De Cradle-to-Cradle school

(1)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

STUDIE NAAR HAALBAARHEID VAN CRADLE-TO-CRADLE BOUWEN

(2)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 2 VAN 27

COLOFON

AFSTUDEERBEDRIJF

Naam : Van den Pauwert architecten BNA Adres : Beemdstraat 7 Postcode/plaats : 5653 MA Eindhoven Tel. : (040) 281 27 82 Email : info@pauwert.nl Web : www.pauwert.nl AFSTUDEERDER

Avans hogeschool Tilburg Academie voor Bouw & Infra

Naam : Dhr. F. Verberne Adres : Provincialeweg 34 Postcode/plaats : 5563 AH Westerhoven Tel. : 06 515 226 75 Email : frank_verberne@hotmail.com Studentnr. : 2017123

Afstudeerrichting : Bouwtechnisch ontwerp AFSTUDEERBEGELEIDER INTERN

Avans hogeschool Tilburg Academie voor Bouw & Infra

Naam : Dhr. W. Vink

Adres : Prof. Cobbenhagenlaan 13 Postcode/plaats : 5037 DA Tilburg

Tel. : (013) 595 81 00 Email : wa.vink@avans.nl AFSTUDEERBEGELEIDER EXTERN

Van den Pauwert architecten BNA

Naam : Dhr. Ir. A. Petersen Adres : Beemdstraat 7 Postcode/plaats : 5653 MA Eindhoven Tel. : (040) 281 27 82 Email : info@pauwert.nl Web : www.pauwert.nl

TITEL : DE CRADLE TO CRADLE SCHOOL

Studie naar haalbaarheid van Cradle to Cradle bouwen en daarbij in het bijzonder de toepasbaarheid op schoolgebouwen. Onderdeel : Eindverslag

Datum : 16 juni 2011 Omvang : 27 pagina’s Status : Definitief

(3)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 3 VAN 27

INHOUDSOPGAVE

COLOFON 02 INHOUDSOPGAVE 03 INLEIDING 04 SAMENVATTING 05

DE MULTIFUNCTIONELE ACCOMMODATIE TE LUYKSGESTEL 06 DUURZAAMHEIDSAMBITIES GEMEENTE BERGEIJK 06 PROGRAMMA VAN EISEN 07

DUURZAAMHEID IN HET ORIGINELE ONTWERP 08

BOUWAFVAL 09

DE OPGAVE 09

CRADLE-TO-CRADLE 10

CRADLE-TO-CRADLE CRITERIA 11

ALGEMENE CONSTRUCTIEMATERIALEN 12

BOUWEN MET HOUT 13

CONSTRUCTIE 14 FUNDERING 14 BEGANE GRONDVLOER 15 LIGGERS EN KOLOMMEN 16 VERDIEPINGSVLOER 17 DAKEN 18 WANDEN 18 STABILITEIT 19 BOUWTECHNIEK 20 GEVELS 20 DAKEN 20 BOUWFYSICA 20

DAMP OPEN BOUWEN 20

LICHT 20

ENERGIE 21

AKOESTIEK 22

VENTILATIE 23

KOSTEN 24

TERUGKOPPELING CRADLE-TO-CRADLE CONCEPT 25 DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL VS. HET ORIGINELE ONTWERP 26 BIJLAGEN 27

(4)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 4 VAN 27

INLEIDING

Duurzaam bouwen neemt in de samenleving een steeds belangrijkere plaats in. De ambi-ties van het rijk en gemeentes rijzen de pan uit. Maar zijn ze allemaal wel realistisch? Op het moment zijn er vele concepten aanwezig om duurzaam te bouwen. De meeste zijn daarbij gericht op een duurzaam gebruik. Het besparen van energie en materiaal zijn daarbij de belangrijkste speerpunten. Helaas wordt er weinig rekening gehouden met het afval dat ontstaat tijdens de bouw en bij het slopen van het gebouw. De bouwsector is daardoor op dit moment verantwoordelijk voor 21 Mton aan afval.

Het Cradle-to-Cradle concept gaat in op het afvalprobleem. Er moeten kringlopen ges-loten worden, waarbij alle materialen moeten worden hergebruikt zonder verlies van kwaliteit. Er is echter weinig bekend over de concrete toepassing van het concept bin-nen de bouwsector. Deze studie geeft een inzicht in het concept en de wijze waarop het toegepast kan worden op een gebouw.

Aan het eind van deze studie zal blijken of het realistisch is om volgens het Cradle-to-Cradle concept te bouwen.

(5)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 5 VAN 27

SAMENVATTING

In opdracht van de gemeente Bergeijk heeft Laride in 2008 een onderzoek verricht naar de omvang en haalbaarheid van een brede maatschappelijke voorziening in Luyksgestel. Op basis van een aantal besprekingen hebben woningcorporatie Wooninc., schoolbestuur SKOzoK en de gemeente Bergeijk in februari 2009 de intentie uitgesproken voor het ontwikkelen en realiseren van een multifunctionele accommodatie (MFA).

De gemeente Bergeijk heeft grote ambities op het gebied van duurzaamheid. Zo willen ze energieneutraal zijn in 2025, het opwekken van duurzame energie vergroten en een groter draagvlak creëren binnen de gemeente. In eerste instantie staan er dan ook een aantal eisen en ambities omschreven in het p.v.e. Deze eisen en ambities zijn echter weer verdwenen in het definitieve document (p.v.a. 2e concept).

Ondanks het ontbreken van duurzaamheidseisen en ambities in het p.v.a. is er bij het ontwerpen van de nieuwe MFA toch rekening gehouden met duurzaamheid. Dit komt doordat de architect zelf het initiatief heeft genomen om een duurzaam gebouw te willen maken. Echter de duurzaamheidsaspecten die zijn toegepast in het ontwerp zijn (bijna) allemaal van toepassing op de gebruiksfase van het gebouw. Terwijl er ook veel winst te behalen valt in de bouwen sloopfase. De bouwsector is namelijk verantwoordelijk voor 21 Mton aan afval. Dit is 33% van de totale Nederlandse afvalberg.

Op dit punt van de studie komt het Cradle-to-Cradle concept om de hoek kijken. Het Cradle-to-Cradle concept gaat er namelijk vanuit dat afval niet bestaat. Er wordt namelijk gesteld dat elk product na zijn levensduur weer moet worden hergebruikt zonder dat de oorspronkelijk kwaliteit van de grondstoffen verminderd. Dit hergebruiken kan plaats vinden in de biologische of technische kringloop. Daarnaast stelt het concept dat alle benodigde energie neutraal moet worden opgewekt en dat er respect moet zijn voor di-versiteit.

Een nadeel van het concept is dat er nog maar weinig bekent is over de concrete toe-passing binnen de bouwsector. Voor de MFA is er een oplossing gevonden in de vorm van het bouwen in hout. Hout heeft namelijk het voordeel dat het een hernieuwbare grond-stof is en dat de winning van hout minder energie kost dan staal en beton. Daarnaast heeft het Joanneum Research instituut aangetoond dat het krijgen van onderwijs in een massief houten gebouw de leerprestaties en de levensverwachting verhoogd.

Echter blijkt uit de studie dat het zeker nog niet mogelijk is om volledig 100% Cradle-to-Cradle te bouwen. Het concept heeft zeker een aantal mooie gedachtegangen die nu nog niet allemaal waar gemaakt kunnen worden maar misschien in de toekomst wel realist-ischer worden. Het blijkt lastig te zijn om alle onderdelen van het gebouw zo te ontwer-pen dat ze allemaal apart herbruikbaar zijn. Sommige materialen moeten nu eenmaal vast geplakt worden op een onderlaag. Ook is het nog niet bepaald realistisch om te zeg-gen dat alle energie duurzaam moet worden opgewekt. Het kost namelijk een investering van ruim een half miljoen, die pas wordt terug verdiend binnen 17 jaar.

De Cradle-to-Cradle school en het originele ontwerp komen in grote lijnen overeen. Dit is natuurlijk ook logisch, het gaat echter om de kleine verschillen die de Cradle-to-Cradle school realistisch maken. Het grootste struikelblok bij de Cradle-to-Cradle school zal het extra budget zijn dat nodig is voor een gebouw dat in de gebruiksfase niet aanzienlijk meer oplevert. Met behulp van enkele bezuinigingen wordt het verschil echter terugge-bracht tot een verschil van €52.000,-.

Je hebt voor dit ‘kleine beetje extra’ wel een gebouw met een gezond ademend bin-nenklimaat, dat gebouwd is uit hernieuwbare grondstoffen en een luxe afwerking heeft. Je hebt een gebouw dat bestempeld mag worden als een Cradle-to-Cradle gebouw en het belangrijkste het is een gebouw dat een voorbeeld is voor een duurzame gemeente. Een gebouw dat het duurzaamheidsgevoel binnen de samenleving vergroot en daarmee aansluit bij de ambities van de gemeente Bergeijk.

