Log in
inloggen bij Cement
Hulp bij wachtwoord
Geen account?
shop word lid
Home / Alle kennis / Artikelen

Hergebruik kanaalplaten: meer dan een technische uitdaging

Hoogwaardig hergebruik kanaalplaten belangrijk criterium bij circulaire delven Prinsenhof A Maik Knuiman, Rutger Snoek - 22 april 2021

Provincie Gelderland en Rijksvastgoedbedrijf zetten in op hoogwaardig hergebruik van draagconstructies. Een mogelijkheid daartoe is het hergebruiken van kanaalplaatvloeren. Om dat in de praktijk te brengen, is bij de aanbesteding van het circulair delven van kantoorgebouw Prinsenhof A in Arnhem hoogwaardig hergebruik van onder meer de kanaalplaten een belangrijk criterium. De uitdagingen om die opnieuw toe te passen blijken niet zozeer technisch maar vooral procesmatig: wat wordt de bestemming van de elementen?

In het kort

  • Aangezien Prinsenhof A voor het einde van de theoretische technische levensduur moet verdwijnen, besloot Provincie Gelderland om samen met het Rijksvastgoedbedrijf te onderzoeken of het circulair delven in plaats van traditioneel slopen mogelijk is.
  • Kanaalplaatvloeren zijn in principe technisch goed te demonteren.
  • In het project wil de provincie vanuit een open boekhouding meer inzicht krijgen in de daadwerkelijke kosten en opbrengsten.
  • Een vloer met hergebruikte elementen heeft een vijf tot zes keer lagere MKI dan een vloer met nieuwe platen.
  • Hergebruik is vaak nog pionieren en vraagt om investeringen van alle betrokken partijen.
  • Om de geschiktheid van kanaalplaten voor toekomstige toepassingen gestructureerd te toetsen is een protocol opgesteld.
  • Net als nieuwe kanaalplaten, moeten hergebruikte platen voldoen aan alle eisen ten aanzien van constructieve veiligheid uit het Bouwbesluit.
  • Het is begrijpelijk dat aannemers huiverig zijn voor het geven van garantie op hergebruikte elementen.
  • Een van de grootste uitdagingen van de circulaire bouweconomie is het afstemmen van vraag en aanbod.
  • Opdrachtgevers kunnen de markt aanjagen door uitdagende uitvragen te formuleren.

De bouw en exploitatie van de gebouwde omgeving is verantwoordelijk voor zo’n 38% van de mondiale CO2-uitstoot. Ongeveer een derde hiervan kan worden toegekend aan de materialen voor onze gebouwen [1]. En van alle materialen in een gemiddeld kantoorgebouw is de hoofddraagconstructie verantwoordelijk voor 25-30% van de totale milieuschaduwkosten [2].
Constructeurs kunnen door de juiste strategische keuzes bijdragen aan een significante reductie van de milieu-impact van gebouwen.

Een mogelijke strategie is het hergebruik van constructieonderdelen uit te slopen gebouwen. Voor het oude provinciale kantoorgebouw Prinsenhof A in Arnhem (foto 1) onderzocht provincie Gelderland samen met het Rijksvastgoedbedrijf of het mogelijk was elementen en materialen circulair te delven in plaats van traditioneel te slopen. De uitkomsten hiervan zijn verwerkt in een innovatieve sloopopgave waarvan de aanbesteding momenteel loopt. In deze aanbesteding wordt gegund aan de Economisch Meest Voordelige Inschrijving (EMVI) met de beste prijs/kwaliteitverhouding. Voor het kwalitatieve deel ligt de focus op een plan van aanpak voor het circulair delven en hergebruik van materialen zo hoog mogelijk op de R-ladder.

Prinsenhof A

Achter de Markt in Arnhem staat Prinsenhof A, een kantoorgebouw dat niet langer nodig is en plaats gaat maken voor een toekomstgerichte transformatie van het gebied. Het gebouw is eigendom van de provincie Gelderland, dateert uit 1987 en omvat ca. 8.250 m2 BVO, verdeeld over negen bouwlagen.

Het gebouw heeft een prefab-betonnen skelet dat bestaat uit dragende binnenspouwbladen waartussen kanaalplaten in één keer overspannen. Aan het casco hangt een prefab-betonnen gevelbekleding met daarin aluminium kozijnen. Het gebouw heeft een regelmatige opbouw waarin vrijwel iedere verdiepingsvloer hetzelfde is. De kanaalplaten hebben veelal een overspanning van 13 m en een toelaatbare veranderlijke belasting van 4 kN/m2. Door de eenvoudige structuur van het gebouw zijn er maar negen verschillende platen.

