie binnen het gebouwen aan het geluidniveau van deverschillende installaties zoalsliften.Voor hoogbouw is de keuze van dehoofddraagconstructie van grootbelang. Door toepassing van eenstaalskelet kan tot op grote hoogteworden gebouwd, maar dragenook geluidtrillingen ver. Bij toe-passing van een betonskeletdraagt de massa van scheidings-constructies bij aan de geluidisola-tie. Voor een verbeterde geluidiso-latie kan de massa van scheidings-constructies worden verhoogd,hierdoor zal echter ook de totalebouwmassa toenemen.Een mogelijke oplossing vormthet bij verschillende partijen inontwikkeling zijnde `flexibelbouwen', waarbij een scheidingtussen hoofddraagconstructieen inbouwpakket wordt aange-bracht. De keuze van de hoofd-draagconstructie staat daarbijmeer los van de uiteindelijkekwaliteit van scheidingsconstruc-ties en met name het inbouw-pakket (voorzetwanden, zweven-de vloeren en vrij-dragende pla-fonds) bepaalt de geluidisolatie.De geluidbelasting van techni-sche installaties kan wordenbeperkt door de installatiesonder te brengen in geluidge?so-leerde installatieruimten en-schachten en deze (indien nood-zakelijk) te dilateren van dehoofddraagconstructie. Door deinstallatieruimten en -schachtenzo ver mogelijk van verblijfs-ruimten af te situeren, kan degeluidbelasting tot een mini-mum worden beperkt en eeneventuele dilatatie worden voor-komen.L u c h t v e r v e r s i n gDoor onder meer de windbelas-ting op grotere hoogte heeft deluchtverversing veelal op mecha-nische wijze plaats. Door degebalanceerde ventilatiesystemente voorzien van een HR-warmte-wisselaar met bypass kan, behal-ve een besparing op het energie-gebruik, ook een verbetering vanhet thermisch comfort in dezomer worden bereikt. De bypasszorgt ervoor dat frisse buiten-lucht op warme dagen niet wordtvoorverwarmd, maar rechtstreekswordt ingeblazen (vrije koeling).Doordat drukschommelingen opgrotere hoogte de aanzuiging vanlucht be?nvloeden, heeft de toe-voer veelal in twee tegenoverelkaar liggende gevelvlakkenplaats. Door hierbij aan te zuigenvia een zogenoemd drukvereffe-ningskanaal kunnen drukschom-melingen grotendeels wordenopgeheven.W i n d k l i m a a tHoge gebouwen hebben invloedop het windklimaat in de directeomgeving. In een ander artikelin dit nummer van Cement wordtingegaan op het windklimaat oploopniveau rondom de gebou-wen.De wind heeft bij hoogbouw nietalleen invloed op het windkli-maat rondom het gebouw, maarook op balkons en dakterras. Inhet algemeen wordt bij niet tehoge gebouwen voldoende af-scherming verkregen door eenbalkon aan de twee zijkanten afte schermen. Bij hoge gebouwen2 | Draadmodel van het pro-ject Oosterbaken;een ontwerp vanKuiperCompagnons,Rotterdam voor woning-corporatie Maasoevers,HoogvlietC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU t il i teit sb o u wcement 2001 2 43kan het noodzakelijk zijn ookeen deel van de voorzijde van hetbalkon af te sluiten. Een volledigafsluitbaar balkon is dan nogmaar een kleine stap verder.Op een open galerij van een mid-delhoog gebouw kunnen al zulkehoge windsnelheden voorkomen,dat het lopen wordt bemoeilijkt.Er zijn voorbeelden van galerijenwaar de windsnelheid, ter plaatsevan een buiten de galerij gesitu-eerd noodtrappenhuis, vaak zohoog was dat senioren hier nietkonden passeren; vervelend alsmen er op weg naar de lift langsmoet.Door een hoog gebouw neemt dewindsnelheid op lagere niveaustoe. V??r het gebouw ontstaatoverdruk, achter het gebouwonderdruk. Deze effecten kun-nen ertoe leiden dat de natuurlij-ke ventilatie en eventuele rook-gasafvoer van laagbouwwonin-gen nabij hoogbouw bij bepaaldewindrichtingen wordt verstoord,waardoor de kwaliteit van de bui-tenlucht afneemt.Bij windaanval ontstaan aanweerszijden van het gebouw wer-vels met een verticale as, die aan-groeien en bij een bepaaldegrootte loslaten. De wervels latenom beurten los van de ene en vande andere