(6)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 6 VAN 27

Nieuwe multifunctionele accommodatie

Nieuwe senioren- en eengezinswoningen

DE MULTIFUNCTIONELE ACCOMMODATIE TE LUYKSGESTEL

In opdracht van de gemeente Bergeijk heeft Laride in 2008 een onderzoek verricht naar de omvang en haalbaarheid van een brede maatschappelijke voorziening in Luyksgestel. Op basis van een aantal besprekingen hebben woningcorporatie Wooninc., schoolbestuur SKOzoK en de gemeente Bergeijk in februari 2009 de intentie uitgesproken voor het ontwikkelen en realiseren van een multifunctionele accommodatie (MFA).

Naast de MFA zijn er ook een aantal woningen in het plan opgenomen, waarmee het plan een groter financieel draagvlak krijgt. Wooninc. zal bij het plan optreden als risicodra-gende ontwikkelaar voor de MFA en de woningen. Na de realisatie zal de school volgens turn-key worden overhandigd aan de gemeente.*

De vraag die vervolgens gesteld moet worden is of er wel gebouwd moet worden. Is het bijvoorbeeld niet mogelijk om het bestaande gebouw te renoveren en eventueel uit te breiden? Uit het haalbaarheidsonderzoek is echter gebleken dat er vraag is naar nieuw-bouw. Het bestaande gebouw is dermate verouderd en ongeschikt qua indeling en rout-ing om in aanmerkrout-ing te komen voor renovatie en uitbreidrout-ing.**

*BRON: 2e concept plan van aanpak ontwerpfase

**BRON: Haalbaarheids- en locatiestudie school Luyksgestel

DUURZAAMHEIDSAMBITIES GEMEENTE BERGEIJK

In het milieubeleidsplan 2010 – 2014 heeft de gemeente Bergeijk aangegeven wat hun strategie is voor de komende 5 jaar op het gebied van duurzaamheid. Het thema van dit milieubeleid is getiteld ‘Op weg naar duurzaamheid’. In het milieubeleid schetst de ge-meente onder andere voorwaarden voor de gebouwde omgeving. Het uitgangspunt van de gemeente Bergeijk is daarbij ‘in samenwerking met de Kempengemeenten werken aan het bereiken van energieneutraliteit in 2025. Daartoe het stimuleren, meewerken en faciliteren (procedureel) van initiatieven’.

Om dit concreet te maken zijn er een aantal actiepunten vastgesteld in het milieubeleid en wel de volgende:

- bijhouden van weten regelgeving - werkprogramma klimaatvisie en SLOK

- uitvoering geven aan intentieverklaring duurzaam inkopen

Naast de actiepunten kunnen er nog een aantal punten worden afgeleid uit het milieu-beleid. Deze zouden we de ambities van de gemeente kunnen noemen. De volgende ambities staan omschreven in het milieubeleid:

- energieneutraal in 2025

- het vergroten van het duurzaamheidsdraagvlak binnen de gemeente - het vergroten van duurzame energie opwekking

(7)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 7 VAN 27

Ruimte indeling begane grond

PROGRAMMA VAN EISEN

Er zijn binnen het project twee verschillende documenten waarin de eisen die aan de MFA worden gesteld, zijn vastgelegd. Het eerste document is het programma van eisen (p.v.e.). Daarna is het tweede document opgesteld, namelijk het 2e concept plan van aanpak ontwerpfase (p.v.a.). De documenten zijn vrijwel hetzelfde met de enkele uit-zondering dat de duurzaamheidseisen die worden gesteld in het p.v.e. niet meer terug komen in het p.v.a.

In het p.v.e. worden er ambities en eisen gesteld omtrent het thema duurzaamheid. Namelijk de volgende:*

Het is wenselijk om gebruik te maken van duurzame materialen. Mogelijkheden voor het toepassen van duurzame energie bij de realisering van de woningen moet worden onder-zocht. De uitgangspunten en ambities ten aanzien van duurzaamheid worden nader vast-gesteld in een separaat, bestuurlijk vast te stellen, document. Hiervoor wordt aansluiting gezocht bij het DuBo-principe van het SRE.

Bijzondere voorwaarde: DuBo (klimaatneutraal bouwen) vanuit voorbeeldrol gemeente? Het p.v.a. is uiteindelijk het leidende document geworden waarin de eisen voor het plan zijn vastgelegd. In dit plan zijn een groot aantal van de ambities en eisen verdwenen die in het p.v.e. stonden omschreven. Het separate document waarin de ambities en uitgangspunten omtrent het thema duurzaamheid staan omschreven is er nooit gekomen. De volgende eisen zijn van belang voor de MFA in Luyksgestel:**

- huisvesting voor basisschool de Klepper - huisvestiging voor Den Eijkholt

- maximaal 3 bouwlagen

- maximale bouwhoogte van 10m

- de MFA is goed beleefbaar vanaf de openbare weg

- de MFA en Den Eijkholt worden integraal als één geheel ontworpen - achterkantsituaties moeten worden voorkomen in het ontwerp - kinderen zichtbaar voor de levendigheid van het dorp

- prominent gebouw voor de kern van Luyksgestel

- de monumentale panden aan de Kerkstraat 17 en 23 dienen behouden te blijven en eventuele nieuwbouw aan de Kerkstraat dient geïnspireerd te worden op deze panden, zowel qua typologie als qua vormgeving

- het zicht op de MFA mag niet worden gedomineerd door parkeerplaatsen - gestreefd wordt naar het behoud van de oude school

- er dient rekening te worden gehouden met de aanwezigheid van de molen- biotoop

- DuBo principes volgens SRE uitgangspunten respecteren

- ruimtelijk programma van eisen (hierin staan de vierkante meter pakketten omschreven)

Zoals duidelijk wordt uit de bovenstaande opsomming zijn alleen de DoBo principes vol-gens het SRE een uitgangspunt voor duurzaamheid. Een uitgangspunt is geen concrete eis. Alle ambities en eisen op het gebied van duurzaamheid zijn dus vrijwel verdwenen. Conclusie:

Gemeente Bergeijk heeft een grote kans laten liggen op het gebied van duurzaamheid. Er werden in het eerste p.v.e. vele mooie mogelijkheden geschetst die aansluiten bij het milieubeleid van de gemeente. Echter alles is in het p.v.a. verdwenen. En daarmee verdwijnt ook de ambitie om meer draagvlak te creëren bij de bevolking.

*BRON: programma van eisen

**BRON: 2e concept plan van aanpak ontwerpfase

Daken

Ruimte indeling verdieping

= grote zaal = vergaderruimte = sanitaire ruimte = onderwijsfunctie = technische ruimte = verkeersruimte = grote zaal = keuken = Galaxy = peuterspeelzaal / BSO = sanitaire ruimte = onderwijsfunctie = verkeersruimte

(8)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 8 VAN 27

DUURZAAMHEID IN HET ORIGINELE ONTWERP

Ondanks het ontbreken van duurzaamheidseisen en ambities is er bij het ontwerpen van de nieuwe MFA toch rekening gehouden met duurzaamheid. Dit komt doordat de archi-tect zelf het initiatief heeft genomen om een duurzaam gebouw te willen maken.

Binnen het originele ontwerp kunnen we vele verbeteringen ontdekken ten opzichte van de huidige traditionele bouwpraktijk en de huidige eisen die gesteld worden in het bouw-besluit. In de afbeelding hiernaast staan de verschillende duurzame elementen weerge-geven die in het huidige ontwerp zijn opgenomen. Deze maatregelen zijn een eerste stap in de goede richting. Echter moeten we wel concluderen dat dit nog geen vergaande maatregelen zijn. Het is als het ware de nieuwe standaard binnen de bouw aan het wor-den.

Maar wat is nu dan wel de volgende stap?

Als ontwerper ben je verantwoordelijk voor de gehele levenscyclus van het gebouw.* Dus van de geboorte tot aan de dood. Een gebouw is op te delen in een aantal verschillende levensfasen. Het begint allemaal met de geboorte van het bouwwerk: de bouwfase. Ver-volgens wordt het gebouw in gebruik genomen, eventueel nog een keer hergebruikt voor een andere functie en als laatste wordt het gebouw gesloopt.

Als we dan op deze manier kijken naar de duurzaamheidsaspecten die zijn toegepast in de MFA kunnen we deze verdelen in de verschillende levensfases van het gebouw. Door dit te doen kunnen we concluderen dat de duurzaamheidsaspecten die zijn toegepast, bijna allemaal, van toepassing zijn op het gebruik van het gebouw.

Maar hoe zit het dan met de bouwfase en de sloopfase?

*BOEK: Cradle-to-Cradle, afval = voedsel van Search Knowledge

Warmtewiel luchtbehandeling terugwinning warmte-koelte Shed-daken met hoge kozijnen

daglicht komt diep in lokalen en verwerkingsgebied, reductie kunstlicht

Houtskeletbouw binnenspouwbladen

lichtgewicht, recyclebaar, voorzien van recyclebare cellulosevulling

Buitenzonwering houdt de hitte buiten

Dubbelgebruik Speelzaal, BSO

betere bezettingsgraad, minder energiekosten dan separaat gebouwd

Multifunctionele en koppelbare zalen

vouw/schuifwanden tussen grote zaal, aula en foyer voor dubbelgebruik en diverse

indelingsmogelijkheden

LED-verlichting in gang en toiletten energiezuinig, lange levensduur

Bewegingsmelders op verlichting minder energieverbuik Daglichtregeling lokaalverlichting reageert op hoeveelheid daglicht Waterbesparende toiletten minder waterverbruik Staalconstructie lichtgewicht, recyclebaar herindeelbare plattegrond Decentrale luchtbehandeling installaties minder energieverbruik Tijdloze architectuur

metselwerk en aluminium kozijnen onderhoudsvrij, levensduur 50 jaar+

DUURZAAMHEID VAN HET ORIGINELE ONTWERP ZIT HEM

VOORNAMELIJK IN DE GEBRUIKSFASE VAN HET GEBOUW.

