Verduurzaming tunnelgietbouw
Beperkte aanpassing, grote impact
1 Havenkwartier Rotterdam, foto: Zonneveld ingenieurs
1
44? CEMENT 8 20 23
In de tweede helft van de vorige
eeuw ontstond een enorme vraag
naar woningen in Nederland, als
gevolg van de wederopbouw na de
Tweede Wereldoorlog.
Deze vraag
diende richting de jaren 70 als aanjager voor
de ontwikkeling van bouwmethodieken
waarmee snel en goedkoop woningen kon-
den worden gerealiseerd: de prefab casco-
bouw en de tunnelgietbouw [1]. Het is nog
steeds een veel toegepaste bouwmethode
om snel en tegen lage kosten een hoge pro-
ductie van woningen en woongebouwen te
realiseren (foto 1).
Warme en koude gietbouw
Om de kosten laag te houden wordt bij tunnel -
gietbouw gestreefd naar een hoge mate van
repetitie en een korte uitvoeringscyclus: in
8 uur tunnelkist opbouwen en beton storten,
vervolgens 16 uur uitharden. Deze korte uit-
voeringscyclus werd in eerste instantie gere-
aliseerd met warme gietbouw, een methode
waarbij de tunnel gedurende de uithardings-
fase wordt verwarmd met gasbranders, en
de tunnel en constructie worden geïsoleerd
(foto 2). Bij dit extern verwarmen kan bij-
voorbeeld een betonmengsel met hoogoven-
cement worden toegepast (CEM III), wat de
milieu-impact van het mengsel aanzienlijk
beperkt ten opzichte van mengsels met
portlandcement [2]. Warme gietbouw wordt tegenwoordig
niet veel meer toegepast, omdat opslag van
gastanks in verband met de (bouwplaats)
veiligheid vaak wordt beperkt of zelfs hele-
maal verboden [2]. Als gevolg hiervan is tegenwoordig koude tunnelgietbouw de meest
gangbare methode. Hierbij wordt een beton-
mengsel toegepast met een hoge initiële
uithardingssnelheid, waarvoor vaak een
aanzienlijk aandeel portlandcement (CEM I)
benodigd is.
Door het slechtere milieuprofiel van
CEM I ten opzichte van CEM III, staat de
toepassing van koude gietbouw haaks op de
duurzaamheidsambities waaraan de bouw-
sector zich heeft gecommitteerd.
Betonakkoord en roadmap CO?
Klimaat en duurzaamheid zijn de afgelopen
jaren belangrijke thema's geworden, maat-
schappijbreed en daarmee ook voor de bouw -
sector. Eind 2015 werd de Conference of
Parties (CoP) van Parijs gehouden, waaruit
het Klimaatakkoord van Parijs voortkwam.
Dit klimaatakkoord is in 2020 in werking
getreden. Belangrijkste uitkomst van het
akkoord is het beperken van de mondiale
temperatuurstijging met 1,5 °C (ambitieni-
veau) tot 2 °C (maximaal). Om dit te berei-
ken, heeft de Nederlandse politiek zich tot
doel gesteld in 2030 de uitstoot van broei-
kasgassen met bijna de helft (49%) te redu-
ceren ten opzichte van 1990, en een uitein-
delijke reductie van 90% of meer te realiseren
in 2050. Vanwege het aanzienlijke aandeel in
die uitstoot van de bouwsector in het alge-
meen en specifiek van de betonsector, is in
2016 het initiatief voor het Betonakkoord
opgestart door het toenmalige ministerie
van Infrastructuur & Milieu en MVO Neder-
land. Dit akkoord is in 2018 door een brede
IR. MARCO
SCHUURMAN RC
Constructeur / Projectleider
Zonneveld ingenieurs
Docent Civiele Techniek TU Delft
IR. ARNOLD
ROBBEMONT RO
Raadgevend Ingenieur / Directeur
Zonneveld ingenieurs auteurs
Met tunnelgietbouw kunnen snel en tegen lage kosten woningen worden gerealiseerd.
Het is dan ook een veel toegepaste bouwmethodiek. Er valt potentieel veel terrein te
winnen ten aanzien van milieu-impact door de betonsector.
CEMENT 8 2023 ?45
vertegenwoordiging van private en publieke
partijen in de sector ondertekend. De doel-
stellingen ten aanzien van CO?-reductie:
minimaal 30% reductie in 2030 (ambitie 49%),
100% reductie in 2050.Daarnaast is er ook wetgeving waar de
bouwsector rekening mee moet houden.