Kanaalplaatvloeren zijn in principe technisch goed te demonteren

Uitdagingen demontage en hergebruik

Constructeurs die zich in hun projecten al een keer hebben gewaagd aan het construeren met hergebruikte elementen, weten dat hier haken en ogen aanzitten. Is de draagkracht bekend? Wat is de conditie? Wat is de restlevensduur en hoe zit het met garanties? Het lijkt erop dat we bij hergebruik op elementniveau voorzichtiger zijn dan als we een gebouw geheel renoveren. In dat tweede geval wordt de levensduur van een constructie vaak zonder veel onderzoek weer met 30 jaar verlengd. Is dit omdat totale renovatie normaal is en hergebruik op elementniveau nog niet?

Druklagen

Kanaalplaatvloeren zijn in principe technisch goed te demonteren, maar doordat veel vloeren zijn voorzien van een gewapende druklaag ten behoeve van schijfwerking, is demontage in de praktijk vaak bewerkelijk. In 2012 heeft Nanda Naber het hergebruik van kanaalplaten onderzocht in een afstudeerstudie aan de TU Delft [3]. Zij beschrijft dat in eerdere demontageprojecten druklagen en gewapende voegen (diamant)gezaagd werden en ongewapende voegen uitgebroken met pneumatische hamers. Vooral bij die laatste methode is voorzichtigheid geboden om geen schade aan de elementen toe te brengen. Ook de vloeren van Prinsenhof A zijn voorzien van druklagen. In de demontage zou kunnen worden geëxperimenteerd met verschillende technieken. Hierbij kan worden gedacht aan het loshakken van verankeringen versus het doorzagen, of het wel of niet verwijderen van de druklaag.

Kosten

De kanaalplaat is een slim product dat wordt geproduceerd in een uitgekiend geautomatiseerd proces met een minimum aan materiaal. Nieuwe elementen zijn hierdoor relatief goedkoop. De kosten van tweedehands platen bestaan uit het verschil in kosten van het demontageproces en het sloopproces: extra transport, opslag en de kosten voor het bewerken van de gebruikte platen voor hergebruik. Hierbij tellen een aantal bewerkelijke processen die relatief veel arbeid vergen flink door, zoals diamantzagen en pneumatisch slopen. Dit geldt ook voor het aanbrengen van nieuwe voorzieningen ten behoeve van het opnieuw koppelen van de platen. Het aanbrengen van sleuven en sparingen gaat op de productielijn voor nieuwe platen, in natte beton, nu eenmaal eenvoudiger. Ten slotte kan tussentijds transport en opslag ook een significante prijsopdrijver zijn.

Het blijkt dat kosten van hergebruikte platen per m2 afnemen naarmate de plaatlengte toeneemt. Kosten kunnen worden geminimaliseerd door de platen te hergebruiken in eenvoudige bouwwerken met zo groot mogelijke lengten, door slimmere en snellere demontagetechnieken te ontwikkelen en door vraag en aanbod optimaal op elkaar af te stemmen, zodat tussentijdse opslag en extra transport worden geminimaliseerd. Daarnaast wordt de businesscase beter en hergebruik kansrijker naarmate het nieuwe gebouw is ontworpen met of is voorbereid op hergebruikte producten.

In haar onderzoek berekende Naber dat een hergebruikte kanaalplaatvloer 17% (hergebruik in grondgebonden woning) tot 28% (hergebruik in een appartementengebouw) duurder is dan een nieuwe kanaalplaatvloer. In het project in Arnhem willen Rijksvastgoedbedrijf en de provincie vanuit een open boekhouding met de markt meer inzicht krijgen in de daadwerkelijke kosten en opbrengsten. Zij hebben de ambitie de techniek van het demonteren door te ontwikkelen om de kosten meer in lijn te brengen met de opbrengsten. Bovendien wordt in het huidige vergelijk nog niet gerekend met de daadwerkelijke waarden, zoals CO2-impact bij het gebruik van een nieuwe betonvloer. 

Een vloer met hergebruikte elementen heeft een vijf tot zes keer lagere MKI dan een vloer met nieuwe platen

Milieuwinst

Naber onderzocht ook de milieu-impact en schaduwkosten (MKI) van enerzijds sloop en demontage en anderzijds van nieuwe kanaalplaten versus hergebruikte. Beide in grondgebonden woningbouw en appartementen.
Sloop en recycling (dus granuleren) bleek een significant hogere MKI te hebben dan demontage op elementniveau. Dit kwam vooral doordat bij sloop veelal dieselaangedreven materieel werd gebruikt, terwijl bij demontage meer van elektrisch materieel gebruikgemaakt kon worden. Nu materieel, vanwege de stikstofproblematiek, steeds vaker elektrisch aangedreven is, zou het verschil in milieu-impact kleiner moeten worden.