(9)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 9 VAN 27

BOUWAFVAL

In de en sloopfase valt er veel winst te maken op het gebied van afval. De bouw-sector is jaarlijks verantwoordelijk voor 21 Mton afval. Dat is 33% van de totale Neder-landse afvalberg. Van deze afvalberg is 90-95% herbruikbaar en/of wordt verbrand. De overige hoeveelheid afval wordt gestort.*

Afval op zich is geen ramp, als het maar nut heeft! En dat is helaas dus niet het geval voor de gehele afvalberg die de bouwwereld produceert. De eerste stap in de goede richting is daarom dan ook het voorkomen van onverwerkbaar afval. Dus niet het vermin-deren. Nee, onverwerkbaar afval mag niet meer bestaan!

De tweede stap is dat men producten gaat recyclen met behoud van kwaliteit. Op dit mo-ment is het zo dat de meeste producten die worden ‘gerecycled’ worden hergebruikt in een laagwaardiger product. Om een voorbeeld te noemen: plastic flessen worden na hun gebruiksduur omgesmolten tot bloempotten. Die op hun beurt nog een leven mee kun-nen, waarna het plastic van de bloempot nog een derde leven kan leiden als paaltje langs de snelweg. Bij iedere stap loopt de kwaliteit van het materiaal verder terug en uitein-delijk houd je toch rotzooi over, die alleen nog goed is voor de verbrandingsoven of om te storten op de afvalberg. Dit ‘Cradle to Grave’ principe moeten we dus zien te voorkomen! Om dit te kunnen bewerkstellen is het belangrijk dat we kringlopen gaan sluiten. Het sluiten van kringlopen begint bij het ontwerpen van een product. Het is dus de taak aan de ontwerper om ervoor te zorgen dat zijn product niet langer wordt ontworpen volgens het ‘Cradle to Grave’ principe maar dat het wordt ontworpen volgens het ‘Cradle-to-Cra-dle’ principe.**

* AFSTUDEERPROJECT: containerloos bouwen van de hanzehogeschool Groningen in 2009 ** BOEK: Cradle-to-Cradle, afval = voedsel van Search Knowledge

DE OPGAVE

Van den Pauwert Architecten heeft reeds een ontwerp gemaakt voor het project en heeft daarbij hoog ingezet op duurzaamheid. Er zijn echter tijdens het proces verschillende on-derdelen wegbezuinigd door bouwmanagementbureaus. In deze studie wordt het project opnieuw bekeken op het gebied van duurzaamheid en Cradle-to-Cradle.

De opdracht zal worden opgepikt op het punt dat het ontwerp voltooid is. Dat wil zeg-gen dat het architectonische concept, routing, ruimte indeling, oriëntatie en de maatvoe-ring worden gerespecteerd en zoveel mogelijk worden gehandhaafd. De techniek van het gebouw wordt echter geheel opnieuw bekeken, maar nu vanuit het Cradle-to-Cradle principe. Dit wil zeggen dat er gekeken wordt naar de constructie, de bouwtechniek en de kosten van het gebouw.

WAAROM

AFVAL PRODUCEREN

ALS HET TOCH

WORDT WEGGEGOOID

Postbus 1045 6801 BA Arnhem_{www.loesje.nl}

(10)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

PAGINA 10 VAN 27

CRADLE-TO-CRADLE

Het Cradle-to-Cradle concept is een nieuwe kijk op duurzaam ontwerpen, uitgebracht in een boek van William McDonough en Michael Braungart, genaamd ‘Cradle-to-Cradle: Remaking the Way We Make Things’.

De kern van het Cradle-to-Cradle principe ligt in het concept; afval is voedsel. Alle ge-bruikte materialen zouden na hun leven in het ene product, nuttig kunnen worden in-gezet in een ander product. Hierbij zou geen kwaliteitsverlies mogen zijn en alle restpro-ducten moeten hergebruikt kunnen worden of milieuneutraal zijn. Deze kringloop is dan compleet.... en afval is voedsel.

Duurzame ontwikkeling is de ontwikkeling waarbij de huidige generatie in haar noden voorziet, zonder de mogelijkheden daartoe voor de volgende generatie te beperken. Het Cradle-to-Cradle (C2C) principe gaat verder en wil voorzien in onze eigen noden, maar ook de toekomstige generaties van meer mogelijkheden voorzien. Het motto daarbij is: ‘Probeer goed te zijn in plaats van minder slecht!’

De drie basisregels van Cradle-to-Cradle zijn: - afval = voedsel

- zon is de energiebron - respect voor diversiteit

Afval is voedsel

Het huidige duurzaam bouwen is gebaseerd op het terugdringen van de hoeveelheid afval. We willen voorkomen dat we ‘slecht afval’ produceren. Afval is niet slecht, zolang het maar weer kan worden gebruikt voor een nieuw product. We maken een product, dit gebruiken we en daarna moet het worden gerecycled in de biologische kringloop of in de technologische kringloop.

Zon is de energiebron

Met 4% van de totale hoeveelheid zonne-energie die de aarde bereikt kunnen we de hele wereld voorzien van zijn energiebehoefte. De zon zorgt voor alle natuurlijke energiebron-nen op aarde. De zon zelf geeft warmte en straling af. Deze kunenergiebron-nen we direct gebruiken om energie mee op te wekken. Daarnaast produceert de zon ook indirecte energiebron-nen, zoals bijvoorbeeld windenergie, biomassa, aardwarmte en ga zo maar door. We kun-nen dus op vele manieren energie opwekken d.m.v. zonne-energie.

Bijvoorbeeld door:

- het passief invangen in bijvoorbeeld een serre - opwekken van stroom met zonnepanelen - maken van warmwater met zonnecollectoren

- verbranden en vergisten van biomassa (alles wat organisch is) - windenergie

- waterkracht

Respect voor diversiteit

Dat we respect moeten hebben voor diversiteit is moeilijk uit te leggen. De makkelijkste manier is om het om te draaien. Stel nu dat alles op de wereld hetzelfde is. We wonen allemaal in dezelfde soort huizen, we eten allemaal hetzelfde. Stel je voor dat elke vogel hetzelfde lied zingt. Hier worden we niet vrolijk van. Dus daarom is het belangrijk om respect te hebben voor diversiteit.

BOEK: Cradle-to-Cradle, afval = voedsel van Search Knowledge

Afval is voedsel

Zon is de energiebron

(11)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

CRADLE-TO-CRADLE CRITERIA

Het Cradle-to-Cradle concept klinkt veelbelovend, maar het boek gaat er niet op in hoe het concept concreet kan worden toegepast. Omdat er veel vraag was naar een concreet programma voor de bouw hebben Michael Braungart en Douglas Mulhall het boek ‘Cra-dle-to-Cradle criteria for the build environment’ uitgebracht. Dit boekje zou meer houvast moeten bieden maar het lijkt echter een samenvatting van het originele boek. Om houvast te krijgen op het concept is er gezocht naar reeds gecreëerde projecten. Zie bijlage 2 - Studie cradle-to-cradle. Vanuit deze studie kunnen we onderstaande criteria afleiden.

Gebruik voor de bouw zoveel mogelijk lokale materialen. Hiervoor is weinig transport nodig (minder gebruik van brandstoffen, minder belasting van wegen). Ook zand voor kruipruimten en wegfundering is hierbij te betrekken. Wanneer dit niet mogelijk is, zoek dan naar alternatieven in de regio. Afhankelijk van het materiaal kan de afstand worden bepaald. Ook is het daarbij belangrijk dat er gebruik wordt gemaakt van zoveel mogelijk

‘vernieuwbare’ grondstoffen en onuitputtelijke bronnen. Vernieuwbare grondstoffen

kunnen natuurlijke grondstoffen zijn zoals hout, vlas, stro, leem en gesteente. Ver- nieuwbaar is niet een synoniem voor grenzeloos leverbaar. Vernieuwbare grondstoffen hebben tijd, ruimte en grondstoffen (mest e.d.) nodig om te groeien of aan te wassen. Gebruik moet in verhouding staan tot wat de aarde kan leveren.

De energiebehoefte wordt opgewekt door middel van duurzame energie uit de directe omgeving. Het streven is dat er zoveel mogelijk energie lokaal wordt opgewekt. Er worden op deze manier geen milieuproblemen naar elders geëxporteerd, het sluit aan bij het streven om zoveel mogelijk lokaal kringlopen te sluiten en het komt onder de aan-dacht bij de lokale bewoners.

Het optimaliseren van het materiaalgebruik is te bereiken door optimaal te construeren. Hierbij kan gedacht worden aan het minimaliseren van materialen (bijvoorbeeld ver-jongende kolommen, ‘SlimBouwen’ concept toepassen en door geen overbodige afwer-kingen toe te passen) en het minimaliseren van de gebouwde massa (flexibiliteit in ruimtegebruik en dubbel ruimtegebruik).