Voor woningbouw geldt sinds 2021 dat de
MilieuPrestatie Gebouwen (MPG) maximaal
0,8 (?/m²/jaar) mag bedragen, een eis die in
2030 verder zal worden aangescherpt naar
0,5. Bij een aandeel van de hoofddraagcon-
2 Imagine Rotterdam, foto: Zonneveld ingenieurs
3 Vergelijk CO?-uitstoot warme versus koude gietbouw (mengseltype afhankelijk van bouwwijze en klimatologische omstandigheden)
De invloed van
ontkistings-
sterkte en
uithardingsduur
is significant
MILIEU-IMPACT WARME
VERSUS KOUDE GIETBOUW
In Stufib-rapport 21/Stutech-
r
apport 29 [4] uit 2012 is uitge-
zocht wat de verschillen zijn van
warme versus koude tunnelgiet-
bouw ten aanzien van de carbon
footprint, één van de leidende
parameters in een MPG-bereke-
ning voor betonconstructies.
Daarbij is geconcludeerd dat
koude gietbouw een factor 2,15
tot bijna 3 keer meer uitstoot
van CO? veroorzaakt dan warme
gietbouw (fig. 3).
2
3
structie van 25-60% [3] op de totale MPG,
wordt het belang van verduurzaming voor
de betonsector de komende jaren daardoor
alleen maar groter.
Milieu-impact
Onderzoeken of en hoe tunnelgietbouw kan
worden verduurzaamd, is niet helemaal
nieuw. In 2012 en aansluitend in 2015 zijn
diverse Stufib- en Stutech-studiecellen met
verduurzaming van (onder andere) tunnel-
gietbouw bezig geweest [4, 5]. In dit onder-
46? CEMENT 8 20 23
zoek is onder andere gekeken naar de invloed
van de volgende parameters:
warme versus koude gietbouw;
ontkisten bij 10 MPa versus 14 MPa (mini-
male eis volgens de norm);
ontkisten na 16 uur versus na 40 uur ver-
harden (cyclus van één dag versus cyclus
van twee dagen).
Hieruit blijkt dat koude gietbouw een hogere
CO?-uitstoot heeft dan warme gietbouw (zie
kader 'Milieu-impact warme versus koude
gietbouw'). Ook de invloed van ontkistings-
sterkte en uithardingsduur bleek significant:
tot 50% minder CO? uitstoot en tot 40% ver-
laging van de MKI (MilieuKosten Indicator,
in ?/m²). Het bleef hierbij echter beperkt tot een
theoretische exercitie; praktisch werden in
genoemde rapporten nog geen handvatten
gegeven hoe met name de lagere ontkistings-
sterkte kan worden gerealiseerd. Dit is waar
Zonneveld ingenieurs het afgelopen jaar mee
aan de slag is gegaan. In dit artikel worden
verschillende mogelijkheden aan de hand
van deelonderzoeken en een casestudie
behandeld.
4 Ontwikkeling druksterkte verschillende mengels bij wcf = 0,5
Ontwikkeling betonsterkte
Om de mogelijkheden van verschillende
betonmengsels bij koude gietbouw en de
invloed daarvan op het milieuprofiel beter
inzichtelijk te krijgen, is eerst de uithar-
dingstijd van verschillende betonmengsels
vlak na storten met elkaar vergeleken. Hier-
toe is gebruikgemaakt van de rekenregels
van de Betonhuis Betonpocket (2016/2020)
[6, 7] (zie kader 'Berekening kubusdruk-
sterkte'). De verharding van de volgende
mengsels is met elkaar vergeleken: CEM I
42,5 N en CEM I 52,5 N (portlandcement)
versus CEM III/A 52,5N en CEM III/B 42,5N
(hoogovencement met een aanzienlijk lagere
milieu-impact) (fig. 4). Op basis van deze grafieken kan wor-
den geconcludeerd dat CEM III/B-mengsels
? zonder verwarmen ? niet zullen resulte-
ren in een uitvoeringscyclus van een dag,
aangezien het doorgaans te lang duurt voor-
dat dergelijke mengsels beginnen te verhar-
den. De sterkte begint zich immers na meer
dan een dag te ontwikkelen. Een betonmengsel gebaseerd op
CEM III/A daarentegen lijkt wel tot de
mogelijk
heden te behor
en. Door het
4
CEMENT 8 2023 ?47
grotere aandeel portlandcement zal de ver-
harding eerder starten en wordt na crica
16 uur al een kubusdruktsterkte van circa
2,5 MPa gerealiseerd.Deze sterkte is nog altijd een stuk lager
dan die van CEM I 52,5N, die na 16 uur al
voor een druksterkte van 10 MPa of meer
zorgt. Er moeten dus aanvullende maatrege-
len worden getroffen om sterkte en optre-
dende spanningen op elkaar uit te lijnen.
