Kingspan TEK (woningbouw)

Drie keer bestand tegen aardbeving

21 februari 2018 Kingspan TEK
School Groningen - aardbevingsbestendig bouwen

Artikel Bouwwereld, februari 2018

Bouwmaatschappij Vuurboom past drie verschillende technieken toe om een school in Groningen aardbevingsbestendig te maken: een fundering van trillingsbestendig schuimbeton, nieuwbouw met sandwichelementen en versterking van metselwerk met QuakeShield.

Met een nevenvestiging in Bedum is Bouwmaatschappij Vuurboom uit Valthermond met haar eigen personeel nauw betrokken bij de gevolgen van de aardbevingsproblematiek in Groningen. Directeur Rolf Vuurboom zocht daarom al langere tijd naar innovaties om aardbevingsbestendig te kunnen bouwen in dit gebied. Na een eerste project van acht wisselwoningen in Loppersum, werkt Vuurboom nu aan de vernieuwbouw van een school in Middelstum. De combinatie van hergebruik van delen van het gebouw met nieuwbouw, maakt het mogelijk om drie verschillende technieken voor aardbevingsbestendig bouwen te combineren.

Lichte bouwmethodes

School Groningen in TEK
Op zijn zoektocht naar oplossingen keek Vuurboom onder meer naar lichte en meer ductiele bouwmethodes die fabrieksmatig geproduceerd kunnen worden, zoals staalframebouw, bouwen met EPS-blokken en bouwen met sandwichelementen van Kingspan TEK. “Dat leidde steeds weer tot de conclusie dat daar eigenlijk ook een ander type fundering bij hoorde.” Die kwam hij op het spoor toen betonspecialist Jos Nederstigt hem vertelde hoe een weg in Duitsland was voorzien van een fundering van schuimbeton, waarna een aanwonende aangaf dat nu eindelijk de kopjes niet meer in de kast stonden te trillen. Voor bouwen in aardbevingsgebied werd het recept van het schuimbeton aangepast. Het Trilling Absorberend Schuimbeton (TAS) dat Nederstigt voor Vuurboom ontwikkelde, heeft een veel hogere druksterkte en een hogere elasticiteit. Het gewicht is met 500 kg/m3 wel gelijk gebleven. En dat is belangrijk want funderen op schuimbeton is een evenwichtsfundering, waarbij schuimbeton met gebouw evenveel weegt als de uitgegraven grond. Tevens is de isolatiewaarde gunstig gebleven. Per 10 cm dikte wordt de Rc met 1,0 verhoogd. Ook bij eventuele grondzakking is deze bouwmethode gunstig omdat de plaat in zijn geheel meezakt.
De combinatie van hergebruik van delen van het gebouw met nieuwbouw, maakt het mogelijk om drie verschillende technieken voor aardbevingsbestendig bouwen te combineren.

Beproevingen

Ontwerp school Groningen
De eerste proeven voerde Vuurboom uit achter op zijn eigen terrein. Toen die veelbelovend bleken werd een proef uitgevoerd met twee bestaande twee-onder-een-kapwoningen. In één blok daarvan werd de oude vloer verwijderd en werd de hele kruipruimte gevuld met Trillings Absorberend Schuimbeton, dat door middel van uitkassingen ter hoogte van de vloer de belastingen van de bouwmuren overneemt van de oude fundering. Een seismische accellerator werd tussen de woningen opgesteld en beide woningen werden volgehangen met meetapparatuur. Toen de controleapparatuur in de versterkte woning niet uitsloeg, werd gedacht aan een storing. Maar wisseling van apparatuur leverde hetzelfde resultaat: een niet voelbare uitslag van 0,7 mm ter hoogte van de verdiepingsvloer, waar de andere woning 3 mm uitsloeg.

Meld u aan voor onze kennisupdates

Wilt u graag als eerste op de hoogte zijn van het laatste nieuws en de ontwikkelingen op het gebied van bouwen met een structural insulated panel system (SIPS)? Meld u aan en ontvang onze kennisupdates in uw mailbox.

Aanmelden

Wisselwoningen NOM

Schoolgebouw Groningen

Uiteindelijk resulteerden deze proeven in de bouw van acht wisselwoningen in Loppersum, waarvoor Vuurboom zelf als projectontwikkelaar fungeerde. Vuurboom maakte de woningen levensloopbestendig en nul-op-de-meter. Als casco koos hij voor staalfamebouw, deels bekleed met een lichte keramische steenstrip en deels met een composiet steen.

Eigenlijk had hij een deel van deze woningen willen bouwen in Kingspan TEK-sandwichpanelen (polyurethaan isolatie met aan weerszijden een OSB-plaat), maar de tijd ontbrak om te wachten op de benodigde gegevens rondom aardbevingsbestendigheid van dit materiaal. Vuurboom moest namelijk snel bouwen en tijdens de voorbereidingen ook nog inspelen op de nieuwe NPR 9998, waarin diverse zaken veranderden.

De fundering van schuimbeton is in verschillende varianten aangebracht. Bij één type is gekozen voor een sandwichopbouw met tweelaags schuimbeton en daartussen een laag constructief beton. Bij een ander type is het constructieve beton over het pakket van schuimbeton aangebracht. Alle verschillende types worden gemonitord.