Als de MKI’s van nieuwe en hergebruikte platen worden vergeleken dan blijkt dat een vloer met hergebruikte elementen vijf tot zes keer lagere schaduwkosten kent. De hoofdreden hiervoor is de reductie in CO2-emissies die het niet produceren van nieuwe kanaalplaten oplevert.
Hergebruik op elementniveau levert dus dubbele winst op.

Toetsingsprotocol

Om te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn van het hergebruiken van kanaalplaten uit Prinsenhof A, zijn gesprekken gevoerd met verschillende partijen in de keten (architecten, leveranciers, ontwikkelaars, aannemers, sloopbedrijven en opdrachtgevers). Hieruit bleek dat men redelijk afwachtend is. Wie heeft welke rol? Hoe breng je afwegingen in de keten bij elkaar?

Er is daarom besloten om vooraf uit te zoeken hoe de geschiktheid van kanaalplaten voor toekomstige toepassingen gestructureerd kan worden getoetst, om zo de kans op hergebruik te maximaliseren. SKG-IKOB heeft hiervoor een protocol opgesteld, resulterend in een beoordelingsrapport [4]. De basis van het protocol is een stroomschema dat drie maatgevende aspecten omvat:

  • Wat waren de oorspronkelijke ontwerpuitgangspunten?
  • Wat is de huidige staat van de elementen?
  • Wat zijn de ontwerpuitgangspunten voor de nieuwe toepassing?

Het protocol benoemt alle eigenschappen waaraan vanuit regelgeving eisen zijn gesteld en wat hiervoor de (genormeerde) beoordelingsmethodiek is. Zo kan de constructeur systematisch alle aspecten beoordelen en zo geschiktheid voor een nieuwe toepassing aantonen. Het spreekt voor zich dat beoordeling een stuk lastiger is als er geen archiefstukken beschikbaar zijn. Fysieke tests zijn dan een oplossing, maar wellicht enkel economisch interessant als met de resultaten hiervan grootschalig hergebruik mogelijk wordt.

Wanneer de kanaalplaten van Prinsenhof A daadwerkelijk worden hergebruikt, willen we in dit project het protocol ketenbreed testen en waar nodig aanpassen of uitbreiden.

Procesmatige uitdagingen en verandering mindset

Eigenlijk is technisch veel mogelijk. Toch gebeurt het hergebruiken van beton lang niet genoeg. Dat zit hem niet zozeer in de techniek, maar vooral in de procesmatige kant en in de mindset. Oude kantoorgebouwen zijn bij sloop afgeschreven, eigenaren van nieuwe gebouwen gaan niet al voor het ontwerp op zoek naar betonconstructies en betonleveranciers zijn er nog niet op ingericht om elementen terug te nemen en opnieuw uit te leveren. Hergebruik is daardoor vaak nog pionieren en vraagt om investeringen van alle betrokken partijen.

Regelgeving

Ten aanzien van regelgeving zijn er verschillende dingen te zeggen over het hergebruik van kanaalplaatvloeren.
Net als nieuwe kanaalplaten, moeten hergebruikte platen voldoen aan alle eisen ten aanzien van constructieve veiligheid die in het Bouwbesluit en hierin aangestuurde normen zijn vastgelegd.

Nieuwe kanaalplaten moeten zijn voorzien van een CE-markering. Dit betekent dat de platen moeten zijn geproduceerd volgens een op Europees niveau opgestelde geharmoniseerde productnorm. In dit geval is dat NEN-EN 1168: ‘Vooraf ververvaardigde betonproducten – kanaalplaatvloeren’. Hergebruikte elementen hoeven niet van een CE-markering te zijn voorzien, tenzij deze van buiten de ‘Europese Economische Ruimte’ komen.

Ook in de MPG-berekening is er nu de mogelijkheid om hergebruik van elementen mee te nemen. In oktober 2020 is de MPG-berekeningsmethodiek uitgebreid met methodische regels over hoe om te gaan met voorzien en onvoorzien hergebruik van producten. Dit moet het gemakkelijker maken om de milieukundige voordelen van hergebruik aan te tonen.

Garanties

Het vraagstuk van garanties is lastiger. Nieuwe kanaalplaten worden gewoonlijk geleverd met een garantietermijn van 10 jaar. Dit is ook de termijn die gewoonlijk in bestekken wordt geëist. Hergebruikte kanaalplaten komen echter niet van een producent, maar uit een ander gebouw. De actuele kwaliteit ervan is te bepalen, maar het verstrekken van een nieuwe garantie is lastig. Adviseurs voeren hun werkzaamheden gewoonlijk uit onder een DNR-contract en hebben hierdoor een zeer beperkte aansprakelijkheid. Bij een incident zal een claim logischerwijs dan al snel bij de aannemer terechtkomen. Het is begrijpelijk dat aannemers daarom nog huiverig zijn voor het werken met hergebruikte elementen. Vooralsnog lijkt het erop dat pionierende opdrachtgevers zullen moeten accepteren dat zij in ieder geval een deel van het (financiële) risico zelf zullen moeten beheersen en dragen. Dit risico is op zijn beurt te beheersen door het betrekken van competente adviserende en bouwende partijen met wie in openheid en vertrouwen kan worden samengewerkt. Het is overigens maar de vraag of de risico’s die gemoeid gaan met hergebruik groter zijn dan bij toepassen van een nieuw product. De bestaande vloerplaat heeft zijn kwaliteit tenslotte al bewezen, in het geval van Prinsenhof A als 28 jaar.

