Amsterdam UMC wil leidend blijven op het gebied van medische beeldtechnieken. Op de locatie aan de Zuidas van Amsterdam worden alle activiteiten die hiermee te maken hebben samengebracht binnen één nieuwe locatie, het Amsterdam UMC Imaging Center. In het gebouw worden medische beeldvorming voor zorg en bijbehorend onderzoek in een modern en vooral flexibel gebouw samengevoegd.
Flexibiliteit in
beeldvorming
Constructief ontwerp UMC Imaging Center
1 Het Amsterdam UMC Imaging Center (links tijdelijke ingang), foto: William Moore
1
6? CEMENT 4 2020
Het Imaging Center is een vijf
verdiepingen hoog gebouw en
beslaat ongeveer 17.000 m².
Het is
het eerste project rondom de zogenoemde
'zorgtuin' van Amsterdam UMC, locatie
VUmc. Het gebouw sluit aan de ene zijde aan
op het bestaande ziekenhuis, aan de andere
zijde op het nieuw te bouwen Research en
Diagnostiek Centrum, ook wel ADORE ge-
noemd (fig. 2). Tussen het Imaging Center
en het Research en Diagnostiek Centrum
wordt op een later moment een verbindend
atrium gerealiseerd. Op de plek van dit toe-
komstige atrium bevindt zich nu een tijdelij-
ke ingang (foto 1). Voor sommige medische behandelin -
gen en onderzoeken is radioactief materiaal
nodig. Het materiaal dat hier wordt ge-
bruikt, heeft een korte halfwaardetijd. Dit
geeft een logistieke uitdaging, omdat het
binnen een aantal uren na productie moet
worden toegepast. De productie van het
radioactieve materiaal moet daarom in de
nabijheid van de onderzoekslocatie plaats-
vinden. In het geval van het Imaging Center
gebeurt dit op een milieuvriendelijke en
veilige manier in de kelder onder het toe-
komstige atrium, waar vier cyclotrons
(deeltjesversnellers) in betonnen bunkers
zijn ondergebracht (fig. 3). Die kelder is goed
bereikbaar voor speciale busjes die het
radioactieve materiaal komen ophalen om vervolgens naar andere ziekenhuizen in
Nederland te vervoeren.
Ontwerpuitgangspunten:
flexibiliteit staat centraal
In het Imaging Center worden een groot
aantal verschillende beeldtechnieken toege-
past, waarvoor verschillende apparaten en
onderzoeksfaciliteiten worden gebruikt (zie
kader 'Beeldtechnieken').
De verschillende apparaten variëren in
gewicht van 3.000 tot 12.000 kg en vereisen
vaak ook afschermende wanden rondom.
Bij CT-scanners bijvoorbeeld zijn rondom
de onderzoeksruimte wanden geplaatst
waarin lood wordt opgenomen om de rönt-
genstraling tegen te houden. De ontwikkelingen in de apparatuur
gaan snel, regelmatig worden nieuwe versies
uitgebracht met betere specificaties en ver-
beteringen in de geproduceerde beelden.
Omdat het Amsterdam UMC koploper wil
blijven op dit gebied, worden regelmatig
nieuwe generatie apparaten gebruikt en
getest. Dit kan betekenen dat belastingen
toenemen en tevens dat kanalen, leidingen
en scheidingswanden moeten worden aan -
gepast. De grote aantallen beeldvormende
apparatuur en daarnaast de grote verschei -
denheid aan gebruikers, stelden hoge eisen
aan de flexibiliteit van het gebouw.
PROJECTGEGEVENS
project
Imaging Center opdrachtgever
Amsterdam UMC architect
Wiegerinck Architecten constructeur
Royal HaskoningDHV installatieadviseur
Royal HaskoningDHV aannemer
Combinatie
Ballast Nedam / ULC oplevering april 2019
Amsterdam UMC wil leidend blijven op het gebied van
medische beeldtechnieken. Op de locatie aan de Zuidas van Amsterdam worden alle activiteiten die hiermee te maken hebben samengebracht binnen één nieuwe locatie, het
Amsterdam UMC Imaging Center. In het gebouw worden
medische beeldvorming voor zorg en bijbehorend onderzoek in een modern en vooral flexibel gebouw samengevoegd.