Vuurboom maakte de woningen levensloopbestendig en nul-op-de-meter. Als casco koos hij voor staalfamebouw, deels bekleed met een lichte keramische steenstrip en deels met een composiet steen.

Kennisproject

Drie-keer-bestand-tegen-aardbeving-13-580x387

De aardbevingsbestendige vernieuwbouw van de school in Middelstum die Vuurboom nu uitvoert, is een kennisproject voor versterking van scholen dat in bouwteamverband is opgepakt. Ontwerp en tekeningen en berekeningen lagen er grotendeels al toen Vuurboom instapte en voorstelde om drie methodes van aardbevingsbestendig bouwen toe te passen. Het plan werd daar op aangepast, in gezamenlijk overleg met VIIA en CVW, zodat alle drie de methodes konden worden ingezet.

De vernieuwbouw behelst het gedeeltelijk hergebruiken van een eenlaags schoolgebouw. Een deel daarvan is gesloopt en aan het resterende deel zijn beperkte delen nieuwbouw toegevoegd. De nieuwbouw is uitgevoerd met Kingspan TEK-panelen op TAS. Over het TAS heen ligt een vloer van constructief beton. In het bestaande deel zijn de muren versterkt met QuakeShield koolstofwapening. In het oorspronkelijke plan was een strokenfundering voorzien en hsb-wanden, terwijl de bestaande muren zouden worden versterkt met hsb-elementen.

Onbeperkt schroeven

Drie-keer-bestand-tegen-aardbeving-01-580x387
Dat Vuurboom in dit geval voor Kingspan TEK koos en niet voor de eerder gebruikte staalframebouw, had vooral te maken met het bouwproces. Fabrieksmatig geproduceerde staalframebouw heeft een veel langere levertijd dan die van TEK-elementen. En in het geval van de school kon de maatvoering pas na de sloop exact worden bepaald. Voordeel was ook de hoge isolatiewaarde van TEK en het feit dat de elementen heel gemakkelijk toepasbaar zijn als borstwering onder grote ramen. Maar tevens telde het feit dat in de OSB-platen aan zowel binnen- als buitenzijde onbeperkt te schroeven is. Een schroef in de plaat van een sandwichelement heeft een grote uittrekwaarde. En dampremmende lagen zitten er niet in het element en worden dus ook niet doorbroken bij het schroeven. Bij de school waren deze aspecten zowel aan de binnen- als de buitenzijde van belang. De buitenbekleding van de school is namelijk van waxedwood en Trespa-panelen in verschillende breedtes. De Trespa-delen worden verticaal aangebracht en op de naad verlijmd op houten regels. De positie van deze regels was op TEK vrijelijk te bepalen, omdat overal op de OSB-plaat kan worden geschroefd. Aan de binnenzijde is bij TEK een afwerking met een harde gipsplaat voldoende. Het element is van zichzelf voldoende sterk om hufterproof te zijn. Ook kan er later vrijelijk van alles worden opgehangen, zonder dat dampremmingen en dergelijke worden doorbroken.
Aan de binnenzijde is bij TEK een afwerking met een harde gipsplaat voldoende. Het element is van zichzelf voldoende sterk om hufterproof te zijn. Ook kan er later vrijelijk van alles worden opgehangen, zonder dat dampremmingen en dergelijke worden doorbroken.

Koolstofwapening

Foto school aardbevingsbestendig

De gehandhaafde bestaande binnenmuren moesten ook worden versterkt. Dit is gedaan met QuakeShield. Hierbij wordt het metselwerk versterkt met koolstofwapening in polymeer. Dit kan zowel op het vlak van de muur worden aangebracht als in infrezingen in de muur. De benodigde positie wordt bepaald vanuit de aardbevingskrachten die uit de modellering blijken. De muren worden in beide gevallen volledig gestuukt, zodat de koolstofwapening niet zichtbaar is.

QuakeShield is een methode die ontwikkeld is door de Groningse bedrijven SealteQ en Oosterhof Holman. De methode was ontwikkeld voor woningbouw en dus gingen de tabellen voor het product tot een hoogte van 2,70 meter. In de school in Middelstum waren de wanden echter 3,60 meter hoog. Bij navraag bleek het echter geen groot probleem te zijn om de tabellen aan te passen en uit te breiden tot grotere verdiepingshoogtes.

In het project zijn ook een aantal bestaande muren hergebruikt als binnenspouwblad van de buitengevel. Ook deze gevels zijn bekleed met Trespa of waxedwood. Beide materialen hebben een onderconstructie nodig van houten regels. Die zijn tevens gebruikt als aardbevingsversterking. Opvallend is dat de houten regels op deze muren deels zijn gevuld met gespoten pur als thermische isolatie. Dat blijkt echter vooral een praktische reden te hebben. “We zouden bij de bestaande muren met harde isolatieplaten werken, maar die zijn zoals bekend momenteel slecht verkrijgbaar. Daarom zijn we deels overgestapt op gespoten pur. Dat ging sneller. En uiteindelijk bevalt het zo goed dat we dat vast vaker gaan doen”, zegt Rolf Vuurboom.

 

Neem contact met mij op

Advies of informatie aanvragen