themaRespectvolle herintegratie7201216themaSanatorium ZonnestraalHilversum pag 18MeelfabriekLeiden pag 21RespectvolleherintegratieBestaande betonconstructies Sanatorium Zonnestraal Hilversum enMeelfabriek Leiden als gidsprojectenRespectvolle herintegratie 72012 17Iedereen kent ze wel: oude gebouwen, vaak opkarakteristieke locaties, die leeg staan en langzaamverloederen. De grote vraag van de huidige tijd is: Hoegaan we respectvol met die gebouwen om en, vooral,hoe kunnen we ze zo duurzaam mogelijk hergebrui-ken? R?cksichtslos afbreken en nieuw bouwen is geengoed alternatief. Een karakteristiek gebouw zou uithet collectief geheugen worden gewist, wat onzecultuur zou verarmen. En bovendien: Waarom zou jeiets afbreken wat met een goede investering weer voorvele jaren goed en verantwoord is te gebruiken?1prof.ir. Rob nijsseABT bv, TU Delft, fac. Bouwkunde /Civiele Techniekprof.ir. Frans van Herwijnen,ir. Frank Hofmans, ing. niki LoonenABT bv (Velp / Delft)1 Sanatorium Zonnestraal in Hilversum isingrijpend maar zorgvuldig gerestaureerdGelukkig zijn er goede voorbeelden van restauratie en hergebruikvan bestaande oude gebouwen. In de komende twee projectvoor-beelden worden de technische en maatschappelijke betekenis vanrespectvolle herintegratie toegelicht. Het ene gebouw is een icoonuit de architectuur: het Sanatorium Zonnestraal te Hilversum.Het andere gebouw is een qua architectuur anoniem,maar zeer karakteristiek fabriekscomplex: deMeelfabriek, gelegen aan de rand van debinnenstad van Leiden. Zonnestraal heeft vooralculturele waarde, de Meelfabriek vooral emotio-nele. Kenmerkend voor beide gebouwen is de grotewaardering die het publiek ervoor heeft. Bij deinstandhouding spelen de economische en technischehaalbaarheid een belangrijke rol.Respectvolle herintegratie7201218thema2Het hoofdgebouw van Zonnestraal en het Henri ter Meulen-paviljoen kwamen in 1928 gereed. Het Dresselhuyspaviljoenwerd pas in 1931 afgebouwd, nadat het skelet reeds in 1928 wasvoltooid. Bijzonder voor die tijd was dat voor de draagcon-structie van dit tijdelijke gebouw niet, zoals gebruikelijk, houtwerd toegepast, maar beton; een nieuw constructiemateriaaldat toen nog aan het begin van zijn ontwikkeling stond.Constructief ontwerpDe betonnen draagconstructie manifesteert zich nadrukkelijk inde architectonische verschijningsvorm van het project. De beton-constructie van in het werk gestorte vloeren, langsbalken enkolommen wordt ingevuld met glas en niet-dragende wanden, enblijft daardoor volledig in het zicht, zowel interieur als exterieur.De structuur van het ruimtelijk ontwerp is gebaseerd op eenmoduulmaat van 1,50 m. Dit heeft te maken met de in die tijdvigerende Gewapend Beton Voorschriften 1918, waarin wordtgesteld dat vloeren van gewapend beton al na een week mogenworden ontkist indien ze niet meer dan 3 m overspannen. Voorgrotere overspanningen geldt een termijn van vier weken. Vandeze bepaling in de voorschriften is door constructeur Jan GerkoWiebenga dankbaar gebruikgemaakt door de vloeren overwe-gend een overspanning te geven van 3 m, oftewel 2 x 1,50 m.Deze moduulmaat is in alle drie de gebouwen toegepast, nietallen horizontaal maar ook verticaal (de verdiepingshoogtebedraagt 3 m).Bepalend voor het constructief ontwerp was de opgave debouwkosten zo veel mogelijk te reduceren door het materiaal-gebruik te minimaliseren. Dit vanwege de beperkte middelenvan de opdrachtgevers. Daarnaast was met het oog op defunctie van het gebouw de lichttoetreding essentieel. Om beideredenen was een slanke constructie vereist. Dit is gerealiseerdSanatorium Zonnestraal HilversumHet