Alle materialen die worden gebruikt moeten worden ingedeeld in kringlopen. Het is daarom belangrijk dat dit wordt beschreven in een materiaalbeleid. Hierin wordt be-schreven in welke kringloop het materiaal past (technische of biologische) vanaf de win-ning van de grondstoffen, tijdens het gebruik en gedurende de sloop.

Door demontabel te bouwen is hergebruik en onderhoud (denk bijvoorbeeld aan mon-tagekozijnen) beter uit te voeren, waardoor op termijn minder materiaal nodig is en recy-cling beter mogelijk wordt. Daarnaast is het ook een aanrader om te kiezen voor pure

materialen. Dus probeer te vermijden dat er legeringen worden gebruikt die na het

gebruik veel energie kosten om te scheiden en te hergebruiken.

Bij het zoeken naar geschikte materialen kan het helpen om gebruik te maken van C2C

gecertificeerde materialen. Deze zijn echter nog schaars.

(12)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

ALGEMENE CONSTRUCTIEMATERIALEN

In de bouw zijn er drie algemene constructiematerialen. Namelijk beton, staal en hout. Volgens de Cradle-to-Cradle filosofie zijn alle drie de materialen toepasbaar. Er zijn echter een aantal aandachtspunten bij elk van de drie materialen.*

Beton

Gebruik een groter percentage puingranulaat in beton en meer kleine fracties (zoals bij Meulebergbeton). Dit heeft als voordeel dat er minder cement nodig is en daarmee min-der schade aan het landschap ontstaat door winning van nieuwe grondstoffen en minder afval bij sloop (i.v.m. hergebruik). Op dit moment is er echter nog meer onder-zoek nodig om dergelijk beton gecertificeerd te krijgen; de CUR-aanbevelingen moeten worden aangepast en eventueel ook NEN-normen. onder andere het gedrag bij brand, uitlogen, en extra waterdichtheid vragen nog enige aandacht. Daarnaast blijft het een feit dat beton niet meer kan worden opgenomen in de biologische kringloop. Het moet dus in de technische kringloop blijven. Dit kan door het product te hergebruiken in een nieuw project. Een andere optie is om het product te vermalen tot puingranulaat. Het kan dan gebruikt worden als grindvervanger in nieuwe producten. Er is dan echter weer opnieuw zand, water en cement nodig om nieuwe beton te maken. Al met al is beton dus niet het ideale cradle-to-cradle materiaal. Het heeft echter ook nog andere voordelen, zoals het behalen van grotere overspanningen, waardoor de keuze voor het bouwen met beton niet moet worden uitgesloten.

Staal

Staal wordt voor constructies bij voorkeur onbehandeld binnen toegepast. Bij stalen draagconstructies voor buitentoepassing wordt verzinken afgeraden. Zink loogt uit en is schadelijk voor flora en fauna. Het staal kan als alternatief bespoten worden met alu-minium. Scheiding bij herverwerking heeft dan wel extra aandacht nodig. Voor gaas-hekwerk in buitentoepassingen kan verzinkt staal worden gepoedercoat om uitlogen te voorkomen. Staal heeft ook enkele nadelen. Het is een eindige grondstof en als het on-behandeld wordt toegepast is het maar net de vraag in hoeverre er wordt voldaan aan de brandwerendheid van de constructie. Waarschijnlijk door de constructie weg te stoppen achter een mantel van bijvoorbeeld gipsplaten. Het grote voordeel van staal is dat het eindeloos kan worden gerecycled en zelfs kan worden ‘geüpcycled’ zonder dat dit meer energie kost.*

Hout

Vanwege de beperkte transportafstanden is duurzaam inlands (binnen een straal van 50 km) hout de beste keuze. Voorbeelden van duurzaam inlands hout zijn kastanje, dou-glas, lariks en eiken. Onbehandeld hout, thermisch verduurzaamd hout of geacyliteerd hout (Accoya-hout) is beter dan hout met een afwerklaag. Voor buitenschilderwerk kan eventueel een milieubewust middel zoals kookverf worden gebruikt. Accoya is een ver-duurzamingstechniek waarbij hout wordt geacyliteerd. Het wordt momenteel gemaakt van Chileens vuren. Zodra het hout dichterbij geteeld wordt (Europa) voldoet het geheel aan de Venlo Floriade Principles. Bamboe kan als constructiemateriaal worden gebruikt omdat het snel groeit. In Zuid-Amerika en Azië wordt het constructief gebruikt. In West- Europa wordt het veel gebruikt voor interieurs (vloeren, meubels). Gebruik bij ‘duurdere’ buitentoepassingen van houten palen, zoals bij banken, picknicktafels, pergola’s een be-tonnen voet. Deze voet verlengt de levensduur aanzienlijk.

BRON: Handreiking voor het bouwen met Cradle-to-Cradle aan de hand van de Venlo Floriade Principles *BRON: www.Bouwenmetstaal.nl

(13)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

BOUWEN MET HOUT

Het huidige ontwerp van het schoolgedeelte is gebaseerd op een skeletconstructie van staal waarin betonvloeren worden gelegd. De gevels zijn HSB-elementen die alleen func-tioneren als gebouwschil. Er is gekozen voor een skeletconstructie vanwege de toekom-stige flexibiliteit van het gebouw. Voor meer informatie over het huidige ontwerp zie bijlage 3 – Studie van het huidige ontwerp.

Het bouwen met hout heeft in vele opzichten grote voordelen t.o.v. beton en staal. Het is echter de vraag wat de grootste voordelen zijn tijdens de gebruiksperiode van het ge-bouw, want daar draait het uiteindelijk om. Het grootste voordeel zijn de prestaties van het binnenklimaat.

Het Oostenrijkse Joanneum Research instituut heeft onlangs een onderzoek uitgevoerd naar het effect van het les krijgen in een houten omgeving op de gezondheid van scho-lieren. Geconstateerd werd dat de hartslag bij de scholieren die les kregen in de massief houten lokalen met gemiddeld 8600 slagen per dag werd verminderd. De kinderen waren meer ontspannen en beter aanspreekbaar. De ontspanning zette zich ook ‘s nachts door. Op korte termijn betekent dit dat er betere leerprestaties geleverd kunnen worden en op lange termijn heeft een lagere hartslag een gunstig effect op de levensverwachting van de kinderen.*

Het Cradle-to-Cradle concept is gebaseerd op het feit dat de zon de energiebron is voor de aarde. Alle energie die we nodig hebben voor ons leven op aarde moet afkomstig zijn van duurzame bronnen. Op dit moment is dit zeker nog niet het geval. We zijn daarom op zoek naar het constructiemateriaal dat zo min mogelijk energie kost om te winnen en te verwerken. De hoeveelheid energie dat het kost om één kubieke meter materiaal te produceren en te verwerken kunnen we relateren aan de hoeveelheid CO2-uitstoot die er vrijkomt bij de productie en de verwerking. Want CO2 ontstaat bij de verbranding van organische materialen en verbranding staat gelijk aan energie. Ook hierbij komt hout als constructiemateriaal het beste uit de bus t.o.v. staal en beton, zoals te zien is in de grafieken hierlangs.**

Deze twee argumenten hebben de doorslag gegeven om het gehele gebouw uit te voeren in hout.

Vanuit het standpunt dat er gestreefd moet worden naar zoveel mogelijk ‘pure mate-rialen’ is het belangrijk om te weten dat lang niet alle hout producten bestaan uit puur 100% hout. Vaak zijn houten constructies opgebouwd uit gelamineerde constructies. Dit houdt in dat er lijmen worden gebruikt. Op zich is daar niets op tegen zolang deze maar geen chemicaliën bevatten die schadelijke stoffen uitstralen naar buiten en na hun ge-bruiksduur kunnen worden opgenomen in de biologische of technische kringloop.

Daarnaast is het belangrijk om te weten waar het hout dat wordt gebruikt vandaan komt. Is het hard of zacht hout, is het (FSC of PEFC) gecertificeerd, uit welk land of streek komt het, etc.

Het bouwen in hout heeft nog een aantal voordelen ten opzichte van beton en staal. Betere bouwfysische eigenschappen t.o.v. staal en beton:

- thermische isolatie - akoestische isolatie - brandwerendheid Bewezen beter binnenklimaat:

- betere leerresultaten - minder ziekteverzuim

- vrolijkere werknemers en kinderen - minder energiekosten

*RAPPORT: Joanneum Research instituut

(14)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

CONSTRUCTIE

De uitdaging van het project zit hem in het bouwen met hout. Er zijn twee verschillende bouwmethoden te onderscheiden, namelijk het bouwen in massief hout en het bouwen in houtskeletbouw (HSB). De keuze tussen deze twee bouwmethoden is bepalend voor alle overige elementen van het gebouw.

Het gedeelte waarin de onderwijsfunctie zich bevindt is opgebouwd uit een stalen skelet en betonnen kanaalplaatvloeren. Dit heeft als voordeel dat in de toekomst alle binnen-wanden gemakkelijk kunnen worden verplaatst of in zijn geheel kunnen worden weg- gelaten. Deze flexibiliteit blijft dan ook maatgevend in het nieuwe ontwerp.