Aan de hand van een casestudie is gekeken
of en hoe de spanningen in de constructie
voldoende laag gehouden kunnen worden
(daarover verderop meer).
In tabel 1 en 2 is een globale vergelijking ge -
maakt tussen de MKI's van betonmengsels op
basis
van CEM I 52,5 N en CEM III/A 52,5 N.
Aan de hand hiervan kan worden
geconcludeerd dat het toepassen van CEM
III/A 52,5 N in plaats van CEM I 52,5 N kan
resulteren in een reductie van bijna 50% op
de uitstoot van broeikasgassen (GWP) en
25% op de milieukostenindicator (MKI). Het
loont daarom om te zoeken naar opties in het
tunnelproces om deze keuze in het beton-
mengsel mogelijk te maken.
Tunnelkist
Om optredende spanningen en ontwikkelde
druksterkte van het beton met elkaar in
overeenstemming te brengen, is gekeken
hoe de inzet van tunnelkisten kan worden
aangepast, zodat bij een lagere sterkte kan
worden ontkist. Bij tunnelgietbouw worden gestandaardi-
seerde systemen toegepast voor de bekis-
ting. Meest gebruikt zijn de hele tunnels,
waarmee een hele beuk in één keer kan
worden gestort (foto 5). Naast deze hele tun-
nelelementen zijn er ook halve tunnelelemen
-
ten beschikbaar. Deze elementen kunnen
worden gecombineerd met een stempelrij in
het midden van de beuk (fig. 6). Het gebruik
van deze stempelrij in het midden kan wor-
den ingezet om de spanningen in met name
de jonge betonvloer te beperken tot onder
een acceptabel niveau. Om de mogelijkheden van een milieu-
vriendelijker betonmengsel bij gebruik van
een tussensteunpunt te onderzoeken, is een
analyse uitgevoerd van de invloed van een
tussenstempel op de optredende spanningen
in het beton. Hiertoe is bij twee verschillende beuk-
maten (5,4 m en 7,2 m) gekeken naar de
spanningen in het beton tijdens de bouwfa-
se, zowel zonder als met tussensteunpunt.
Hierbij zijn de volgende (gelijke) randvoor-
waarden aangenomen voor de verschillende
varianten:
vloerdikte d = 280 mm (een veel toegepaste
dikte, ook vanwege isolatie van geluid/trillin-
gen);
een veranderlijke belasting van 1,0 kN/m²
in de uitvoeringsfase;
buigend moment bepaald bij een enkele,
scharnierend opgelegde veldoverspanning
(om de steunpuntscapaciteit in de vroege
fase niet te overschatten);
BEREKENING
KUBUSDRUKSTERKTE
f
cm,cube(n) = a ? Nn + b/wcf ? c
v
olgens Betonpocket 4.8.2
met:
f
cm,cube(n) = gemiddelde kubusdruk-
sterkte na n dagen verharding;
N
n = normsterkte van het gebruikte
cement na n dagen
wcf = water-cementfactor = 0,5
(
aanname, aandachtspunt is de
verwerkbaarheid)
a/b/c
v
olgens tabel Betonpocket:
cement a b c CEM I en
CEM II/B-V 0,85
3362
CEM III/A 0,82545
CEM III/B 0,7518 30
fck,cube = f cm,cube ? 8 MPa
(
aanname, gebaseerd op NEN-EN
1992-1-1)
f
ck = f ck,cube ? 0,8 à 0,85 (afhankelijk
v
an de betonsterkteklasse)
Tabel 1?Onderzochte mensgelssamenstellingen
[kg/m³] CEMI
[kgCO?/kg] CEMIII/A
[kgCO?/kg] CEMIII/B
[kgCO?/kg]
cement
zand
grind
water 300
780
1170 150 0,86
0,004
0,004 0 258
3,12
4,68 0 0,47
0,004
0,004 0 141
3,12
4,68 0 0,272
0,004
0,004 0 81,6
3,12
4,68 0 +
2400 266
0,111 149
0,062 89
0,037 kgCO?e/m³
kgCO?e/kg
Tabel 2?MKI van mengels tabel 1
[kg/m³] CEMI
[?/kg] CEMIII/A
[?/kg] CEMIII/B
[?/kg]
cement
zand
grind
water 300
780
1170 150 ?
?
?
0,060
0,001
0,001
0 ?
?
?
18,12
0,55
0,59 0?
?
?
0,0\f\f
0,001
0,001
0 ?
?
?
13,08
0,55
0,59 0?
?
?
0,026
0,001
0,001
0 ?
?
?
7,77
0,55
0,59
0 +
2\f00 ?
? 19,25
0,0080 ?
? 1\f,21
0,0059 ?
? 8,90
0,0037 /m ³
/kg
48? CEMENT 8 20
23
5
6
Bij toepassing
van een tussen-
steunpunt is
de benodigde
karakteristieke
cilinderdruk -
sterkte circa
0,7 a 1,2 MPa
5 Imagine Rotterdam. foto: Zonneveld ingenieurs
6 Gebruik halve tunnels, waarbij de middenstempels langer blijven staan
uitgaand van een elastische verdeling van
de spanningen in de betondoorsnede (geen
kruip of scheurvorming);
invloed van de wapening op de spanningen
in de doorsnede wordt verwaarloosd.
Dit resulteert in de spanningen in de door-
snede zoals weergegeven in tabel 3, ofwel
een minimaal benodigde karakteristieke
cilinderdruksterkte van 0,7 en 1,2 MPa, voor
respectievelijk een beukmaat van 5,4 m en 7,2 m. Dit betekent dat een gemiddelde
kubusdruksterkte bij ontkisten nodig is van
circa 11 à 12 MPa. (van karakteristiek naar
gemiddeld = +8 MPa; van cilinder naar kubus
= delen door 0,80 à 0,85) Dit is aanzienlijk
minder dan de minimale gemiddelde kubus-
druksterkte van 14 MPa zoals voorgeschre-
ven in NEN 8670:2021, en kan binnen 16 uur
worden bereikt zoals te zien in figuur 4, óók
met bijvoorbeeld een mengsel op basis van
CEM III/A in plaats van CEM I.
CEMENT 8 2023 ?49
Hiermee behoort toepassing van een beton-
mengsel met hoogovencement en daarmee
een lagere milieu-impact tot de realistische
verduurzamingsopties van koude tunnel-
gietbouw.
Overigens is de stap van karakteristiek naar
gemiddeld gebaseerd op de relatie in de
Eurocode voor deze parameters. Of deze stap
ook opgaat voor jong beton is de vraag [7].
Deze methodiek dient daarom bij uitvoering
gevalideerd te worden, bijvoorbeeld met
rijpheidsmetingen.
Aanvullende opties milieuwinst
Uiteraard speelt niet alleen het tunnelsys-
teem (al dan niet met tussensteun) een rol
bij de krachtswerking in de jonge beton-
vloer, ook de breedte van de standaard beuk
speelt een rol. Door bijvoorbeeld overspan-
ningen te verkleinen, wordt de milieu-im-
pact van de constructie verkleind. De (con-
structief benodigde) dikte van de vloer kan
worden gereduceerd en er is minder wape-
ning nodig. Daarentegen zijn ? bij eenzelfde
totale breedte van het gebouw ? meer wan-
den nodig, wat weer een negatieve impact
heeft op de milieuprestatie van de draag-
constructie.Verder speelt de hoeveelheid wapening
in de wanden uiteraard een rol. Het is vrij ge-
bruikelijk om wanden praktisch te wapenen
met dubbele wapeningsnetten. Maar wat nu
als hier niet meer wapening in de wanden
wordt gestopt dan strikt noodzakelijk (twee-
de draagweg / robuustheid), en ze dus verder
als praktisch ongewapend worden uitgevoerd? Om gevoel te krijgen bij voorgenoemde
parameters op de totale milieu-impact van
een tunnelcasco, zijn een aantal varianten
beschouwd. Hierbij is uitgegaan van vier verschillende beukmaten, oplopend van
3,6 m tot 9,0 m, bij een vaste totale breedte
van het gebouw (dit betekent minder wanden
bij een grotere beukmaat). Voor de benodig-
de vloerdikte en wapening is uitgegaan van
wat bij deze beukmaat constructief nodig is
(bouwfysische eisen buiten beschouwing
gelaten). De wanddikte bedraagt in alle ge-
vallen 250 mm.