Sanatorium Zonnestraal is gebouwd in 1928 op een grootlandgoed ten zuiden van Hilversum. Het was bedoeld als tijde-lijk herstellingsoord voor tuberculosepati?nten. Het door dearchitecten Duiker en Bijvoet en constructeur Jan GerkoWiebenga ontworpen complex bestaat uit een centraal hoofd-gebouw met links en rechts daarvan vrijstaande pati?nten-paviljoens. In 1988 werd de eerste stap gezet voor de erkenningals rijksmonument en is het zelfs kandidaat voor de Wereld-erfgoedlijst. Een ingrijpende restauratie van hoofdgebouw enwerkplaatsen volgde.Respectvolle herintegratie 72012 1934door de vloervelden van 3 m overspanning aan weerszijden eenoverstek van 1,50 m te geven, waardoor de buigende momen-ten in de vloeren werden gereduceerd. De vloerdikte van120 mm bij de oplegging is gereduceerd tot 80 mm aan het eindvan de uitkraging en in het midden van de overspanning. Deoverspanning van de langsbalken bedraagt 9 m. Hier zijnbetonbalken van 250 x 450 mm toegepast, die aan de eindenzijn voorzien van vo?ten (verdikkingen) met een maximalehoogte van 650 mm. Om het buigend moment in het eindveldte reduceren, zijn ook aan de langsbalken overstekken gemaakt,die naar het einde toe verjongen. Het momentenverloop wordtzo helder gevisualiseerd. De vierkante kolommen zijn net zobreed als de balken: 250 mm.RestauratieHet hoofdgebouw heeft de afgelopen 75 jaar goed gefunctio-neerd en heeft in die periode nauwelijks geleden onder weer enwind. Bij de start van de restauratie in 2001 verkeerde het hoofd-gebouw nog in redelijke tot goede staat, in tegenstelling tot het aljaren niet meer in gebruik zijnde Dresselhuyspaviljoen.De restauratie van het hoofdgebouw is voor de constructie danook beperkt gebleven tot herstel van de dekking ter plaatse vanopgetreden betonschades.Alle oorspronkelijke elementen die in de loop der jarenverdwenen waren, zijn weer teruggebracht in hun originelevorm. Een van de doelstellingen van de restauratie was om zoveel mogelijk authentiek materiaal te handhaven, hoewel dit2 Het door de architectenDuiker en Bijvoet enconstructeur Jan GerkoWiebenga ontworpenSanatorium Zonnestraal iskandidaat voor deWerelderfgoedlijst3 Het hoofdgebouwbeschikt over prachtiggerestaureerde zalen die tehuur zijn voor bijeen-komsten, congressen,diners enz.4 Ingrijpende restauratie wasnodigRespectvolle herintegratie7201220thema56De bij de bouw aangebrachte pleisterlaag die de wapening in debeton moest beschermen, is vervangen door spuitbeton,waarmee de oorspronkelijke dimensies van de afgewerkteconstructie zoveel mogelijk gehandhaafd konden blijven. Hetspuitbeton is aangebracht in twee lagen: een eerste laag vanminimaal 15 ? 20 mm, grofkorrelig, met daarover een dunnelaag van 5 mm. De structuur van de afwerking is met behulp vanschuurwerk in deze (nog verse) laag spuitbeton aangebracht.Een aantal onderdelen van de constructie was zodanig aange-tast dat deze zijn vervangen:? het dak, inclusief de dakbalken, in verband met de hogeconcentratie chloriden en temperatuurscheuren;? enkele kolommen en balken, vanwege de te geringe sterkteen scheurvorming;? de galerijen, vanwege het ontbreken van voldoende langs-wapening ten behoeve van beheerste scheurvorming alsgevolg van temperatuurbelasting.Dankzij de ingrijpende maar zeer zorgvuldige restauratie iseen bijzonder gebouw weer in volle glorie te bewonderen.Momenteel is Landgoed Zonnestraal de thuisbasis voorverschillende instellingen in de gezondheidszorg. Het hoofd-gebouw beschikt over prachtig gerestaureerde zalen die tehuur zijn voor bijeenkomsten, congressen, diners enz. niet altijd de meest economische oplossing was. Verder zijn alleelementen die na de bouw zijn toegevoegd verwijderd.Daardoor bevinden onderdelen, die eerst in binnenconditieverkeerden, zich na de restauratie in buitenconditie. Dit bete-kende dat het nodig was een extra dekking aan te brengen alsbescherming.Bij het Dresselhuyspaviljoen waren de restauratieve werkzaam-heden voor de constructie veel uitgebreider door de grotehoeveelheden gecarbonateerd beton en de chloride-aantastingen.5 Landgoed Zonnestraal isnu de thuisbasis voorverschillende instellingenin de gezondheidszorg6 Een slanke constructie wasvereist omwille van kosten-besparing (minimaalmateriaalgebruik) en vol-doende lichttoetredingRespectvolle herintegratie 72012 217Het bedrijf in de Meelfabriek is lang een grote werkgevergeweest in Leiden. Maar in 1986 moest het fabriekscomplexsluiten, onder meer vanwege de onpraktische binnenstedelijkeligging. Omdat het complex een bijzondere plaats in de stad hadingenomen, mocht het niet zomaar worden afgebroken. In 1988kocht de Noordwijkse projectontwikkelaar en bouwer Ab vander Wiel het complex om het op respectvolle wijze te heront-wikkelen. In samenwerking met de afdeling Monumentenzorgvan het ministerie (toen nog) VROM, die het landelijk belangvan dit project inzag, is het tot een voorbeeld gemaakt om eenandere koers in te slaan qua restauratie en behoud van monu-menten. Deze koers hield in: het niet meer terugbrengen in zoauthentiek mogelijke staat, maar proberen een nieuwe, maat-schappelijk zinvolle bestemming te geven. Hoewel de oudegebouwen moeten worden gerespecteerd, mogen veranderingenworden doorgevoerd. In deze geest werd een prijsvraag onderarchitecten uitgeschreven die met afstand werd gewonnen doorde Zwitserse architect Peter Zumthor. Deze architect behoorttot de wereldtop, maar heeft slechts een bescheiden oeuvreopgebouwd. Voor hem zijn perfecte materiaalbeheersing, door-dachte detaillering en social engineering heel belangrijk:"Mensen bij elkaar zetten die elkaar aanvullen en versterken".De Meelfabriek bestaat uit verscheidene gebouwdelen die inverschillende stadia zijn gebouwd. In 1896 is begonnen met eenketelhuis en in 1904 met het oude silogebouw. In 1936 bereiktMeelfabriek `De sleutels' met het nieuwe silogebouw de indruk-wekkende hoogte van 60 m. In 1937 wordt het meelpakhuisgebouwd. De laatste silo dateert van eind jaren vijftig (fig. 8).Meelfabriek LeidenAl meer dan een eeuw domineert het Meelfabriekcomplex denoordoostflank van de historische Leidse binnenstad. Gelegenaan de voormalige stadsmuur en -gracht vormde het complexvoor generaties Leidenaren een visueel anker in het historischestadshart van Leiden. Het staat inmiddels al meer dan 25 jaarleeg. Er zijn nu plannen voor een herbestemming, die voorals-nog alleen hebben geleid tot een voorlopig ontwerp.Onderzoek naar en inzicht in de kwaliteit van de bestaandebebouwing was belangrijk voor het ontwerptraject.7 Een karakteristiek gebouw als de Meelfabriek in Leiden magniet zomaar uit het collectief geheugen worden gewist; datzou onze cultuur verarmenthemaRespectvolle herintegratie72012228910silogebouw8 De Zwitserse toparchitect Zumthor won de prijsvraag voorhet voorlopig ontwerp met dit masterplan9 3D-visualisatie van het winnende masterplan10 Artist's impression in het voorlopig ontwerp: de oudeconstructie blijft zoveel mogelijk bewaardOm na te gaan of dit alles mogelijk is, is het nodig dat de bouw-kundige staat en de fundering van de bestaande bebouwing aaneen grondige inspectie worden onderworpen. Er is een quickscan uitgevoerd naar deze twee maatgevende aspecten.Quick scanHergebruik van een gebouw is een wezenlijk andere opgave danhet realiseren van nieuwbouw. Een belangrijk verschil is dat juistal vroeg in het proces inzicht moet worden verkregen in de tech-nische prestatie van bestaande gebouwonderdelen. Die technischebasisinformatie kan vervolgens in het ontwerptraject wordengespiegeld aan de prestatie-eisen en -wensen voor de beoogdesituatie. Daaruit volgen vervolgens de technische ingrepen dienodig zijn. Als blijkt dat een technische ingreep zo omvangrijkwordt dat het financieel niet meer haalbaar is, kunnen wijzigingenin het ruimtelijk-functionele ontwerp worden doorgevoerd.Nadat met de quick scan van ABT de financi?le consequenties zijnonderzocht, is gevraagd de bestaande technische prestatie op eenhoger detailniveau te onderzoeken. Omdat er slechts enkele, voor-namelijk bouwkundige ontwerpdocumenten beschikbaar waren,moest het vaststellen van de bestaande kwaliteit en prestatie doormiddel van onderzoek op locatie worden uitgevoerd. Construc-tieve informatie was niet voorhanden. Bovendien kon het effectvan langere tijd leegstand slechts in het werk worden vastgesteld.Een en ander leidde tot een voorlopig ontwerp, waarbij de oudebetonnen meelopslag wordt omgebouwd tot spa- en fitness-centre, het `nieuwe' silogebouw tot hotel en de alleroudstegebouwen tot appartementen, ateliers en andere creatievewerkruimten. Naast deze herbestemming komt er op hetterrein ook nieuwbouw in de vorm van senioren- enstudentenwoningen, een nieuwe kantoortoren en familiehuizenlangs de Waardergracht. Onder het centraal gelegen park-gedeelte komt een grote nieuwe parkeergarage om alle auto's uithet zicht te houden.Respectvolle herintegratie 72012 23stand (bovenkant hout NAP -1,8 m). De restlevensduur isbepaald op ten minste 50 jaar.Uit analyses van fotomateriaal blijkt dat het oude silogebouwoorspronkelijk is gebouwd tegen een ander, nog ouder silo-gebouw. Dat gebouwvolume is later door brand verwoest.Echter, de scheidingswand met de onderliggende funderingwerd behouden. Omdat de fundering van het verwoeste silo-gebouw beter benaderbaar was en minder diep is aangelegd(bovenkant hout NAP -1,2 m), en tevens van belang is voor hetnog staande silogebouw, is de conditie van deze funderingonderzocht. Laboratoriumonderzoek wees uit dat de grenenpalen en het vurenhouten langshout dicht bij de gracht overenkele millimeters door bacteri?n was aangetast. Daardoorwerd een gereduceerde restlevensduur van 25 jaar vastgesteld.Verder van de gracht verwijderd, is het funderingshout sterkeraangetast, waardoor van restlevensduur eigenlijk geen sprakemeer is. De hogere ouderdom en hogere ligging heeft waar-schijnlijk de sterkere mate van aantasting veroorzaakt.DraagconstructieDe hoofddraagconstructie van de verschillende gebouwen isgemaakt van beton. De reden hiervoor is waarschijnlijk dattijdens de bouw van de silo's dit nieuwe materiaal goede mogelijk-heden bood de hoge `korreldrukken' in de hoge silo's te verwer-Bij het technische onderzoek is er gekeken naar de fundering,de draagconstructie en de gebouwschil. Er is nog maar eenbeperkt aantal inbouwelementen aanwezig.FunderingVan de fundering kon op basis van tekeningen en recenteresondeergegevens uit de omgeving worden vastgesteld dathiervoor palen zijn toegepast. Voor het oudste deel lag eenfundering op houten palen voor de hand, terwijl voor hetmeest recente bouwdeel aannemelijk was dat betonpalenzouden zijn toegepast. Tussen 1920 en 1950 kunnen zowelhouten als betonnen, of een combinatie van beide, zijn toege-past. Om zekerheid te verkrijgen, is een funderingsinspectiebij alle bouwdelen uitgevoerd. De positie van het destruc-tieve onderzoek is bepaald op basis van lintvoeg- en vloerwa-terpassingen in de bovenliggende constructies.Vastgesteld is dat het oude silogebouw (1904) op houtenpalen is gefundeerd, evenals het meelpakhuis (1937). Deoverige silogebouwen (1937, 1938 en 1955) zijn op betonpa-len gefundeerd. Aan de betonpalen werden geen gebrekenvastgesteld. Ook de houten paalfundering van het meelpak-huis bleek, na laboratoriumonderzoek van de houtmonsters,nog in een goede conditie, mede doordat deze funderingrelatief diep is aangelegd onder de heersende grondwater-Respectvolle herintegratie7201224themaontwikkelingtijdbetoneisen/wensenregelgeving,veiligheidencomfort121111 Recent beeld van deMeelfabriek aan destadsgracht12 Schematische weergavevan veranderende eisenten aanzien van comfort,duurzaamheid enveiligheid, in relatie metgevraagde aanvullendeprestaties van de tehergebruiken gebouwon-derdelenMet behulp van een dekkingsmeter is de betondekking vast-gesteld. Zoals verwacht mag worden, varieert de dekking. Deminimale dekking op de verschillende onderdelen is vast-gesteld tussen 20 en 45 mm. Deze dekkingsmaat is voorname-lijk van belang voor de weerstand tegen brand. Met ontwerp-tabellen is de brandwerendheid vastgesteld.Met behulp van een terugslaghamer (Schmidthamer) is op veleplekken de druksterkte aan het oppervlak beoordeeld. Metultrasone metingen wordt de loopsnelheid van een signaal doorhet beton gemeten, waarbij een hogere loopsnelheid duidt opeen hogere sterkte. Bij het silogebouw uit 1904 is de spreidingin de resultaten van de ultrasone metingen relatief groot,hetgeen kan duiden op een wisselende verdichting (grind-nesten) of betonsamenstelling. De niet-destructieve metingenzijn gekalibreerd op basis van drukproeven op boorkernen(maximaal twee per bouwdeel). Op basis van de combinatievan metingen is, met een conservatieve benadering, de druk-ken. Ook de dichtheid van beton en de bescherming tegen knaag-dieren en insecten zal een belangrijke overweging zijn geweest.Het pakhuis is opgebouwd uit een kolommen- en balken-structuur met een gemetselde gevel. De silogebouwen zijn opge-bouwd uit een betonstructuur met constructieve betonnenwanden. Tegen de silogebouwen zijn gemetselde gevels geplaatst.Bij het beoordelen van de conditie van de draagconstructie zijndiverse, zowel destructieve als niet-destructieve onderzoeks-methoden toegepast. De betonconstructie behoort tot ??n vande eerste industri?le toepassingen van gewapend beton inNederland. Omdat deze constructie het meest monumentaleonderdeel van het gebouw betreft, moest destructief onderzoek`onopvallend' en zorgvuldig worden uitgevoerd.Het onderzoek bestond uit de volgende onderdelen:? visuele inspectie;? dekkingsmetingen;? terugslaghamermetingen (druksterkte);? ultrasone metingen (druksterkte/homogeniteit);? drukproeven op boorkernen (ijking druksterkte overigemetingen);? meting carbonatatiediepte op boorkernen;? vloerwaterpassing.Uit visuele beoordeling blijkt dat het beton dat bloot heeftgestaan aan weer en wind op diverse plekken betonschadevertoont. De wapening is hier gecorrodeerd, waardoor beton-schillen van de wapening zijn gedrukt. Dit betreft vooral debovenverdieping van het meelpakhuis, de silogebouwen enzuidgevel van de silogebouwen. Vooral een deel van de boven-verdiepingen is dusdanig aangetast dat herstel vrijwel nietmogelijk is. De betonconstructie gelegen in een binnenconditie,wat veruit het grootste deel van de omvang betreft, verkeertechter in een uitstekende staat.Respectvolle herintegratie 72012 25paddenstoelvloer475 475 475 475doorsnede meelmagazijn 1313 Doorsnede van het oorspronkelijkemeelpakhuis (1937) met van de onderstenaar bovenste bouwlagen afnemendekolomdikteninstallatietechnische gebouwonderdelen aanwezig. Gelet op denieuwe gebruiksfunctie en de slechte conditie zullen deze voor-zieningen slechts ten dele worden gerestaureerd en behouden.InspiratiebronDe ruimtelijke en functionele ambities voor de transformatievan de Meelfabriek zorgen voor veel technische uitdagingen. Erzit veel beton op plekken waar je het eigenlijk ruimtelijk enfunctioneel niet wilt hebben. De puzzel voor de komende tijd isom architectuur, comfort, monumentale waarde, wet- en regel-geving en financi?le middelen te laten samenkomen.Het technische onderzoek naar de constructie heeft grotebewondering opgeleverd voor de innovatie die in die tijd isgerealiseerd. De huidige ambitie voor herontwikkeling van deMeelfabriek vraagt opnieuw om innovatieve technieken. Latenwe deze economische tijd juist aangrijpen om te investeren inontwikkeling van nieuwe duurzame technieken voor herge-bruik, zodat er over 100 jaar ook met bewondering naar onsingenieurswerk wordt gekeken. Laat de Meelfabriek wederomeen inspiratiebron zijn voor toekomstige projecten! sterkte van het beton van het silogebouw uit 1904 vastgesteldop C12/15 en van de overige bouwdelen op C20/25. Metaanvullend onderzoek zou conform NEN-EN 13791(`Beoordeling van de druksterkte van beton in constructies envooraf vervaardigde betonelementen') naar verwachting eenhogere druksterkte kunnen worden vastgesteld. De aard van deconstructie is echter zodanig dat een hogere druksterkte voor-alsnog niet benodigd is.De goede kwaliteit van het toegepaste beton is ook zichtbaaraan de boorkernen. Er zit een relatief klein verschil tussen hetin 1950 gestorte beton en het beton dat nu wordt geproduceerd.Visueel is er wel een groter verschil in de betonkernen vast testellen tussen het beton uit 1904 en 1930. Dit beschouwend,heeft beton slechts een beperkte ontwikkeling in de tijd onder-gaan. Pas de laatste jaren is deze weer toegenomen met deontwikkelingen rondom hogesterktebeton en staalvezelbeton.GebouwschilDe gesloten gebouwschil bestaat uit gemetselde gevels enbeton. In de gevel is een aantal buitenwandopeningenaanwezig. De conditie van deze stalen en steenachtige kaders isover het algemeen matig tot slecht. Het uitblijven van instand-houdingsingrepen de laatste jaren heeft een belangrijkebijdrage geleverd aan de snelle degradatie.In de gemetselde gevels is scheurvorming waargenomen alsgevolg van spanningsverschillen en het ontbreken van dilatatie-voorzieningen. Ook vorstschade en mechanische schades zijnwaargenomen aan het metselwerk.Zoals reeds beschreven, vertonen de betonnen geveldelenregelmatig carbonatatieschade. Bij hergebruik moeten de gevel-delen zorgvuldig worden gerestaureerd.HergebruikIn het onderzoek is vastgesteld dat de `inwendige' constructie overhet algemeen in goede conditie verkeert en, bij ongewijzigdeomstandigheden, nog minimaal 50 jaar mee kan en eenzelfdeprestatie kan leveren. Uitzondering hierop is de houten paalfun-dering onder het silogebouw. Het zijn vooral de veranderendeeisen ten aanzien van comfort, duurzaamheid en veiligheid dieaanvullende prestaties vragen van de te hergebruiken gebouwon-derdelen. Het zijn ook vooral deze eisen die de huidige uitdaginggeven aan de opgave van hergebruik van bestaande gebouwen. Infiguur 12 is dit schematisch weergegeven.Indien voor de nieuwe gebruiksfunctie isolerende voor-zieningen worden aangebracht, moet rekening wordengehouden met grotere temperatuur- en spanningsverschillen.In het gebouw is nog een beperkt aantal bouwkundige en