Een van de grootste uitdagingen van de circulaire bouweconomie is het afstemmen van vraag en aanbod

Brongebouw zoekt doelgebouw

Eén van de grootste uitdagingen van de circulaire bouweconomie is het afstemmen van vraag en aanbod. Voor hergebruikte prefab-betonnen constructie-elementen is nu nog nauwelijks een markt. Als er weinig tot geen vraag is, is het economisch niet interessant om deze producten aan te bieden. Dit bleek ook uit een marktconsultatie onder marktpartijen die voor Prinsenhof A werd uitgevoerd. Bedrijven gaven aan dat demonteren en direct hergebruiken optimaal is, maar hiervoor is een doelgebouw nodig. Geen van de marktpartijen zag brood in het opslaan van de elementen met het doel deze als tweedehands kanaalplaat te verkopen. Voor nu lijkt het dus belangrijk dat ambitieuze opdrachtgevers hier op projectniveau het voortouw gaan nemen, om zo te proberen deze kip-ei-situatie te doorbreken. Voor eigenaren van een grote en dynamische portefeuille is er overigens de mogelijkheid om eigen vraag en aanbod te genereren door zelf sloop- en bouwprojecten op elkaar af te stemmen en zo materialen binnen de portefeuille te houden.

De provincie Gelderland wil de transitie aanjagen en is samen met het Rijksvastgoedbedrijf de zoektocht ‘brongebouw zoekt doelgebouw’ aangegaan. Om een bestemming te vinden voor de kanaalplaten van Prinsenhof A zijn onder andere verschillende projecten verkend. In één project is door een woningbouwcorporatie de markt uitgedaagd de betonvloeren te hergebruiken. Helaas had de winnende aannemer ingezet op rijplaten – toch een laagwaardigere toepassing – terwijl de nummer twee de vloeren in dezelfde functie opnam in haar ontwerp. Ook wordt de mogelijkheid verkend van hergebruik van de platen in een sporthal. De uitdaging ligt daar vooral in de grote hoeveelheid vloerpotten en egalisatie van de vloeren die gewenst is voor balsport. Het lijkt erop dat we voor de vloeren in bijkomende ruimtes een match hebben gevonden.

De markt is duidelijk in beweging. Vooral sloopbedrijven positioneren zich steviger als circulaire ondernemers die gebouwen delven en demonteren. Wij willen deze partijen meer vrijheid geven dan bij de traditionele contractvormen (bestek) en met ze in dialoog hoe dit op een praktische wijze vorm te geven.

Remixproject

In de zoektocht naar een doelgebouw en om de toekomstige mogelijkheden van het casco van Prinsenhof A inzichtelijk te maken, ontwikkelde reA architectuur het Remixproject. Hierin werden inspirerende ontwerpverkenningen gedaan hoe met de bestaande binnenspouwbladen en vloerelementen nieuwe circulaire gebouwtypologieën konden worden gecreëerd. Dit leidde tot tot de verbeelding sprekende ontwerpen voor grondgebonden woningen, appartementengebouwen en kantoren die ingezet kunnen worden om mogelijke afnemers te inspireren.

Tot slot

Hergebruik van kanaalplaatvloeren maakt nieuwbouw met significant lagere schaduwkosten mogelijk. De uitdagingen blijken hierbij niet zozeer technisch, maar vooral organisatorisch en financieel te zijn. We kunnen allemaal helpen om hergebruik serieus op de kaart te zetten. Opdrachtgevers kunnen de markt aanjagen door uitdagende uitvragen te formuleren. Stappen maken in deze noodzakelijke transitie naar een circulaire economie werkt alleen als we ketenbreed samenwerken, proactief communiceren en kennisontwikkeling breed delen. Bij de sloop van Prinsenhof A zetten we hierop in. De aanbesteding van de sloop is bij uitkomen van deze uitgave reeds gestart. We houden u graag op de hoogte hoever we komen met het hergebruik.

Literatuur

Reacties

Remco Balvert - BINX Smartility 23 april 2021 20:45

Wij als BINX willen deze uitdaging wel aan gaan. Ik kom graag in contact om te kijken wat we voor elkaar kunnen betekenen.

x Met het invullen van dit formulier geef je Cement en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord
Renda ©2021. All rights reserved.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren