Circulair appartementen - comple x Het woningbouwproject Hanzewijk Noord in Kampen, uitgevoerd in prefab beton, moest volledig remontabel zijn. Dat vroeg veel aandacht aan de detaillering. 1 Hanzewijk Noord in aanbouw 1 6? CEMENT 8 20 23 De Hanzewijk is een wijk dichtbij de binnenstad van Kampen. In het laatste deel van deze wijk, het centrumgebied Noord, worden 63 sociale huurappartemen- ten gebouwd, verdeeld over twee gebouwen. Het eerste gebouw bestaat uit twee gekoppel - de bouwblokken (A en B), een met vier ver- diepingen en een met vijf verdiepingen (fig. 2). Ook het tweede gebouw bestaat uit twee bouwblokken (C en D), elk met vier verdie- pingen (fig. 3). Op de begane grond bevinden zich bergingen. De woongebouwen zijn gerealiseerd met prefab-betonnen wanden (C45/55) en kanaalplaatvloeren (260 mm), volgens het woningbouwconcept ModuFair (van Janssen de Jong Bouw i.s.m. Geelen Beton). De langs- gevels zijn uitgevoerd in houtskeletbouw (HSB). Onderscheidend aspect in de tender was het feit dat de gebouwen nagenoeg vol- ledig remontabel zijn ontworpen: elementen kunnen worden gedemonteerd en elders opnieuw worden gemonteerd. Dit vroeg om slimme oplossingen in de detaillering. Zo is voor de koppeling van de wanden gebruik- gemaakt van wandschoenen en spansloten. Ook is bijvoorbeeld de lengte van de apparte- menten afgestemd op de volle breedtematen van de kanaalplaten en zijn de leidingen in principe geconcentreerd in één leidingvloer per woning. Stabiliteit Om het casco remontabel te kunnen uitvoe- ren, wordt de stabiliteit in langsrichting niet uit stijve knopen gehaald maar uit prefab stabiliteitswanden (penanten, fig. 4 en 5). De stabilitietswanden staan over alle bouw- lagen boven elkaar. Omdat alle penanten in dezelfde richting staan (allemaal actief, of allemaal passief ) doen de kanaalplaten mee in het stabiliteitsprincipe. Samen met een trekpaal onder de wanden, worden de penanten zo actief gemaakt. In de andere richting verzorgen de woningscheidende wanden de stabiliteit. De eindwanden doen daarbij niet mee. De twee bouwblokken van beide gebouwen zijn gekoppeld via de galerijen maar werken constructief gezien niet samen. Woningscheidende wanden De woningscheidende wanden zijn 250 mm dik, een maat die is gebaseerd op geluids- eisen. Deze wanden zijn in lengterichting in één stuk uitgevoerd (10,80 m), om te voor- komen dat er geluidlekken zouden ontstaan. Bovendien kunnen ze op die manier funge- ren als wandligger, waardoor wapening in de funderingsbalken kan worden bespaard. De wanden zijn dermate lang dat de spanningen als gevolg van de stabiliteitslast beperkt zijn. De horizontale wapening, nodig voor onder meer gedrongenheid, ontkisten, handling en verankering wandschoenen (zie verderop), voldoet ruimschoots om ook de stabiliteitsbelastingen op de kunnen nemen. De wanden zijn tevens gecontroleerd op knik. De knikbelasting blijkt niet maat- gevend. Ook is gecontroleerd of de voegen ter plaatse van de overgang met de funde- ring ongewapend konden worden uitgevoerd. Dat was het geval; extra koppelingen met wandschoenen bleken voor de stabiliteit niet nodig. Dit komt de mogelijkheid om te demonteren ten goede. De kanaalplaten zijn over een afstand van 80 mm opgelegd op de wanden. Tussen de kanaalplaatvloeren resteert daardoor 90 mm voor een aanstortstrook (fig. 6). Door folie op het uiteinde van de kanaalplaat aan te brengen, ontstaat er een scheiding tussen de kanaalplaat en de aanstort, zodat demon- tage achteraf wordt vereenvoudigd. De koppelstaven tussen de vloervel- den zijn zo veel mogelijk in de kelkvoegen aangebracht en niet in