Van de verschillende varianten is de GWP
(Global Warming Potential, zie kader 'Maten
voor duurzaamheid') en de MKI bepaald. Als
eerste is hierbij uitgegaan van de minimaal
benodigde wapening voor de vloeren, bij wan
-
den met 80 kg/m³ wapening. In de tweede
stap is de wapening in de wanden beperkt
tot wat er minimaal nodig is. Tot slot is voor
het betonmensgel CEM III/A toegepast in
plaats van CEM I. De uitkomsten staan in de
grafieken in figuur 7, 8 en 9. In deze grafieken is te zien dat het
beton een grotere bijdrage aan de milieu-
impact van de draagconstructie heeft dan de
wapening. De optimale beukmaat ? vanuit
het perspectief van de milieubelasting ? lijkt
zich tussen de 5,4 m en 7,2 m te bevinden,
een mogelijke relatie met het omslagpunt
waarbij stijfheid maatgevend wordt ten op-
zichte van de sterkte. Desalniettemin resul-
teert de optimalisatie van de wandwapening
nog steeds in een significante verbetering
van de milieuprestatie. Om dit te duiden, zijn
de gecombineerde milieuprestaties van de
optimalisaties naast elkaar gezet in figuur 10
(zonder onderscheid naar beton- of staal-
aandeel). Geconcludeerd kan worden dat:
een optimalisatie van het betonmengsel
kan resulteren in:
- 35-40% reductie van de GWP;
- 25-30% reductie van de MKI/MPG;
MATEN VOOR
DUURZAAMHEID
MKI - Milieukostenindicator:
waarde waarmee alle milieu-
effecten van een materiaal
worden uitgedrukt in één getal,
in euro's. Deze milieueffecten
worden bepaald met een LCA.
GWP - Global Warming Potential:
een aanduiding voor de moge-
lijke klimaatimpact van een
broeikasgas. Klimaatimpact is
een van de milieueffecten in de
MKI/LCA.
MPG - Milieuprestatie Gebouw:
het totaal van de milieueffecten
van alle materialen in een
gebouw (MKI's) per m² bruto
vloeroppervlakte, per jaar
beoogde levensduur.
Al met al biedt
tunnelgietbouw
grote kansen
voor verduur-
zaming van de
Nederlandse
betonbouw Tabel 3?Spanningen in de doorsnede bij verschillende varianten
variant L beuk tussenstempels
bouwfase optredend
moment (1)
(M Ed) optredende
spanning (? el;d) optredende
spanning (2)
(? el;k) benodigde
betonsterkte (f ck,min )
[m] [-] [kNm/m¹] [MPa] [MPa] [MPa]
1A 5,4 nee 26,42,01,82,7
1B 5,4 ja6,60,5 0,4 0,7
2A 7, 2 nee 46,93,63,24,8
2B 7, 2 ja11,70,90,8 1,2
(1) moment bepaald op basis van M = 1/10 · q · l²(2) ten behoeve van beoordeling risico op scheurvorming in de bouwfase
50? CEMENT 8 20 23
een optimalisatie van de wandwapening
kan resulteren in:
- 5-15% reductie van de GWP;
- idem voor de MKI/MPG.
Een en ander is afhankelijk van de beukmaat
van de tunnel.
Bovenstaande bevindingen worden in de vol -
gende paragraaf verwerkt in een casestudie. Uiteraard zijn er nog andere (betontechno-
logische) aspecten die invloed hebben op
de uithardingsnelheid van beton. Denk bij-
voorbeeld aan de water-cementfactor (wcf )
en de omgevingstemperatuur. Ook hiermee
kan dus de samenstelling van het beton-
mengsel worden geoptimaliseerd. In deze
studie zijn deze parameters echter niet
meegenomen.
