De komende decennia zal de binnenstedelijke verdichting toenemen. Naast het tekort aan woningen neemt de behoefte van mensen om in de binnenstad te wonen toe. Alleen al in West Nederland zijn volgens de NVM tot 2040 ongeveer 1 miljoen nieuwbouwwoningen nodig om aan de woonvraag te kunnen voldoen. Dit zal leiden tot het bouwen van meer hoogbouw woontorens. De schaarste aan appartementen heeft invloed op de prijsontwikkeling van de verkoopprijzen, prijzen van € 7.000,- tot 8.000,- per m2 zijn geen uitzondering meer. Door de stijging van de verkoopprijzen per m2 ontstaat ruimte voor extra investeringen in constructieve oplossingen om slanker te kunnen bouwen, waarmee meer verkoopbare m2 op een kavel kunnen worden gerealiseerd. Hierbij rijzen de vragen of deze ontwikkeling de katalysator kan worden voor het slanker bouwen in Nederland en wat dat voor de constructeur betekent.
In het buitenland is al veel ervaring opgedaan met het ontwerpen van slanke gebouwen voor het optimaliseren van de opbrengsten van een hoogbouwontwikkeling. New York spant hierin de kroon met de zogenoemde ‘Billionaires Row’ aan de zuidkant van Central Park, appartementen met uitzicht op Central Park worden hier verkocht voor bedragen van gemiddeld € 70.000,- per m2. Voor de realisatie van de Steinway Tower van 432 m hoog is het haalbaar gebleken om de slankste hoogbouw ter wereld, met een slankheid van 24:1, te ontwikkelen. Voor deze superslanke gebouwen is het noodzakelijk om tuned mass dampers toe te voegen, dit door bovenin het gebouw een verplaatsbaar gewicht te installeren dat heen en weer kan bewegen. Bij een windvlaag zal de massa verplaatsen in de richting van de wind. Als de windvlaag wegvalt wil het gebouw terug bewegen, door het dan aanwezige excentrisch verplaatste gewicht ontstaat een tegen de beweging in gerichte kracht die voor een demping van de trilling zorgt. Het bekendste gebouw met een tuned mass damper is wellicht het gebouw Taipei 101 in Taiwan. In het gebouw, met een hoogte van 508 m en een slankheid van 11:1, hangt tussen de 87e en 92e verdieping een massa van 730 ton. De bouwkosten voor een tuned mass damper zijn afhankelijk van het gewicht van het gebouw en de benodigde reductie van de versnellingen en kunnen tot 4% bedragen van de totale bouwkosten.
In de zoektocht naar evenwicht tussen investeringen en opbrengsten van hoogbouw zien we op dit moment in Nederland voornamelijk een tendens waarbij het snel bouwen centraal staat om de initiële investeringen zo snel mogelijk te laten renderen. Een voorbeeld hiervan is De Zalmhaven in Rotterdam van 215 m hoog, waarbij door de aannemer het constructieve ontwerp, bestaande uit in het werk gestort beton, is geoptimaliseerd naar een prefab draagsysteem. Vanaf de vijfde verdieping is het prefab casco met een bouwsnelheid van 1 verdieping per week gerealiseerd. In de zoektocht naar een verdere versnelling van het bouwen in Nederland, zijn naast het toepassen en optimaliseren van prefab betonnen casco’s, nog stappen te maken in het verder doorvoeren van het modulair bouwen in de bouwkundige en installatieve componenten van het gebouw.
In Nederland wordt tot nu toe veelal uitgegaan van traditionele constructieve draagstructuren van gewapend beton en/of staalconstructies met een haalbare slankheidsgrens van 7:1. Van een ontwikkeling van slankere gebouwen is in Nederland nog geen sprake. Bij een blijvende druk op de binnenstedelijke ontwikkelingen en daarmee verhoging van de opbrengsten voor de te ontwikkelen vierkante meters op een locatie, wordt dit economisch interessant. Bij het vergroten van de slankheid gaan de comforteisen een steeds belangrijkere rol spelen.
Vanuit comfort zijn de voelbare bewegingen in een gebouw maatgevend, de toelaatbare grens van de versnelling is afhankelijk van de eerste eigenfrequentie van het gebouw en ligt tussen de 0,1 en 0,23 m/s2. De eerste eigenfrequentie van het gebouw wordt bepaald door zowel de massa, de horizontale buigstijfheid van het stabiliteitssysteem en de mate van rotatiestijfheid van de fundering. Voor het bepalen van de versnelling zijn verder de windsnelheden en de dempingsmaat van het gebouw belangrijk. De in de normen gegeven waarden voor demping zijn voor de Nederlandse context redelijk conservatief, wat bevestigd wordt door metingen aan gebouwen door TNO, zie artikel ‘Demping hoogbouw voorspeld’ in Cement 2015/3.
In Nederland zijn we in het algemeen (nog) niet gewend om als constructeur de dynamische respons van een gebouw met invloed op het comfort te betrekken bij een ontwerpkeuze voor een hoofddraagconstructie, dit zal met het ontwerpen van slankere gebouwen echter wel noodzakelijk worden.
Voor het optimaliseren van gebouwen naar slankheid is meer onderzoek c.q. verificatie benodigd over de waarden van de werkelijke demping. Laten we hier op tijd mee beginnen, zodat we tijdig voldoende gereedschap hebben om vanuit de techniek slankere gebouwen te kunnen ontwerpen. Daarmee kan een bijdrage geleverd worden aan het oplossen van het woningtekort in ons land.
Reacties
Ger van der Zanden - Smart Building Design 23 oktober 2021 18:00
Slank en materiaal efficiënt bouwen (dus ook minder CO2) is heel goed mogelijk, door beton in dubbelschalige vloer constructie 's ln te zetten. 50% gewichtsreductie en hoge geluidsisolatie en comfort. Gevels licht gewicht met optimale isolatie met hoge warmtecapaciteit en natuurlijk onbrandbaar besparen op energie en CO2. Skelet constructie biedt voldoende ruimte om stabiliteits voorzieningen aan te brengen. Door demontabele verbindingen en bereikbare installaties, wordt een lange levensduur gegarandeerd.
J de Meester - Betontechnoloog 22 oktober 2021 08:39
Wederom wordt bij het slank bouwen de CO2 niet meegenomen, Gemiddeld genomen zien we dat bij slankere constructies meer wapening en een hogere sterkte klasse voor beton nodig is. Dit heeft als gevolg dat er in plaats van een BV C35/45 met een redelijk gemiddelde uitstoot in Nederland van 135 KG CO2 per m3, bij een sterkte klasse van C55/67 zien we dit al snel oplopen naar 230-300 kg CO2 per M3, De extra staalbehoefte per M3 is hierin nog niet meegenomen. Laten we eens beginnen met echt milieuvriendelijk te bouwen en dat begint vaak bij ontwerpers en constructeurs.