CEMENT 4 2020 ?7
Onderzoeksruimtes en laboratoria moeten
eenvoudig uitwisselbaar zijn. Het gebouw
moet tevens snel kunnen worden aangepast
aan een nieuw type toestel. Het inbrengen of
vervangen van apparatuur moet mogelijk
zijn zonder overlast voor patiënt en perso-
neel. Kantoren hebben een minder hoog-
waardige omgeving nodig en worden daar- om vooral in het aanpalende ziekenhuis
gerealiseerd.
Naast de flexibiliteit, wilde Amsterdam
UMC ook de mogelijkheid hebben het ge-
bouw in de toekomst te vergroten. Het ge-
bouw moest daarom geschikt zijn om te
worden verhoogd met vijf extra verdiepin -
gen, waarmee de totale bouwhoogte op tien
2 Plattegrond
IR. EDDY HOLLA
Senior Raadgevend Ingenieur
Royal HaskoningDHV
IR. WALTER VAN ADRICHEM
Raadgevend Ingenieur Royal HaskoningDHV auteurs
We kregen de
stabiliteit er als
het ware gratis
bij 2
Bouwdelen Imaging Center:
1.
Hoofdgebouw
2. Atrium
3. Logistieke gang
4. Colonnade Aansluitende bouwdelen:
A. ADORE-gebouw.
B.
Bestaand Verpleeghuis Oost (F-vleugel)
C. Bestaand Verpleeghuis Midden
D. Bestaand Beddenhuis en logistieke tunnel
8? CEMENT 4 2020
verdiepingen komt. Allemaal overwegingen
om tot een flexibel, functioneel en duur-
zaam gebouw te komen.
Constructief ontwerp
Flexibiliteit stond centraal in de constructie-
ve opgave. Bij ieder onderwerp werd de
vraag gesteld hoe de flexibiliteit kon worden
gemaximaliseerd om het Imaging Center
de benodigde toekomstbestendigheid te
geven zonder alle constructies over te
dimensioneren.
Belastinganalyse? De belastingen van de ver-
schillende medische apparaten verschillen
sterk. Bovendien zijn deze bij een specifieke
toepassing ook sterk leveranciersafhankelijk.
Om tot een vloercapaciteit te komen die ener-
zijds de gewenste flexibiliteit biedt en ander-
zijds ook betaalbaar blijft, zijn er vroegtijdig in
het ontwerp gezamenlijk met de technische
dienst van Amsterdam UMC, locatie VUmc,
analyses gemaakt van de belastingen uit me-
dische apparatuur. Op basis hiervan is beslo-
ten om de vloeroppervlaktes die door zware
apparatuur worden belast een capaciteit te
geven van 900 kg/m². De overige vloeren heb-
ben een capaciteit van 500 kg/m².
Skelet? Het Imaging Center heeft een stra -
mien van 7,2 m x 7,2 m, met uitzondering van velden aan de gevel waar een stramien
van 7,2 m x 7,8 m is toegepast. Enerzijds
is deze stramienmaat groot genoeg voor de
diverse gebruiksfuncties, anderzijds vol
-
doende klein om vloerdiktes (en daarmee
ook kosten) acceptabel te houden. Het casco bestaat uit een in het werk
gestorte vloer met in het werk gestorte
kolommen (foto 5). Vanwege de gewenste
indelingsflexibiliteit was het toepassen van
dragende wanden ongewenst. Er zijn daar-
om alleen wanden rondom de liftschachten
toegepast. Schachten voor installaties worden
slechts afgeschermd door lichte scheidings-
wanden, waardoor wijzigingen in leidingver-
loop eenvoudig mogelijk zijn. De vloer is als vlakke vloer uitgevoerd,
zonder kolomkoppen en/of verzwaarde stro-
ken, om zo maximale flexibiliteit te bereiken.
Leidingen en scheidingswanden kunnen
hierdoor worden aangepast zonder dat dit
gevolgen heeft voor de constructie. Gezien de hoge belastingen zijn de
kolommen uitgevoerd in C55/67, zodat een
acceptabele afmeting van 600 x 600 mm²
mogelijk was. De vloeren zijn uitgevoerd in
sterkteklasse C35/45. Hierdoor bleef de hoe-
veelheid ponswapening acceptabel en hoef -
de de hoeveelheid kolomwapening niet te
worden verhoogd in verband met de door-
voer van de kolombelasting door de vloer.
BEELDTECHNIEKEN
Er zijn diverse technieken waarmee
het lichaam kan worden bekeken.
Iedereen is bekend met röntgen-
foto's waarbij door röntgenstraling
een beeld wordt verkregen van de
botten. Een CT-scanner maakt ook
gebruik van röntgenstraling, maar
maakt meerdere beelden achter
elkaar waardoor een driedimensio-
naal beeld wordt verkregen. Een
MRI-scanner werkt met een sterk
magnetisch veld, gecombineerd
met radiogolven waarmee de orga-
nen in het lichaam zichtbaar kun-
nen worden gemaakt. Bij gebruik
van een PET-scanner wordt
gebruikgemaakt van radioactieve
straling. Er wordt een kleine hoe-
veelheid radioactief suiker in het
bloed gespoten. Deze radioactieve
suiker concentreert zich op plekken
waar veel energie wordt gebruikt,
bijvoorbeeld daar waar kankercel-
len zitten. De PET-scanner regis-
treert de radioactieve gebieden. In
de speciale GMP (Good Manufactu-
ring Practice) laboratoria op de
derde verdieping van het Imaging
Center, Tracer Center Amsterdam
genoemd, worden ook medicijnen
met radioactiviteit gelabeld, waar-
door de medicijnen in het lichaam
met een PET-scanner kunnen wor-
den gevolgd. Dit maakt dat de
grootste internationale farmaceuti-
sche bedrijven naar het Imaging
Center komen om daar hun nieuw-
ste medicijnen te laten testen.
De nieuwste ontwikkelingen geven
een samenvoeging van apparatuur
te zien, de zogenoemde hybride
scanners. Zo is er nu de PET-CT-
scanner: een PET gecombineerd
met CT-scanner (foto 4). De
CT-scanner geeft een beeld van de
anatomie, terwijl de PET-scanner
het biologisch functioneren laat
zien. Daarnaast is er ook de PET-
MRI-scanner.
3 Draagconstructie met links de kelder met de cyclotronbunkers
3
cyclotronbunkers
CEMENT 4 2020 ?9
Het gebouw heeft een glazen gevel voorzien
van betonnen kaders (foto 6). De kaders
hebben een breedte van 3,6 m, en zijn als
sandwichelement in één keer gemonteerd
met het glas erin. Om de gevelelementen
goed te kunnen bevestigen en om de door-
buiging van de achterconstructie te verklei-
nen, is de hart-op-hart-afstand van de
kolommen in de gevel gehalveerd tot 3,6 m.
Stabiliteit? Diverse stabiliteitssystemen zijn
onderzocht alvorens tot de uiteindelijke op-
lossing te komen. Allereerst is een casco met
een dragende gevel beschouwd. Deze viel af,
omdat hiermee niet de gewenste transpa -
rantie in de gevel kon worden gerealiseerd.
Vervolgens is een oplossing met stabiliteits-
elementen (wanden, kernen, windverban -
den) onderzocht. Ook deze haalde het niet,
omdat dit de indeelbaarheid en flexibiliteit
van de plattegronden sterk verminderde.
Vervolgens is besloten de mogelijkheden
van een raamwerksysteem te onderzoeken.
Met een gebouwhoogte van 10 verdiepingen
(in het geval dat de uitbreiding zou worden gerealiseerd) is een raamwerk normaal
gesproken niet het eerste waaraan wordt
gedacht. Constructie-elementen worden te
groot, waardoor de constructieve bouwkos-
ten hoger worden. Echter uit studies bleek
dat in dit specifieke geval geen grotere af -
metingen nodig waren voor vloeren en ko-
lommen en dat het raamwerk niet duurder
was dan andere stabiliteitssystemen. De
relatief zware constructie, als gevolg van
de hoge vloerbelastingen, bleek zonder veel
extra's tevens in staat om de stabiliteit te
verzorgen. We kregen de stabiliteit er als
het ware gratis bij. Uiteindelijk is er wel één stabiliteits-
wand in het gebouw ondergebracht, name-
lijk de achterwand van de liften. Door de
tweelaagse colonnade (zuilengang), die de
verschillende gebouwen rondom de hele
zorgtuin onderling verbindt, is het raam -
werksysteem aan de achterzijde zwakker.
De wand verzorgt hier lokaal het gemis.
Bunkerontwerp? De cyclotrons zijn onderge-
bracht in bunkers onder het atrium tussen
4 PET-CT-scanner, foto: Hanne van der Woude 5 Imaging Center in aanbouw
6 Glasgevel voorzien van betonnen omkadering
De tussen
wanden tussen
de bunkers zijn
niet constructief
uitgevoerd,
zodat ze in de
toekomst
eenvoudig
kunnen worden
gesloopt
4
6
5
10? CEMENT 4 2020
het Imaging Center en het Research en
Diagnostiek Centrum. De bunkers zijn voor-
zien van uitneembare betonplaten in het dak
(totale dikte 2,2 m), zodat cyclotrons in- en
uitgehuisd kunnen worden. De mogelijkheid
tot in- en uithuizen was de voornaamste
reden om de bunkers op deze locatie te
positioneren. Indien de bunkers zich in een
kelder zouden bevinden met verdiepingen
erboven, dan zou het veel complexer zijn om
cyclotrons in en uit de bunkers te krijgen.In de kelder is ruimte voor vier cyclot-
rons, elk in een eigen bunker opgesteld. Drie
van de vier bunkers liggen op een rij (fig. 7).
Om in de toekomst cyclotrons te kunnen
plaatsen die om een grotere bunker vragen,
zijn de tussenwanden niet constructief uit-
gevoerd, zodat deze eenvoudig kunnen wor-
den gesloopt. Voor de toegangen tot de cyclotrons
zijn er twee verschillende oplossingen toege-
past. De grootste bunker is voorzien van een
labyrintvormige entree, waardoor voorko-
men wordt dat radioactieve straling (met
name neutronen) de bunker verlaat. Bij de
drie bunkers op rij was er onvoldoende
ruimte voor een dergelijke oplossing. Hier
zijn zogenoemde plugdeuren toegepast met
een dikte van 2 m (foto 8). Dit zijn stalen
frames, zowel de deur zelf als het kozijn, die
in het werk worden volgestort met beton,
zodat de deuren eenzelfde stralingswering
hebben als de aansluitende wanden.
Constructieve uitwerking
Omdat het vervormingsgedrag van het Ima -
ging Center en het Research en Diagnostiek
Centrum heel anders is dan het gedrag van
het tussengelegen atrium (beide gebouwen
zullen door de hogere belasting veel meer
zakken), is het atrium met de onderliggende
kelder gedilateerd van beide gebouwen. Ge-
zien de kostbare apparatuur die er in de
kelder staat opgesteld, is er veel aandacht
besteed aan deze dilataties, zowel tijdens
ontwerp als uitvoering. De dilataties zijn
ontworpen met een dubbel dilatatieprofiel,
die elk van beide de vervorming en water-
druk aan kunnen. Mocht één van beide
falen, dan is altijd de andere nog in tact.
Om er zeker van te zijn dat de aansluitingen
correct werden uitgevoerd, heeft Royal
7 Kelder cyclotronbunkers
8 Stalen bunkerdeuren gemonteerd op het werk
9 Veld met RVS bovenwapening
7
8
9
CEMENT 4 2020 ?11
HaskoningDHV samen met het dagelijks
toezicht voorafgaand aan de stort alle dila -
tatieprofielen en wapening in het werk
gecontroleerd.