een sleufsparing. Dit ook weer om demontage mogelijk te maken; koppelstaven in de kelkvoegen zijn eenvoudig te demonteren. De verticale koppeling tussen de wan- den wordt gerealiseerd met een wandschoen en draadeind (zie verderop). ING. PAUL VAN DEN KERKHOF Constructeur Geelen Beton Wanssum BV ING. JACK HEUGEN BetontechnoloogGeelen Beton Wanssum BV ING. ARJAN ALTENA Projectleider / Senior Constructeur Alferink van Schieveen RON SCHAMP BSC. Manager ModuFair Janssen de Jong Bouw auteurs CEMENT 8 2023 ?7 2 C D 1' 1 1 2' 2'3 4 5 6 7 8 9 E B A 6900690069006900 6900690069004410 10800 4160 6900 6900 10800 2 3D-model gebouw met bouwblok A en B?3 3D-model gebouw met bouwblok C en D) 4 Plattegrond tweede verdieping bouwblok A en B?5 Model stabiliteitswanden 2 3 4 5 PROJECTGEGEVENS project Hanzewijk Noord in Kampen opdrachtgever deltaWonenarchitect LKSVDD Architecten constructeur Alferink van Schieveen aannemer Janssen de Jong Bouw Oost B.V. leverancier prefab wanden Geelen Beton Wanssum leverancier kanaalplaatvloeren VBI 8? CEMENT 8 20 23 260 +2940 250 25080 90 80 125125 20 5 kanaalpl.vl. AL260 5mm oplegvilt speciebed of oplegvilt "Peiko"koppeling SUMO wandschoen dr aadei nd in buis vloer tpv koppeling sparen demu stekanker + 5940 + 8940 + 1194 0 folie koppelstaven in kelkvoeg trekband Eindwanden De prefab eindwanden zijn 180 mm dik. Deze maat volgt onder meer uit geluidseisen (be- perken geluidsoverdracht tussen boven elkaar gelegen woningen) en de benodigde oplegleng - te voor de kanaalplaten. De eindwanden zijn in tweeën gedeeld. Door de aanwezige raam - sparingen en de beperkte dikte zijn ze onvol - doende robuust om over de volle lengte, zon - der scheurvorming te ontkisten en te trans- porteren. De horizontale koppeling tussen de twee delen is gerealiseerd door middel van een montagekoppeling (spanslot, foto 7 en 10, fig. 8). Verticaal zijn de wanden grotendeels doorgestapeld op basis van het DoorStapel - Systeem (DSS) van VBI (fig. 9). Dit als alterna - tief voor het doorstapelen met een aanstort- strook. Alleen op de eerste verdieping van blok B is vanwege de vijf verdiepingen (en hogere krachten) een aanstortstrook voor- zien. Dat geldt ook voor de plekken waar aan de k anaalplaat een balkonplaat is bevestigd. Voor de verticale koppeling zijn net als bij de woningscheidende wanden een wand - schoen en draadeind aangebracht (fig. 9). Stabiliteitswanden De stabiliteitswanden zijn 180 mm dik. Deze stabiliteitswanden zijn doorgestapeld op de kanaalplaatvloeren en net als de overige wanden via een wandschoen en draadeind gekoppeld (fig. 11). Ter plaatse van de koppe- ling bevindt zich in de kanaalplaten een sparing die in het werk is aangestort. De horizontale wapening in deze wan- den functioneert als dwarskrachtwapening voor de horizontale stabiliteitslast. De verti- cale wapening functioneert als trek/druk- wapening voor het stabiliteitsmoment. Zowel de horizontale als de verticale stabiliteitsbe- lasting wordt via wandschoentjes naar de fundering geleid. Onder de stabiliteitswanden kan een trekkracht ontstaan. Daarom is de funderingspaal onder die wanden uitgevoerd als trekpaal. Uit de berekening van de krachtover- dracht (zie kader) volgt dat er extra wapening nodig is in het aansluitvlak tussen de wanden en de vloeren. Het draadeind dat door het aansluitvlak steekt, is daarop berekend. Wandschoenen Voor de verticale koppeling van de wanden zijn zoals gezegd wandschoenen toegepast (fig. 12), zowel aan de boven- als de onderzijde. Met één detail, met aan één zijde een regulier staafan - ker, bleek niet voldoende capaciteit mogelijk. De wandschoenen zijn met een draad- eind gekoppeld. Deze draadeinden worden aangebracht na plaatsing van de verdie- 6 Stapeling en koppeling woningscheidende wanden 7 Spanslot t.b.v. horizontale doorkoppeling eindwanden 8 Detail horizontale doorkoppeling wanden BEREKENING STABILITEITSWANDEN De berekening van de stabiliteitswanden is gebaseerd op artikel 6.2.5 uit Euro- code 2. Hiermee is bepaald hoeveel afschuiving kan worden overgedragen in het aansluitvlak tussen de wanden en de vloeren. De afschuifkracht is voor een deel gebaseerd op wrijving (afhan- kelijk van de normaalkracht) en voor een een deel op afschuifsterkte van het beton (formule globaal: afschuifweer- stand aansluitvlak = wrijvingsfactor × normaalkracht + betonaandeel) . Als er geen normaaldrukkracht aanwezig is, kan deze door de wapening die aan beide zijden van de voeg is verankerd, worden gecreëerd. Als het aansluitvlak wil afschuiven, moet het door de ruw- heid van het oppervlak iets omhoog komen en ontstaat er trek in de wape- ning loodrecht op de voeg. Deze wape- ning genereert een normaaldrukkracht in het aansluitvlak. Omdat bij prefab voegverbindingen het betonaandeel zeer moeilijk bepaalbaar is, is het betonaandeel op 0 gesteld. 6 7 8 CEMENT 8 2023 ?9 speciebed Hakron wandschoen Principe wandkoppeling eind.wanden 1e verd. blok B 55125 180 5mm oplegvilt draadei nd in buis 120 140 20 260 +2940 kanaalpl.vl. AL260 Hakron wandsch oen 180 180 5mm op legvilt speciebed of oplegvilt Principe wandkoppeling stab.wanden draadei nd in buis + 5940 + 8940 + 11940 kanaalpl.vl. AL260 260 +2940 20 Hakron wandschoen Hakron wandsch oen 9 Detail doorstapeling en koppeling eindwand (v.a. tweede verdieping) 10 Horizontale en verticale koppeling eindwanden 11 Detail stapeling en doorkoppeling stabiliteitswand?12 Wandschoen 9 10 11 12 10? CEMENT 8 20 23 ? ? pingsvloer. Ze worden doorgestoken vanaf bovenzijde, en aan onder- en bovenzijde aan- gedraaid met een dubbele moer op een volg - plaat. De wandschoenen bevinden zich exact boven elkaar. Voor de exacte positionering is er enige speling in de wandschoen en volgplaat. Voor de verankering van de wand - schoenen in de wanden is aanvullende wape- ning aangebracht. Verticaal zijn extra staven aangebracht over de volle hoogte van de wand (fig. 13). Voor de horizontale wapening is uit- gegaan van een omhullend wapeningsnet, dat voldoet aan zowel de voorgeschreven h.o.h.- afstand als diameter bij de verschillende ma - ten van de wandschoen (M24 en M30) (fig. 13). Trekbanden De gebouwen zijn deels ontworpen in gevolg - klasse CC2a (gebouw met vier lagen) en deels in gevolgklasse CC2b (gebouw met vier/vijf lagen). Voor de robuustheid zijn de in de NEN-EN 1991-1-7 bijlage A aanbevolen strate- gieën aangehouden. Ten behoeve van de uniformiteit en extra robuustheid is dat voor beide gebouwen gelijk gehouden. In de prefab wanden zijn de benodigde horizontale trekbanden aangebracht. Door- koppeling van deze trekband in de gedeelde eindwanden gaat via het eerder genoemde spanslot. In de woningscheidende wanden zijn geen delingen aangebracht, waardoor er geen spanslotdoorkoppeling nodig was. Wanneer door onvoorziene oorzaak een deel van de wand zou bezwijken of weg- vallen, is er in de bovengelegen wanden voldoende capaciteit en schrijfwerking aan- wezig om de belasting verticaal naar de bovengelegen wanden over te brengen. Daartoe zijn ook verticaal trekbanden opge- nomen in de woningscheidende en eind- wanden, ter plaatse van de wandschoenen (drie per wand). De verticale trekbanden mogen worden aangebracht op maximaal 5 m h.o.h. langs de wand en niet meer dan 2,5 m van een ongesteund uiteinde van de wand. Er is gerekend met een meewerkende breedte van de wand van 4,0 m per trekband. Balkons en galerijen De balkons en galerijen rondom het gebouw zijn uitgevoerd in prefab beton (C50/60) en demontabel aan de vloer opgehangen. De balkons hangen via een tui aan de bovenliggende vloer (fig. 14) en zijn via een dub - bel L-profiel aan het beton bevestigd (fig. 15). De galerijen zijn min of meer traditio- neel opgelegd op een staalconstructie van kokervormige kolommen en liggers, waarbij het ook weer mogelijk is de verbindingen te demonteren. 13 Principe wapening rond doorkoppeling MONTAGEVOLGORDE 1. Aanbrengen beganegrondvloer 2. Plaatsen betonwanden 3. Plaatsen HSB-w anden onder galerij 4. Aanbrengen staal galerij 5. Plaatsen vloeren 6. Leggen galerij 7. Af storten kelkvoegen verdiepings- vloer 8. Plaatsen o verige HSB-wanden (na de aanwezige betonwanden van de kopgevel i.v.m. boven - gelegen v erankering) Montage van de balkons is mogelijk na plaatsing van het totale casco. De verticale koppeling tussen de wanden wordt gerealiseerd met wandschoenen en een draadeind 13 CEMENT 8 2023 ?11 Circulariteit Om aan de ambities op het gebied van circu- lariteit en hergebruik te voldoen, zijn bij de pr oductie van de prefab-betonelementen zoveel mogelijk secundaire grondstoffen ver- werkt, zoals granulaten en fijne delen. Op deze manier worden significantie reducties op de uitstoot van CO? gerealiseerd. Voor het vervangingspercentage is onderscheid ge - maakt tussen de verschillende bouwdelen. In de galerijplaten en balkonplaten is geen granulaat toegepast. De reden is dat deze elementen zijn uitgevoerd in schoon - beton. H oewel in de huidige generatie be- tongranulaten de aanwezigheid van andere materialen (hout, staal, kunststof ) tot een minimum is beperkt, is een klein deel beton - vreemde materialen nog steeds toegestaan. Dat maakt het gebruik hiervan minder geschikt voor schoonwerk. In de fundering en de wanden is wel granulaat toegepast. Hierbij is verder gegaan dan het maximaal toegestane van 30%, om zo toch op een gemiddelde 30% uit te komen over het hele project. CROW-CUR Aanbeveling 127:2021 (CUR127 [2]) biedt de mogelijkheid hoger- aandeel-betongranulaat-fracties te verwer- ken in constructief beton zonder aangepaste rekenregels, mits maximaal 30,0 kg/m 3 water door het speciefieke fijn en gove betongranu - laat wordt geabsorbeerd. Proeven? De wanden zijn vervaardigd in een geïndustrialiseerde productie-omge- ving met zelfverdichtend beton (foto 16). Voorafgaand aan de toepassing is onder- zoek gedaan naar de mogelijkheden van toepassing van betongranulaat. Een belang - rijke pijler in dit onderzoek was de ver- werkbaarheid. Primair zand 0-4 mm en grind 4-16 mm zijn voor respectievelijk 25% en 50% (v/v) vervangen. Hiermee wordt vol - daan aan de voorwaarden van CUR-Aanbeve - ling 112:2014 (CUR112 [1]) voor wat betreft de grove fractie. Door het granulaat enkel toe te passen in elementen waar kruip en krimp geen invloed hebben, wordt eenvoudiger voldaan aan CUR127 en zijn er geen con- structieve consequenties voor het ontwerp. Ook de druksterkteontwikkeling is onderzocht. Van het gekozen mengsel (M212, tabel 1 ) is die weergegeven in figuur 17. De resultaten zijn vergeleken met het standaard mengsel w at normaliter gebruikt wordt voor dit soort elementen (M72). Zichtbaar is dat de mengsels gelijkwaardig presteren en dat het gebruik van granulaat geen afbreuk doet aan de kwaliteit van het beton. Voor de toepassing in dit project in de be- treffende hoeveelheden, is toetsing van de waterabsorptie niet noodzakelijk. Toch is