Zoals uit het Oostenrijks onderzoek is gebleken is het binnenklimaat in een massief houten klaslokaal beter dan dat van een HSB-klaslokaal.* Het is niet nodig om folie te verwerken tussen de massieve wanden en de afwerklaag. Het is daardoor mogelijk om volledig ‘damp open’ te bouwen. Als de isolatielaag en de afwerklaag ook van ademende materialen zijn gemaakt (bijvoorbeeld houtvezelplaat en hout) is de volledige buitenschil van het gebouw ademend. Meer informatie over de opbouw van de gevelconstructie komt verderop in de studie aan bod.

Een massief houten constructie heeft ook het vermogen om temperatuur vast te houden. Daardoor heeft het gebouw minder last van temperatuurschommelingen. Dit draagt ook bij aan een prettiger leef-/werkklimaat.

Niet elk onderdeel van het gebouw hoeft aan deze eigenschappen te kunnen voldoen. Het gaat om een specifiek onderdeel, namelijk de schil van het gebouw. Het is niet nodig om de dikke massieve wanden te gebruiken als scheidingswanden. De wanden zijn namelijk duurder en minder flexibel in de toekomst. De constructie wordt daarom opgebouwd uit een houten skelet in samenwerking met de massieve buitenwanden. De indeling van het gebouw blijft vrij indeelbaar en alle positieve eigenschappen van de massieve wanden kunnen tot zijn recht komen.

*RAPPORT: Joanneum Research instituut

FUNDERING

Op basis van een bestaand sonderingsrapport is er geconcludeerd dat een fundering op staal kan worden toegepast. Dit wordt dan ook aangehouden bij het huidige ontwerp. Aangezien een houten gebouw lichter is dan een gebouw in staal en beton kunnen we er vanuit gaan dat we ook nu kunnen funderen op staal.

De Cradle-to-Cradle mogelijkheden van een funderingsconstructie zijn beperkt. Als het gaat om een fundering op staal kunnen we drie verschillende types onderscheiden, namelijk:

- gemetselde fundering

- stroken fundering in het werk gestort - prefab fundering

De keuze is snel gemaakt, namelijk om een prefab fundering toe te passen. Dit is geba-seerd op de eventuele herbruikbaarheid van de elementen in een nieuw bouwwerk nadat het gebouw is gesloopt. Dit is niet mogelijk met de andere funderingsmethoden. Daar-naast heeft werken met een prefab funderingssysteem ook nog de volgende voordelen:

- korte bouwtijd, dus snel uit de grond - hoge productkwaliteit door prefabricage - geen bekistingen meer nodig etc. - geen funderingsmetselwerk meer nodig

- minder afhankelijk van de weersomstandigheden - geen bouwafval, milieuvriendelijk

(15)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

Het aanbrengen van de funderingsstroken gaat in een aantal stappen: 1. De bouwput wordt uitgegraven tot 1050-P

2. De bouwput wordt voorzien van een gestabiliseerd zandpakket en op de millimeter nauwkeurig op hoogte afgewerkt

3. Vervolgens wordt de draagkracht van het zandbed gecontroleerd met handsonderingen

4. Als dit voldoet, worden de prefab elementen exact op de juiste plaats op het zandbed gelegd m.b.v. een total station

De funderingsbalken worden aan elkaar gekoppeld d.m.v. een pen en gat systeem. Dit is alleen ter voorkoming van horizontale vervormingen. Dus tegen evt. verschuiven van de fundering t.g.v. horizontale belastingen. De elementen zelf dragen allemaal zelf de belas-ting rechtstreeks af aan de ondergrond.

Aandachtspunt bij het ontwerpen van een prefab fundering is het transport van de prefab onderdelen. De standaard afmetingen van een trailer zijn 2,5m breed en een laadvloer van 13,6m lang. Langere lengtes zijn wel mogelijk, maar dit vereist speciaal transport. Dit kan extra kosten met zich meebrengen.

De constructietekening en de principedetails zijn te vinden op tekening C-1.01 (bijlage 4)

BRON: IJB groep

BEGANE GRONDVLOER

Het belangrijkste van een begane grondvloer is dat deze lucht- en vochtdicht is en dat deze isoleert. Daarnaast worden er nog een aantal Cradle-to-Cradle voorwaarden aan de vloer gesteld:

- minimaliseren van materiaal gebruik - ‘vernieuwbare’ grondstoffen

- herbruikbaar/demontabel - flexibiliteit van het gebouw

In eerste instantie ging de voorkeur uit naar een houten begane grondvloer. Deze kan namelijk voldoen aan alle C2C-eisen. Echter blijkt dat dit in de praktijk niet of nauwe-lijks wordt gedaan. Dit heeft voornamelijk te maken met de lucht- en vochtdichtheid van de vloer. Er zijn op dit moment houten prefab elementen beschikbaar die op zichzelf luchtdicht zijn en theoretisch toepasbaar zijn. Het valt echter nog niet mee om alle naden tussen de elementen ook daadwerkelijk dicht te krijgen. Het wordt daarom op dit mo-ment nog afgeraden, maar de ontwikkeling is volop in gang.

Om er zeker van te zijn van dat de vloer voldoet aan alle eisen is er voor gekozen om de begane grondvloer toch uit te voeren in beton. Als er wordt gekozen voor het materiaal beton is het zaak dat we zo min mogelijk van het materiaal gebruiken. Op basis hiervan is er gekozen voor een infra+ vloer.

Deze vloer heeft een bijkomend voordeel dat er gemakkelijk leidingen aangebracht kun-nen worden in de vloer en dat deze ook vervangen verplaatsbaar blijven als er een nieuwe functie in het gebouw komt.

De maximale overspanningslengte van de vloervelden blijft net onder de 8m. Op basis hiervan is er een ontwerpberekening gemaakt. Deze berekening heeft er toe geleid dat er een vloer wordt toegepast van IPE 330 profielen die een h.o.h. afstand hebben van 1200mm. De profielen zijn aangebracht in een gewapende betonschil van 70mm. Zoals te zien is op de schets hiernaast, in de ontwerpberekening (bijlage 5) en op tekening C-1.01 (bijlage 4)

BRON: www.slimelinebuidlings.com

(16)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

LIGGERS EN KOLOMMEN

Met het houten skelet kunnen de eerste stappen worden gemaakt voor het bouwen in hout. Alle kolommen en liggers worden dan ook uitgevoerd in gelamineerd vuren hout. Dit doordat de meeste liggers dermate ‘grote’ overspanningen moeten kunnen overbrug-gen dat dit niet meer te bewerkstellioverbrug-gen is met massief hout. Om een eenheid te vormen in de constructiematerialen is er voor gekozen om ook de kolommen uit te voeren in gelamineerd vuren hout.

De afmetingen van de kolommen en de liggers zijn gebaseerd op de bestaande staal-constructie. Hieruit kunnen we afleiden dat de bestaande kolommen zijn gevormd uit HE160A profielen en dat de vloerliggers over het algemeen zijn gevormd uit THQ200*5-240*30-500*20 liggers. Deze profielen zijn vertaald naar de volgende afmetingen d.m.v. vuistregels:*

Dimensionering van de kolommen

Vuistregel voor gelamineerde kolommen h= 1/20 * kniklengte De grootste aanwezige kniklengte is 3500mm

Dus de afmetingen zouden dan worden -> 3500/20 = 175mm in het vierkant Aanname voor de kolommen = gelamineerd vuren hout 200*200mm

Dimensionering van de liggers

Vuistregel voor gelamineerde kolommen h= 1/20 * lengte

b= 1/6 * h

De langst aanwezige overspanningslengte is 8000mm

Dus de afmetingen zouden dan worden -> h = 8000/20 = 400mm b= 400/6 = 66 2/3 mm Aanname voor de liggers = gelamineerd vuren hout 100*400mm

Een aandachtspunt bij deze aannames is dat het gebaseerd is op vuistregels. Deze zeg-gen niets over de belasting op een ligger of kolom. Het kan dus gebeuren dat uit een uit-gebreide berekening blijkt dat de afmetingen niet voldoende zijn. Dit is voor het ontwerp echter geen enkel probleem. De liggers komen dan wat verder naar beneden te liggen, waarbij er iets van de vrije ruimte afgaat. Als er uitgegaan wordt van de bovenstaande afmetingen is er een vrije ruimte aanwezig onder de liggers van 2970mm. De meest ongunstige eis is dat de vrije ruimte minimaal 2600mm moet zijn. We hebben dus nog 2970-2600= 270mm speling.

De constructietekening en de principedetails zijn te vinden op tekeningen C-1.02 en C-1.03 (bijlage 4)

(17)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

VERDIEPINGSVLOER

In tegenstelling tot de begane grondvloer is de verdiepingsvloer goed uitvoerbaar in hout. Er zijn drie verschillende varianten denkbaar, namelijk houten balklaagvloeren, massief houten vloeren en houten kanaalplaatvloeren.