RVS wapening? In de nabijheid van MRI's
moeten staalhoeveelheden worden beperkt,
omdat deze een negatieve invloed hebben
op het verkregen beeld. Dit betekent dat er
eisen zijn gesteld aan de maximale wape-
ningshoeveelheden in de vloer. Bovendien
verschilden deze eisen sterk per leverancier.
Om er zeker van te zijn dat het Imaging Cen -
ter geschikt is voor apparatuur van verschil -
lende fabrikanten, zijn in het ontwerptraject
gesprekken gevoerd met diverse leveran -
ciers. Op basis hiervan is besloten om op en -
kele locaties de bovenwapening uit te voeren
in niet-magnetische RVS wapening (foto 9).
Op deze manier waren de staalhoeveelheden
voor alle leveranciers voldoende laag om
geen verstoringen van de MRI's te krijgen.
Ponswapening? Gezien de hoge vloerbelas-
tingen en het niet toepassen van kolomkop-
pen, moest de vloer ter plaatse van de kolom
worden voorzien van ponswapening. Met
het oog op een eenvoudige uitvoering is er-
voor gekozen om deuvelstrips toe te passen
in plaats van beugelwapening.
Uitvoering bunkers? Om uitstraling aan de
omgeving tijdens producties te voorkomen,
zijn de cyclotrons geplaatst in betonnen
bunkers met een wanddikte tot maximaal
1,6 m. In relatie tot de straling was het van
belang de scheurvorming te minimaliseren. Door middel van het beheersen van het
bindmiddelgehalte en type van bindmidde-
len is de maximaal te bereiken temperatuur
als gevolg van hydratatie zoveel mogelijk be-
perkt. Het gekozen mengsel bezit een zo laag
mogelijk bindmiddelgehalte (280 kg/m³), zo-
danig dat het beton nog verwerkbaar is bij
relatief lage watercement-factor, nodig voor
de hoge sterkte. Voor het betonmengsel is
gekozen voor een optimale dosering van
cement, hoogovenslak en vliegas.
Als gevolg van hydratatie zal een dik -
wandig element in de kern meer opwarmen
dan aan de buitenschil. In het geval van dik -
wandige elementen is het mogelijk dat door
een inwendig temperatuurverschil het ele-
ment ongecontroleerd scheurt. Dit is voor-
komen door de bekisting pas te verwijderen
nadat het verschil tussen de maximale tem -
peratuur in de kern van de constructie en
buitentemperatuur niet groter was dan 20
0C.
Daarnaast is er door de aannemer
voor gekozen 'stortkokers' in het beton in te
storten die als stortonderbrekingen funge-
ren (fig. 10). Hiermee wordt, op deze locatie,
een scheurinleider gecreëerd. Tijdens het
afkoelen van de wandsectie kan de wand vrij
vervormen bij de koker (zwakste doorsne-
de). Hier ontstaat dan mogelijk een scheur
in de schil van de wand. De stortonderbre-
king bestaat uit ruitvormige koker(s), groot
400 x 400 mm² of 200 x 200 mm², opge-
bouwd uit een wapeningskorf omhuld met
stremgaas die, nadat het beton is afgekoeld
en de grootste verharding heeft plaatsgevon -
den, worden afgevuld met beton. Eventuele
scheurvorming kon vervolgens worden ge-
injecteerd.
Top van de wereld
Met de realisatie van het Amsterdam UMC
Imaging Center is er handen en voeten gege-
ven aan de ambitie om tot de top van de we-
reld te behoren op het gebied van medische
beeldvormende technieken. Aan deze mijl -
paal is een lange en intensieve samenwer-
king voorafgegaan tussen opdrachtgever, ge-
bruikers, ontwerpers en bouwers. Dit alles
met het doel om patiënten in de toekomst
sneller en gerichter te kunnen behandelen.
Het Imaging Center is april 2019 opgeleverd
en is op 31 oktober 2019 officieel geopend. In de 1,6 m dikke
wanden van de
kokers zijn stort
kokers ingestort,
waarmee een
scheurinleider is
gecreëerd
koker 400x400 koker 200x200
(boven deursparing)
10 Doorsnede een van de bunkers met stortkokers zichtbaar
10
12? CEMENT 4 2020
Reacties