die bepaald om te kijken of ontwikkeling naar hogere percentages dan 50% mogelijk is. Conform CUR112 moet dan rekening worden gehouden met gewijzigde eigen - schappen: De treksterkte moet worden vermenigvul- digd met factor k 1 = 1,0. De elasticiteitsmodulus E cm moet worden vermenigvuldigd met een factor k 2 = 0,9. CIRCULAR AWARD Mede dankzij de genoemde maatregelen op het gebied van demontabelheid en hergebruik granulaat, heeft het apparte- mentencomplex al voor de start van de bouw een prijs gewonnen: de Circular Award. De Circular Award is een initiatief van het Ministerie van VROM. De prijs wordt jaarlijks uitgereikt aan de meest impactvolle projecten en organisaties die laten zien wat een circulaire economie kan betekenen voor Nederland. 14 15 14 Model ophaning balkons aan tuidraad 15 Bevestiging balkons aan kanaalplaatvloeren Voor de robuustheid zijn de in de NEN-EN 1991-1-7 aanbevolen strategieën aangehouden 12? CEMENT 8 20 23 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 0 510 152025 30 N/mm 2 ouderdom dagen Sterkteontwikkeling M72 standaard M212 New Horizon De kruipcoëfficiënt moet worden verme- nigvuldigd met een factor k 4 = 1,4. De krimpverkorting moet worden verme- nigvuldigd met een factor k 5 =1,4. De gewijzigde waarden blijken uiteindelijk niet van invloed op het ontwerp van de wan- den en dus kunnen hogere percentages zon- der wijziging van concept worden toegepast. De waarden zijn wel van invloed op de vloerplaten, waarbij doorbuiging en dus kruip een rol speelt. De waterabsorptie in de wanden voldoet overigens aan CUR127. Dit betekent dat hogere percentages granulaat mogelijk zijn. Met de huidige kwaliteit is het bij de wande- lementen mogelijk om het aandeel grove fractie te verhogen naar 100% (bij gelijkblij- vende fijne fractie van 25%) of het aandeel fijne fractie te verhogen naar 60% (bij gelijk- blijvende grove fractie van 50%). De uitdaging voor leveranciers is het leveren van een constante kwaliteit betongranulaat met een zo laag mogelijke waterabsorptie. Dit is te realiseren door vooral selectief gebouwen te 'oogsten' en het verbeteren van de breek- en scheidingstechnieken. Naar het zich laat aanzien neemt de hoe- veelheid betongranulaat enorm toe door aanscherping van de regelgeving. Hierdoor heeft betongranulaat zeker het potentieel om primaire grondstoffen (grotendeels) te vervangen. Tot slot Tijdens het schrijven van dit artikel nadert de ruwbouw zijn eind. Nu al kan worden geconcludeerd dat het prefab-betonconcept ModuFair met succes is toegepast. Het laat zien dat door vroegtijdig in het ontwerp r ekening te houden met verschillende duur- zaamheidsaspecten, betaalbaar en duur- zaam bouwen hand in hand kunnen gaan. De balkons hangen via een tui aan de bovenliggende vloer 16 16 Het storten van een wandelement met zelfverdichtend beton met betongranulaat 17 Sterkteontwikkeling beton met granulaat LITERATUUR 1?CUR-Aanbeveling 112:2014 - Beton met betongranulaat als grof Toeslagmateriaal. 2?CROW-CUR Aanbeveling 127:2021 - Beton met betongranulaat als fijn en/of grof toeslagmateriaal. Tabel 1?Mengselsamenstelling mengsel M212 project Kampen sterkteklasse C45/55 milieuklasse XC1 dosering [kg/m³] volume [liters] zand 0-4 mm 595,0225,4 freesand 0-4 mm New Horizon 185,076,8 freegravel 4-22 mm New Horizon 415,0159,6 grind 2-8 mm 145,054,9 grind 8-16 mm 275,0104,2 CEM III/A 52,5N 360,0120,0 kalksteenmeel 225,083,3 superplastificeerder conc. 35% 2,802,6 water 163,0163,0 luchtgehalte 10,0 2366 1000 water-cementfactor 0,45 gem. 1-daagse druksterkte [N/mm²] 26,9 gem. 28-daagse druksterkte [N/mm²] 71,0 17 CEMENT 8 2023 ?13