Om de juiste vloerkeuze te kunnen bepalen zijn er een aantal zaken belangrijk om te weten. Bijvoorbeeld de belasting op de vloerdelen, de integratie van leidingwerk en de geluidseisen aan de vloer. De eerste stap is het bepalen van de te verwachten belastin-gen op de vloervelden. Naast de permanente belastinbelastin-gen (eibelastin-gen gewicht van de vloer en afwerkingen) moet er bij een onderwijsfunctie gerekend worden met een veranderlijke belasting van 2,5 kN/m² volgens NEN 6706.

Als aanname wordt er uit gegaan van de volgende belastingen op de vloerdelen:

Permanente belasting

Zwevende dekvloer 0,45 kN/m² Eigen gewicht ? kN/m² Plafond 0,15 kN/m² Lichte scheidingswanden op de vloer 0,50 kN/m²

Veranderlijke belasting

Personen en meubilair 2,50 kN/m²

Totaal 3,60 kN/m²

In de berekening zijn het eigen gewicht van de vloerdelen, windvervorming en de brand-werendheid niet meegenomen. Deze belasting leidt vervolgens tot de volgende overspan-ningslengtes met als uitgangspunt een vloerveld op twee steunpunten:

Maximale over-

spanning in mm Vloerhoogte bij maximale over-

spanning in mm Vloerhoogte bij een overspan-ning van 8m in mm Houten balklaagvloer** 7090 400 n.v.t. Massief hout* 9250 297 252 Houten kanaalplaat** 15400 686 290 * BRON: Inholz ** BRON: Finnforest

Bij de houten balklaagvloeren wordt er uitgegaan van een h.o.h. afstand van de liggers van 600mm.

De maximale overspanning in het huidige ontwerp ligt net als bij de begane grondvloer net onder de 8m. Dit betekent dat als er wordt gekozen voor het systeem met de houten balklagen er extra liggers en kolommen nodig zijn. Dit is niet wenselijk en op basis daar-van valt dit type vloer af.

De massief houten vloer is bij een overspanningslengte van 8m weliswaar slanker als een houten kanaalplaatvloer, maar kijkend naar de C2C-criteria die zijn gesteld zit er aanzienlijk meer materiaal in de vloeren. Daarbij komt het feit dat er geen mogelijkheid is om leidingen in de vloeren weg te werken. Dit is bij de kanaalplaatvloeren goed mo-gelijk, m.u.v. de ventilatiekanalen. Op basis van deze argumenten is er gekozen voor een houten kanaalplaatvloer als verdiepingsvloer.

(18)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

DAKEN

De MFA heeft drie verschillende daken, namelijk schuine sheddaken, platte daken en een gebogen dak. De sheddaken en de platte daken worden om dezelfde redenen als de ver-diepingsvloeren uitgevoerd als houten kanaalplaatvloeren.

Het gebogen dak wordt in principe ook opgebouwd uit een soort houten kanaalplaatele-menten. De elementen hebben echter een breedtemaat van maar 200mm. Dit heeft als voordeel dat ze als het ware op elkaar gestapeld kunnen worden op een gebogen houten spant, waardoor ze de ronding van het dak creëren. Zie ook de schets hiernaast, doorsnede B (tekening B-3.02 in bijlage 4) en de details 13 en 14.

WANDEN

Binnen het gebouw zijn er twee verschillende wandtypes te onderscheiden. Het eerste type zijn de massieve houten wanden. Deze vormen o.a. de schil van het gebouw en zijn in veel gevallen ook dragend. Het tweede type zijn de lichte scheidingswanden. Deze zijn opgebouwd uit hsb en zijn in geen enkel geval dragend.

De massief houten wanden

Voor het binnenblad is er voor gekozen om massief houten wanden toe te passen. Deze hebben een aantal voordelen t.o.v. de hsb-elementen die in het originele ontwerp zijn toegepast. Het voornaamste voordeel is het accumulerend vermogen van de wanden. Doordat de wanden beschikken over een ‘behoorlijke massa’ t.o.v. hsb-elementen zijn ze in staat om warmte en vocht te kunnen opnemen, vast te kunnen houden en te kunnen uitstralen. Hierdoor ontstaat er een stabieler en aangenamer binnenklimaat. Daarnaast kunnen de wanden ook gebruikt worden om vloerelementen te dragen en ze kunnen fun-geren als stabiele schijf.

De wanden worden prefab aangeleverd op de bouw. Het is dus zaak dat de ontwerper rekening houdt met de afmetingen van de wandelementen. De maximale afmetingen van de elementen zijn 4,8m x 20m. Het is echter verstandig om uit te gaan van wanden van maximaal 3m x 13,5m. Dit is namelijk de maximale afmeting die vervoerd kan worden met een standaard oplegger.

De lichte scheidingswanden

Aan lichte scheidingswanden worden wel degelijk constructieve eisen gesteld. Ze zijn dan niet dragend, maar ze moeten wel bestand zijn tegen het dagelijkse gebruik. Zo moeten ze bestand zijn tegen botsingen met personen of voorwerpen, tegen winddruk en trillin-gen bij het open en dicht slaan van deuren en er moet natuurlijk de mogelijkheid bestaan om een voorwerp aan de wand te kunnen hangen. De krachten die vrijkomen bij een botsing, winddruk of trillingen moeten voornamelijk opgevangen worden door de stijlen in de wand. De dimensies van de stijlen zijn afhankelijk van de wandhoogte en de h.o.h. afstand van de stijlen.

In het kader van het bouwen in hout is er gekozen om houten stijlen toe te passen. Te-gen de houten stijlen komt in ons geval een dubbele Gyproc gipsplaat van elk 12,5mm. De beplating van Gyproc voldoet aan een groot aantal C2C-eisen en heeft daarom ook een Silver-certificaat. De keuze om een dubbele beplating toe te passen is gebaseerd op de stootvastheid en de akoestische eisen die aan de wanden worden gesteld. Deze wor-den verderop in het verslag nader toegelicht.

(19)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

STABILITEIT

De stabiliteit van het gebouw wordt voorzien door de massief houten binnenbladen en de vloeren in het houten skelet. De wanden en de vloeren werken als schijven die allemaal gekoppeld zijn aan het houten skelet. De afbeeldingen hiernaast geven schematisch weer waar de wanden zitten in de begane grond en op de verdieping. Op de constructie- tekeningen (C-1.01 t/m C-1.03 in bijlage 4) staan deze weergegeven met de letter S.

stabiliteit S. = stabiliteitswand S. S. S. S. S. S. S. S. S. stabiliteit S. = stabiliteitswand S. S. S. S. S. S. S. S. S.

(20)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

BOUWTECHNIEK

GEVELS

Het gevelbeeld van het originele ontwerp is leidend voor de Cradle-to-Cradle school. Het originele ontwerp heeft een gemetselde buitengevel van licht grijze/witte handbvorm bakstenen. Aangezien het metselen met specie het niet meer mogelijk maakt om alle onderdelen te hergebruiken is er gezocht naar een alternatief. In eerste instantie werd er gedacht aan Clickbrick of DuecoBrick. Deze stenen worden op elkaar gestapeld zonder gebruik te maken van lijmen en specie. Echter de assortimenten zijn nog steeds beperkt en er zit dan ook geen steen bij die kon worden toegepast voor de MFA.

Uiteindelijk is er gekozen om de gevels te voorzien van pleisterwerk van leem. Leem is een natuurlijk materiaal dat gemakkelijk gescheiden en hergebruikt kan worden. Het is te verkrijgen in verschillende structuren en kleuren en sluit goed aan bij het originele gevel-beeld.

DAKEN

Cradle-to-Cradle eist van zijn producten dat ze gezond zijn voor lucht en water en dat ze ruimte bieden voor diversiteit. Op basis daarvan is er gekozen om groene daken toe te passen. Groene daken vangen namelijk het hemelwater op en kunnen het zuiveren door-dat ze werken als een filter. Tevens bieden de groene daken weer ruimte aan de natuur en daarmee de diversiteit.

BOUWFYSICA

Voor de bouwfysische eisen van de Cradle-to-Cradle school is er uitgegaan van het ‘Pro-gramma van eisen frisse scholen - versie september 2010’ van het Agentschap NL en de eisen die de gemeente Bergeijk heeft gesteld in het milieubeleid van de gemeente.

Damp open bouwen

Een uitgangspunt van het ontwerp is dat de gevels van het gebouw damp open worden gebouwd. Dit komt de gezondheid en leer-/werkomstandigheden ten goede. Een damp open constructie betekent echter wel dat er geen vochtophopingen in de constructie mo-gen ontstaan. Om dit te kunnen bewijzen is er een zomo-genaamde dampspanningsbereken-ing gemaakt. In de grafiek hierlangs is het spanningsverloop te zien.

De aanwezige dampspanning is op geen enkel moment hoger dan de maximale damp-spanning in de constructie. Dit betekent dat er geen vochtophopingen ontstaan in de constructie en het is dan ook niet nodig om dampremmende of dampdichte folies te gebruiken.

Het isolatiemateriaal dat is gekozen voor de constructie moet het ook toelaten dat er damp open wordt gebouwd. Er is tevens gezocht naar een isolatiemateriaal dat vervaar-digd is uit hernieuwbare bronnen, dat bestaat uit één materiaal en geschikt is om een gepleisterde gevel tegen aan te maken. Het materiaal dat aan al deze eigenschappen voldoet is een houtvezelplaatisolatie, zoals bijvoorbeeld Pavatex Diffutherm.

Deze houtvezelplaten zijn gemaakt uit schors en spit die onder hoge druk samengeperst worden. Door de hoge druk laten de vezels hun hout-eigen ligine vrij, die vervolgens werkt als een soort lijm, waardoor het stevige platen worden.

De platen worden aan de massieve wanden bevestigd door middel van geïsoleerde slag-pluggen.

Licht

Het onderdeel licht bestaat uit twee onderdelen, namelijk daglicht en kunstlicht. Aan het onderdeel daglicht wordt in deze studie geen aandacht besteed. Het originele ontwerp staat namelijk vast en dit bepaalt ook de grootte en het aantal gevelopeningen. Het tweede onderdeel is kunstlicht. Ook dit onderdeel blijft gelijk aan het originele ontwerp.

(21)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

Energie

Het uitgangspunt van Cradle-to-Cradle is dat de zon de energiebron is voor alle benodigde energie op aarde. De zon zelf geeft warmte en straling af. Deze kunnen we direct gebruiken om energie mee op te wekken. Daarnaast produceert de zon ook indirecte en-ergiebronnen, zoals bijvoorbeeld windenergie, biomassa en aardwarmte. We kunnen dus op vele manieren energie opwekken d.m.v. zonne-energie.

Als de zon de energiebron is, betekent dit dat de gehele energiebehoefte wordt opgewekt met duurzame energie. Er wordt dus een energieneutraal gebouw gemaakt. Welke ma-nier van energieopwekking er wordt gebruikt is sterk afhankelijk van de locatie, het ge-bouw en het beschikbare budget.

De Cradle-to-Cradle randvoorwaarde om het gebouw energieneutraal uit te voeren sluit vlekkeloos aan bij de ambities van de gemeente Bergeijk. Namelijk energieneutraal in 2025, het vergroten van het duurzaamheidsdraagvlak binnen de gemeente en het ver-groten van duurzame energieopwekking.

Energieneutraal wil niet zeggen dat het nodig is om een EPC waarde van 0,0 te halen. Nee, energieneutraal betekent dat men net zoveel energie duurzaam opwekt als dat men gebruikt. Het is dus zaak de juiste balans te vinden tussen gebruik en opwekking.

De hoeveelheid energie die gebruikt wordt in een gebouw is op te splitsen in twee on-derdelen. Gebouwgebonden energieverbruik en gebruiksgebonden energieverbruik. Deze twee onderdelen hebben een verhouding van ongeveer 85% gebouwgebonden en 15% gebruiksgebonden energieverbruik.* Hierbij wordt er uitgegaan van de gemiddelde nieuwbouwscholen voor het basisonderwijs in 2009.

De gebouwgebonden energiebehoefte valt te berekenen d.m.v. een EPC berekening. Uit de EPC berekening blijkt dat het gebouwgebonden energieverbruik van de C2C-school 1.386.878 MJ is. Dit levert het volgende totale energieverbruik op:

De Cradle-to-Cradle school : 1.386.878 MJ / 85 * 100 = 1.631.621 MJ Uitgedrukt in elektriciteit : 1.631.621 MJ / 3,6 = 453.288 kWh / jaar Uitgedrukt in kosten per maand** : 453.288 kWh * 0,07 / 12 = € 2644,- / maand Bij de EPC berekening is er uitgegaan dat alle benodigde energie elektrisch wordt op-gewekt. Om deze energie duurzaam op te wekken zijn er twee mogelijkheden, namelijk met zonnecellen of windmolens. Als we de mogelijkheden tegen elkaar afzetten krijgen we het volgende schema***:

Vermogen in kWh / jaar/ een-heid

€ / eenheid aantal Totale kosten (excl. onder-houd) Zonnecellen 113,65 / m²**** ± € 600,- / m² 3988 m² € 2.392.800,-Wind turby 1400 / st. € 10.000,- / st. 324 st. € 3.240.000,-Windwall 180.000 / st. € 180.000 / st. 3 st. €

Op basis van het schema blijken 3 windwall’s de gunstigste oplossing te zijn. Echter de investering van € 540.000,-, die je pas over ongeveer 17 jaar hebt terugverdiend, is niet echt verstandig.

*PUBLICATIE: PEGO conceptlijn actieve passiefscholen van stichting ‘Naar energie neutraal’ **BRON: energieprijzen afkomstig van eon

***BRON: Agentschap NL ****BRON: zonnepanelen.nl

(22)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

Akoestiek

De volgende eisen worden gesteld aan de akoestische eisen van een schoolgebouw:

Bouwbesluit Programma frisse scholen Klasse A Klasse B Klasse C

Installatie geluid max. - 30 dB 33 dB 35 dB

Nagalmtijd - Is maximaal 0,8s.

Luchtgeluidisolatie tussen ver-blijfsruimte

onderling - 42 dB - 38 dB

Luchtgeluidisolatie tussen ver-blijfsruimte

en verkeersruimte - 32 dB - 26 dB

Contactgeluidisolatie (Ico) van

verblijfs-ruimte - 0 dB

Geluidsisolatie van de gevel. binnen max.

hoorbaar 35dB 30 dB 33 dB 35 dB

Voor de binnenwanden zijn er een aantal verschillende mogelijkheden, namelijk houtske-letbouw, leembouwtechnieken, hardglazen wanden en kalkzandsteen.* Het ‘Programma van eisen frisse scholen’ stelt als eis dat de luchtgeluidisolatie tussen klaslokalen onder-ling of met een kantoorruimte minimaal 42 dB bedraagt. De geluidswering tussen een klaslokaal en een verkeerruimte bedraagt minimaal 32dB.**

Dit betekent dat we de keuze uit de volgende materialen hebben:***

Wandopbouw Luchtgeluidisolatie in dB 70mm kalkzandsteen 39 100mm kalkzandsteen 43 70mm gipsblokken 32 100mm gipsblokken 36 9mm gipskartonplaat

50mm houtenregelwerk met 50mm minerale wol 9mm gipskartonplaat

39 2x 9mm gipskartonplaat

50mm houtenregelwerk met 50mm minerale wol 2x 9mm gipskartonplaat

48 2x 9mm gipskartonplaat

100mm houtenregelwerk met 100mm minerale wol 2x 9mm gipskartonplaat

52

Wederom is er gekozen voor houten wanden en in dit geval dan hsb-wanden. Voor de lokaalscheidende wanden is er gekozen voor 2 hsb-wanden met ieder een opbouw van 2x 12,5mm gipskartonplaat, 70 mm hsb met 70mm mineralewol. Tussen de wanden zit een luchtspouw. Deze opbouw geeft een Rw-waarde van 61dB. De scheiding tussen klaslo-kaal en verkeerruimte is opgebouwd uit een enkele hsb wand. Deze heeft een wering van 48dB.

De verdiepingsvloer moet aan twee eisen voldoen. Namelijk lucht- en contactgeluid. De luchtgeluidisolatie van de houten kanaalplaten is geen enkel probleem. De uitdaging zit hem in de contactgeluidisolatie. Doordat de vloeren een respectievelijk lichte massa heb-ben is het noodzakelijk dat deze massa wordt vergroot. Een oplossing is daarvoor gevon-den in de vorm van betontegels. Deze worgevon-den op de vloerelementen gelegd. Hierop komt vervolgens een verende laag waarin ook de vloerverwarming zit en als laatste worden hierop twee lagen fermacell platen gelegd. Op deze platen kan elk type afwerking worden aangebracht. Op deze manier heeft de vloer een contactgeluidisolatie van Ln,w = 53dB. Dit is een waarde van +6 dB t.o.v. de gestelde eis.

Het mooie aan deze dekvloer is dat hij geheel demontabel blijft. De standaard vloeren van zandcement of anhydriet hebben deze mogelijkheid niet.

(23)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

Doordat alle lokalen zijn afgewerkt is het belangrijk dat de nagalmtijd van de lokalen correct wordt afgesteld. Uit de berekening van lokaal 4 ruimte 0.07 is gebleken dat de nagalmtijd van deze ruimte ligt op ongeveer 3s. Dit is ruim boven de gewenste nagalm-tijd. Deze moet namelijk liggen tussen de 0,6 en 0,8s.

Om dit te compenseren is er gekozen om akoestische panelen te plaatsen op wanden B en C. De dichte delen van deze wanden moeten geheel bedekt worden met de panelen om te voldoen aan de eis van 0,8s.

De berekening van de nagalmtijd is te vinden in bijlage 7.

*PUBLICATIE: Handreiking voor het bouwen met Cradle-to-Cradle van BuildDesk Benelux **PUBLICATIE: programma van eisen frisse scholen versie september 2010 van Agentschap NL ***BOEK: Geluidswering in de woningbouw van ir. P.E. Braat-Eggen en ir. L.C.J. van Luxemburg

Ventilatie

Om aan de A-klasse te voldoen van het programma frisse scholen is het benodigd om klaslokalen te voorzien van 20m³ verse lucht per uur, per m² vloeroppervlakte. Dit zou betekenen dat er voor een gemiddeld klaslokaal van 50m², 100m³ verse lucht per uur nodig is.