zijgevel. Hierbij ont-staat een grote onderdruk. Hetgebouw zal dus een krachtondervinden loodrecht op dewindrichting; hoge gebouwenkunnen daardoor langzaam heenen weer bewegen. Deze trillin-gen met een lage frequentie kun-nen, als de versnelling te hoogwordt, als (zeer) hinderlijk wor-den ervaren. Vooral slanke hoog-bouw met een staalconstructievraagt om aandacht. De eisen dieworden gesteld aan de bewegingvan hoge gebouwen is voorwoningen en voor kantoren nietgelijk, omdat de mens gevoeligeris voor bewegingen in de lengte-richting van het lichaam, in lig-gende positie dus.Omdat hoge gebouwen die nuworden ontwikkeld toekomst-waarde moeten hebben, wordtsoms bij het ontwerp van eenhoog kantoorgebouw al rekeninggehouden met een functiewijzi-ging zoals het realiseren vanappartementen. In dat geval zalook rekening worden gehoudenmet het comfort door de bewe-ging van het gebouw. In eenander artikel in dit nummer vanCement wordt hierop dieper inge-gaan.De hoge winddrukken op degevels van hoogbouw vragen ookbijzondere aandacht voor dewind- en waterdichtheid. Voorgebouwen die hoger zijn dan100 m zijn in de normen geeneisen voor de wind- en water-dichtheid opgenomen.Ten slotte moet bij een hooggebouw rekening worden gehou-den met thermische trek. Bij eentemperatuurverschil tussen bin-nen en buiten van 20?C zal hetdrukverschil over een trappen-huis of liftschacht bij een 200 mhoog gebouw ruim 160 Pa bedra-gen. Zonder speciale voorzienin-gen kan dit leiden tot moeilijk teopenen draaideuren, hoge lucht-snelheden in de deuropening enhet fluiten van de lucht door dekieren om de deur.Z o n i n s t r a l i n g e nd a g l i c h t t o e t r e d i n gDe schaduw van een hooggebouw belemmert de bezon-ning van een woning of een pleintot op grote afstand. Voor kanto-ren kan schaduw op de gevel eenvoordeel zijn, omdat een vermin-derde zoninstraling de koelbe-hoefte vermindert (maar wel eenverminderde warmtewinst in destookperiode veroorzaakt).Anders is het als een zonnecol-lector of zonnepaneel lang in deschaduw van een nabijgelegengebouw komt te liggen; deze sys-temen kunnen hierdoor onren-dabel worden.Hoewel een hoog gebouw zijnschaduw ver over de gebouwenin de omgeving werpt, is deinvloed hiervan op grotereafstand beperkt, omdat de tijds-duur ervan maar kort is. Wel ishet raadzaam om bij een steden-bouwkundig ontwerp rekeningte houden met de plaats vanhoogbouw ten opzichte van deomringende gebouwen. In woon-vertrekken wordt zoninstralingveelal gewaardeerd.De situering van gebouwen tenopzichte van elkaar is vaninvloed op de daglichttoetredingin de vertrekken van die gebou-wen. Indien de daglichttoe-treding tot een kantoorvertreksterk wordt belemmerd door eenander gebouw, zal in het alge-meen het energieverbruik voorde verlichting toenemen.Ten aanzien van de daglichttoe-treding hebben in hoogbouwgelegen verblijfsruimten hetpraktische voordeel dat belem-meringen ontbreken indien er inde directe omgeving geen verderehoogbouw wordt gepleegd.Helaas mag dit voordeel bij nor-matieve toetsing conform hetBouwbesluit vooralsnog niet inrekening worden gebracht voorwoningen. Evenals voor laag-bouw dient bij toetsing te wordengerekend met een fictieve belem-meringshoek van 25?. Bij de toet-sing wordt verder geen rekeninggehouden met zaken als de geo-metrie van de vertrekken, zijde-lingse afscherming, lichtreflec-ties en de afwerking van deoppervlakken. Ook wordt slechtszeer beperkt rekening gehoudenmet de eigenschapen van be-glazing. De daglichttoetreding viareflecties kan een belangrijke bij-drage leveren aan de totale dag-lichttoetreding in de zone tussencirca 2 tot 5 m vanaf de gevel.Om de werkelijke daglichttoetre-ding en de lichtsterkteverdelingover het vertrek te bepalen, kun-nen met geavanceerde com-puterprogramma's nauwkeurigeberekeningen worden uitge-voerd, waarmee op basis vangelijkwaardigheid voldoendedaglichttoetreding kan wordenaangetoond.