8a
9b 9a
7b
8b
7 GWP (a) en MKI (b) bij verschillende vloeroverspanningen en vloerdikten (wanden d = 250 mm, A s = 80 kg/m³)
8 GWP (a) en MKI (b) bij ongewapende wanden (wanden d = 250, alleen verticale trekbandwapening)
9 GWP (a) en MKI (b) bij betonmengsel met CEM III i.p.v. CEM I
7a
CEMENT 8 2023 ?51
Casestudie
Om de invloed van de voorgaande factoren
binnen een complete draagconstructie inclu-
sief bijvoorbeeld de fundering te onderzoe-
ken, is een casestudie opgezet aan de hand
van een project van Zonneveld ingenieurs dat
zich nog in de ontwerpfase bevindt (fig. 11). Bij Zonneveld is een tool ontwikkeld
voor het berekenen van de milieu-impact van
een draagstructuur (fig. 12). Deze rekent ener-
zijds de uitstoot van broeikasgassen uit (GWP,
Global Warming Potential) en toetst deze met
behulp van de zogeheten SCO?RS-methodiek
(Structural Carbon Rating Scheme, met label
A++ t/m G) van het Institute for Structural
Engineers [6]. Dit is een goede maatstaf voor
de milieu-impact van de draagconstructie op
de korte termijn (constructiefase). Anderzijds worden de MKI en het MPG
(MilieuPrestatie Gebouwen) aandeel van de
constructie door de tool berekend, waarmee
de milieu-impact over meerdere impactcate-
gorieën (denk naast broeikasgas bijvoorbeeld
aan verzuring, vermesting, toxiciteit, aan
-
tasting van de ozonlaag en uitputting van
grondstoffen) en gedurende de hele levens-
cyclus kan worden beoordeeld.
Bij gebruikelijke kengetallen voor koude
tunnelgietbouw resulteert dit in de volgende
(indicatieve) milieu-impact voor de draag-
constructie van dit gebouw:
GWP = 213 kg CO?e/m² (label C - SCO?RS
methodiek) en
MPG = 0,23 (constructie) / 0,77 (totaal,
geëxtrapoleerd).
10 GWP (a) en MKI (b) bij gecombineerde optimalisaties 11 Impressie woongebouw casestudie
10a
11
10b
52? CEMENT 8 20 23
Power BI Desktop
Overzicht verdiepingenlvl_ID Niveau? Opp kgCO2e/m2 MKI (?/m2) MPG (constr) ?/m2 100 begane grond 1261 148 13,42 0,18? 342 2301 eerste verdieping 1261 193 16,23 0,22? 240 002 tweede verdieping 1261 201 17,01 0,23? 249 203 derde verdieping 1261 200 16,99 0,23? 248 304 vierde verdieping 1261 185 15,67 0,21? 227 405 vijfde verdieping 1261 144 12,81 0,17? 199 506 zesde verdieping 722 127 11,20 0,15? 233 607 zevende verdieping 722 119 10,96 0,15? 232 708 achtste verdieping 722 119 10,96 0,15? 232 809 negende verdieping 722 119 10,96 0,15? 232 24-1 kelder 1283 279 26,12 0,35? 495 910 tiende verdieping 722 119 10,96 0,15? 232 1011 elfde verdieping 722 119 10,96 0,15? 232 f Totaal 21698 160 14,32 0,19? 280
Volume/materiaal
14 (0,1%)1932 (18,5%)
8508 (81,4%) NLRS_h2_staal_gen_Zi
NLRS_f2_beton ?
NLRS_f2_beton ihwg_g?
kgCO2e totaal/materiaal
0 0?
0 1/56BKBVWDDOBJHQB=L
1/56BIBEHW?
1/56BIBEHWRQLKZJBJHQB=L
kgCO2e totaal/verd
3HLO . GULH?.
.
.
?????
???
???
???
W???
HO???
NHOGHU.
.
]HV?.
.
?? ??
.
.
.
. HHQHQWZLQWLJVW?
QHJHQWLH?
]HYHQWL?
QHJHQGHYHUGLHSLQJ
YLMIGHYHUGLH?
YLHUGHY?
GHUGHY?
WZHHGHYHUGL?
HHUVWHYHUGLHSLQJ
1RQH
DFKWVWHYHUGLHSLQJ
Volume/type
)ORRU
1/56BB6)B/%BVWDOHQOLJJHU6)%BJHQB=L
1/56BB6)2B/%BLQ?)RXQGDWLRQ6O?
%DVLF:DOO
kgCO2e/m2 (vloer)oppervlak
159,8
159,84kgCO2e/m2 21698m2 (vloer)opp. 3,47jkg CO2e (tot)
* Schatting totale MPG op basis van een
aandeel van de constructie
Aandeel CONSTR op de MPG0,3 MPG (totaal*F ? 0,8
? 0,0 ? 1,6 ? 0,64
311KMKI (? tot) 14,3MKI (?/m2) 0,19MPG (constr)
? 6,1MTotaal (constructie)
? 295Cost per BVO
Kosten constructie
(indicatief )
* Reference Service Life (RSL)
= 75 jaar voor wonen / mixed
= 50 jaar voor kantoren
RSi75 ?
BVO / Totaalopp. verhouding0,95 20613 m2 BVO
Deze optimalisatie van het tunnelcasco in
het voorbeeldproject, van een mengsel met
CEM III/A 52,5 N in plaats van CEM I / 52,5 N,
resulteert in de volgende milieu-impact:
GWP = 166 kgCO?e/m² (label B - SCO?RS
methodiek) en
MPG = 0,20 (constructie) / 0.66 (totaal, ge-
extr
apoleerd),
oftewel een reductie van:
28% op de uitstoot van broeikasgassen
(GWP) en
15% op de MPG van de draagconstructie.
Tot slot is ? naast de optimalisatie van het
betonmengsel ? het optimaliseren (minima-
liseren) van de wandwapening nog verwerkt
in de casestudie. In deze variant is ook de
wandwapening geoptimaliseerd (reductie
van ca. 40% wandwapening). Dit resulteert
in de volgende kengetallen:
GWP = 160 kgCO?e/m² (label B - SCO?RS
methodiek) en
MPG = 0,19 (constructie) / 0,64 (totaal,
geëxtrapoleerd).
Dit komt neer op een totale reductie van:
33% op de uitstoot van broeikasgassen
(GWP) en
20% op de MPG van de draagconstructie.
Conclusie
Al met al biedt tunnelgietbouw grote kansen
voor verduurzaming van de Nederlandse
betonbouw. Door optimalisatie van het
tunnelcasco is al een realisatie van label C
(200-250 kgCO?e/m²) naar bijna label A
(< 150 kgCO?e/m²) volgens de SCO?RS me-
thodiek gerealiseerd. De laatste stappen
voor label A kunnen zeker gevonden wor-
den in de verduurzaming van de funde-
ringsconstructie.
Wel is het zaak om integraal met aannemer
en betontechnoloog kritisch naar uitvoerings-
proces en toegepaste betonmengsels te kijken.
Dit onderzoek betreft vooral een onderzoeks-
richting, in de praktijk zal moeten blijken
dat dit ook echt kan worden gerealiseerd. De
verwachting is dat op zeer korte termijn de
eerste projecten volgens deze methodiek in
uitvoering gaan.
LITERATUUR
1?Linssen, J., Differentiatie woningbouw
essentieel, Cement 2017/1.
2?Warme en koude gietbouw, Betonhuis
(website: https://betonhuis.nl/betonmortel/
warme-en-koude-gietbouw).
3?Dutch Green Building Council,
Koplopers in de utiliteitsbouw, april 2022.
4?Stufib rapport 21 / Stutech rapport 29,
Duurzaamheid als ontwerpcriterium voor
beton ? toegespitst op CO? ? Fase A:
state-of-the-art, 2012.
5?Stufib rapport 24 / Stutech rapport
30, Duurzaamheid als ontwerpcriterium
voor beton ? toegespitst op CO? ?
Fase B: uitwerking basisopties, 2015.
6?Gibbons, O., Orr, J.J., How to calculate
embodied carbon (Second edition),
maart 2022.
7?Ruijs, M., Sterken, R., Linssen, J.,
Gewogen rijpheid op de bouwplaats,
Cement 2020/2.
12 Dashboard casestudie Randstadtoren, geoptimaliseerd, bron: Kosten- en duurzaamheidstool Zonneveld ingenieurs
12
CEMENT 8 2023 ?53
Reacties
Boudewijn Piscaer - Pantheon Performance Foundation/MOBACO-A 03 januari 2024 12:12
Geredeneerd wordt vanuit ervaring met betonmortel, echter de prefab weet dat kalksteenmeel, een erkend bindmiddel in CEM II (A en B, L en LL volgens EN 197), een versnellende werking heeft. Ook worden er in het buitenland chloorvrije chemische versnellers toegepast. Maar willen we wel verder met niet uitneembare betonmortel waarmee op de bouw gesjoemeld wordt of gaan we vroege stadium circulariteit toepassen door prefab elementen te gebruiken die we weer kunnen gebruiken en waarvan we de eigenschappen beter kennen?