Als eerste is er gekeken of deze hoeveelheid verse lucht kon worden binnen gehaald d.m.v. raamroosters. De maximale capaciteit van deze roosters ligt rond de 25 l/s per m¹. Dit betekent dat er minimaal 11 m¹ aan raamroosters nodig is om de aanvoer van verse lucht natuurlijk binnen te halen. Helaas is er maar ruimte voor 5,4m¹. Dit betekent dat we mechanisch moeten ventileren.

De toe- en afvoer van 100m³ verse lucht komt neer op een toe- en afvoerleiding met ieder een diameter van 32cm. Deze afmetingen zijn ruim groot, want als ze in de hal moeten kruisen komt dit neer op een hoogte van ± 70cm.

Daarom is er voor gekozen om voor de onderwijs gerelateerde ruimtes te ventileren volgens de B-klasse van 13m³ verse lucht per uur, per m² vloeroppervlakte en de overige ruimtes moeten voldoen aan het bouwbesluit.

De berekeningen en tekeningen van de ventilatiekokers zijn te vinden in bijlage 9.

A

B

C D

(24)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

KOSTEN

Iedere opdrachtgever wil duurzaam bouwen, als het maar niet te veel extra kosten met zich meebrengt. Het interessante van deze studie is dat er nu de mogelijkheid is ontstaan om het originele ontwerp te vergelijken met de Cradle-to-Cradle school.

Als de twee begrotingen met elkaar vergeleken worden zijn de verschillen snel duidelijk. Het zit hem namelijk in een paar onderdelen van het gebouw.

Als we kijken naar de vierkante meter pakketten, kan er geconcludeerd worden dat: - de gevel 23% duurder is

- de begane grondvloer 51% duurder is - de verdiepingsvloer 53% duurder is - het dak 109% duurder is

Bijzonder duur is de houtvezelisolatie van pavatex. Deze kost bijna €80,-/m². Normale isolatie schommelt tussen de €20,-/m² voor 200mm steenwol en de €40,-/m² voor 200mm PIR. Deze materialen zijn dus stukken goedkoper en de prestaties op het gebied van warmtegeleiding zijn in de meeste gevallen ook beter.

Als de houtvezelplaat van pavatex vervangen wordt door bijvoorbeeld Rockwool cover-rock blijven de damp open eigenschappen gewaarborgd, de rc-waarde gaat omhoog met 0.56 en rockwool heeft een eigen recyclingsprogramma dat bouwafval en sloopafval weer kan verwerken tot nieuwe platen. Deze wijziging zou een besparing opleveren van ±

€45.000,-Er wordt natuurlijk ook bespaard op een aantal onderdelen. Bijvoorbeeld 86% op de hoofddraagconstructie en 79% op de trappen en ballustraden.

Er van uitgaande dat er gebruik wordt gemaakt van houtvezelisolatie is de Cradle-to- Cradle school ± €135.000,- duurder. Dit is ongeveer 7% van de totale directe bouwkosten. Echter, het verschil loopt op tot 10%, omdat de zogenaamde staart van de begroting nog moet worden meegenomen in de begroting.

De begroting is terug te vinden in bijlage 10.

BRONNEN: Bouwkosten-online.nl Eco-logisch Finnforrest Heko spanten IJB groep Slimlinebuildings

(25)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

TERUGKOPPELING CRADLE-TO-CRADLE CONCEPT

Zoals al eerder gezegd bestaat het Cradle-to-Cradle concept uit 3 verschillende hoofd-punten. Om te bepalen of het gebouw 100% Cradle-to-Cradle is wordt het hieronder nogmaals aan de hoofdpunten getoetst.

Afval is voedsel

Pas als alle onderdelen van het gebouw weer kunnen worden hergebruikt in de tech-nische- of biologische kringloop, dan pas is het gebouw volledig Cradle-to-Cradle. Voor de gehele constructie van het gebouw is dit geen probleem. De fundering en de begane grondvloer kunnen worden gedemonteerd en worden hergebruikt in een ander project. Het is echter wel de vraag of de onderdelen passen binnen het nieuwe ontwerp. Voor de houten bovenconstructie geldt hetzelfde verhaal. Deze kan echter ook deels in de tech-nische- of biologische kringloop worden gebruikt.

Het grootste probleem zit hem in de afwerkingen. Deze moeten vaak verlijmd of geplakt worden aan een onderconstructie. Ook al zijn de afwerking en de onderconstructie op zich Cradle-to-Cradle waardig, als men ze aan elkaar koppelt moeten ze ook weer ge-scheiden kunnen worden. En het is juist op dit punt dat er veel problemen ontstaan. Zo zijn er binnen het ontwerp een aantal afwerkingen die verlijmd of geplakt worden, zoals het tegelwerk in de sanitaire ruimtes, de linoleumvloer en het gevelpleisterwerk. Deze afwerkingen kunnen maar moeilijk worden gescheiden en belanden daarom samen met hun ondergrond op de afvalberg.

Zon is de energiebron

Zoals uit de EPC-berekening is gebleken, is er nogal wat energie nodig om de school draaiende te houden. Zelfs zoveel dat het niet echt realistisch blijkt te zijn om alle ener-gie duurzaam op te wekken. De investeringskosten zijn, met €540.000,-, namelijk vrij hoog en de terugverdientijd van 17 jaar (in het gunstigste geval) is ook niet echt gunstig. De rendementen en de investeringskosten van de opwekkers zullen waarschijnlijk de ko-mende jaren wel gaan zakken. Dus het kan geen kwaad om wel de dakaansluiting aan te leggen voor het geval dat de investering in de toekomst wel de moeite waard is.

Respect voor diversiteit

Dit onderdeel van het Cradle-to-Cradle concept blijkt het makkelijkste te waarborgen. Door groene daken toe te passen wordt er ruimte teruggegeven aan de natuur, die er op dit moment niet is. De daken zuiveren ook het hemelwater en zetten CO2 om in zuurstof. Het dak vraagt wel om een investering van ruim €46.000,- die je nooit meer terug verdi-ent. Maar als je als gemeente een duurzaam statement wilt neer zetten is dit een kleine prijs op een bedrag van 2,6 miljoen.

Het blijkt dus wel uit de studie dat het zeker nog niet mogelijk is om volledig 100% Cradle-to-Cradle te bouwen. Het concept heeft zeker een aantal mooie gedachtegangen die nu nog niet allemaal waar gemaakt kunnen worden, maar misschien in de toekomst wel realistischer worden. Daarbij blijft het een feit dat het niet mogelijk is om alle on-derdelen van het gebouw zo te ontwerpen dat ze allemaal apart herbruikbaar zijn. Som-mige materialen moeten vast liggen op een onderlaag. Een idee hierbij zou zijn dat beide lagen volledig op kunnen gaan in de biologische kringloop. Dit betekent ook dat de lijm-laag biologisch afbreekbaar moet zijn.

(26)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL vs. HET ORIGINELE ONTWERP

De Cradle-to-Cradle school en het originele ontwerp komen in grote lijnen overeen. Dit is natuurlijk ook logisch. Het gaat echter om de kleine verschillen die de Cradle-to-Cradle school realistisch maken. Het grootste struikelblok bij de Cradle-to-Cradle school zal het extra budget zijn dat nodig is voor een gebouw dat in de gebruiksfase niet aanzienlijk meer oplevert.

Het verschil van €135.000,- kan echter wel worden verminderd, zonder dat dit grote gevolgen heeft voor het concept. Een grote besparing zou het vervangen van de pavatex isolatie kunnen zijn. Als deze wordt vervangen door steenwol blijft het damp open bou-wen mogelijk en levert het een besparing op van €45.000,-.

Een meer rigoureuze bezuiniging zou zijn om de begane grondvloer in de plaats van infra+ vloerdelen uit te voeren in kanaalplaatelementen. Er wordt dan namelijk meer beton gebruikt dan nodig is. Deze bezuiniging levert echter wel een besparing op van €38.000,-.

Met deze bezuinigingen wordt het verschil teruggebracht tot een verschil van €52.000,-. Je hebt voor dit ‘kleine beetje extra’ wel een gebouw met een gezond ademend binnen-klimaat, dat gebouwd is uit hernieuwbare grondstoffen, een luxe afwerking heeft, een gebouw dat bestempeld mag worden als een Cradle-to-Cradle gebouw en het belangrijk-ste: het is een gebouw dat een voorbeeld is voor een duurzame gemeente. Een gebouw dat het duurzaamheidsgevoel binnen de samenleving vergroot en daarmee aansluit bij de ambities van de gemeente Bergeijk.

(27)

DE CRADLE-TO-CRADLE SCHOOL

BIJLAGEN

BIJLAGE 1 LITERATUURSTUDIE DUURZAAMBOUWEN BIJLAGE 2 STUDIE CRADLE-TO-CRADLE

BIJLAGE 3 STUDIE ORIGINELE ONTWERP BIJLAGE 4 TEKENINGEN

BIJLAGE 5 ONTWERPBEREKENING INFRA+VLOER BIJLAGE 6 DAMPSPANNINGSBEREKENING

BIJLAGE 7 NAGALMTIJDBEREKENING BIJLAGE 8 EPC BEREKENING

BIJLAGE 9 VENTILATIEBEREKENING BIJLAGE 10 BEGROTING