Saxion is zich bewust van haar maatschappelijke verantwoordelijkheid en wil de studenten een goed voorbeeld geven. Het is daarom bijna vanzelfsprekend dat in de nieuwbouw in het centrum van Enschede ook duurzaamheid als eis is opgenomen. Dit uit zich onder meer in de flexibiliteit in het ontwerp, betonkernactivering in de vloeren en een lage score op het milieuprofiel van het toegepaste beton. Het laatste is in de uitvoeringsfase strikt bewaakt, door de carbon footprints van de betonmengsels nauwkeurig te monitoren. Auteurs:ir. Ronald Wenting, ing. Theo van Wolfswinkel (ABT bv) Dit is het tweede artikel in een serie van drie over de nieuwe Stadscampus van Saxion in Enschede. Dit artikel gaat in op de carbon footprint van het beton. In het eerste deel, 'Flexibiliteit in constructie', wordt het constructief ontwerp beschreven en het derde deel, 'Schoonbeton vraagt om coördinatie', gaat over de ervaringen met schoonbeton en de vernieuwde CUR-Aanbeveling 100.
Sturen op CO2-emmissie van beton3201524Sturen opCO2-emissievan beton1Nieuwbouw Stadscampus Saxion Enschede (2):Carbon footprintDrieluikDit is het tweede artikel in een serie van drie overde nieuwe Stadscampus van Saxion in Enschede.Dit artikel gaat in op de carbon footprint van hetbeton. In het eerste deel,`Flexibiliteit in constructie',wordt het constructief ontwerp beschreven en hetderde deel,`Schoonbeton vraagt om co?rdinatie',gaat over de ervaringen met schoonbeton en devernieuwde CUR-Aanbeveling 100.Sturen op CO2-emmissie van beton 32015 25Saxion is zich bewust van haar maatschappelijkeverantwoordelijkheid en wil de studenten een goedvoorbeeld geven. Het is daarom bijna vanzelfspre-kend dat in de nieuwbouw in het centrum vanEnschede ook duurzaamheid als eis is opgenomen.Dit uit zich onder meer in de flexibiliteit in hetontwerp, betonkernactivering in de vloeren en eenlage score op het milieuprofiel van het toegepastebeton. Het laatste is in de uitvoeringsfase striktbewaakt, door de carbon footprints van de beton-mengsels nauwkeurig te monitoren.Duurzaamheid heeft een prominente plek in het ambitiedocu-ment van de nieuwbouw voor Saxion. De hogeschool eist eenduurzaamheidsniveau Excellent volgens de BREEAM-metho-diek. In deze methode spelen negen onderwerpen een belang-rijke rol, waaronder materiaalgebruik, transport en afval.Duurzaam beton past hier uitstekend in. De duurzaamheids-ambitie is in het project verankerd door de flexibiliteit in hetgebouw, toepassing van betonkernactivering in combinatie meteen warmtepomp, toepassing van 40% betonpuingranulaat inde fundering en het voorschrijven van een betonspecie met eenlaag milieuprofiel voor de circa 5500 m3beton. Dit artikel gaatin op dit milieuprofiel ofwel de carbon footprint.Milieuprofiel hoogovencement is de latOm een lage carbon footprint te realiseren, is in het bestek voorzowel de in situ als prefab-betonconstructie expliciet hoogoven-cement (CEM III) voorgeschreven. Extra reden hiervoor wasdat met dit cement betere resultaten kunnen worden gehaaldop het gebied van schoonbeton (zie artikel `Schoon-betonvraagt om co?rdinatie' in deze serie).In een opstartbespreking kwam de aannemer met het verzoekom alternatieve betonmengsels toe te passen en gebruik temaken van attestbeton. Zo niet dan kwam de prefab-betonleve-rancier in de problemen met zijn productieproces voor hethalen van de ontkistingstijden. In goed onderling overleg isbesloten het mogelijk te maken om van het bestekuitgangspuntaf te wijken, onder voorwaarde dat de gemiddelde CO2-emissievan alle betonmengsels niet hoger zou worden dan bij toepas-sing van hoogovencement: 100 kg CO2/m3betonspecie. Vooronderbouwing van deze waarde wordt verwezen naar tabel 1.Hiertoe zijn de CO2-emissies van de mengsels in de uitvoe-ringsfasen nauwkeurig gemonitord, aan de hand vanCO2-emissieberekeningen van de toegepaste betonmengsels.Om dit proces in de hand te houden, is afgesproken daarbijalleen te focussen op de bijdrage van de CO2-emissie van hetbeton zelf. De invloed van transport, productie, verwerking enwapening is buiten beschouwing gelaten. In vergelijking methet bestekuitgangspunt zouden deze namelijk maar geringverschillen.Balans tussen planning en milieuprofielOm het afgesproken resultaat te halen, vond veel afstemmingplaats tussen betontechnologen, uitvoering en constructeur.Soms waren zij eensgezind en soms ontstonden de nodigediscussies. Een complicerende factor bij het bepalen van hetbetonmensgel was de planning, waar niet vanaf mocht wordengeweken. Deze planning stelde eisen aan de ontkistingstijd vanhet beton. En een snelle ontkisting vraagt juist om hogeaanvangssterkten en dat bereik je met toepassing van portland-cement. Echter dit cement heeft een veel ongunstiger milieu-profiel dan hoogovencement. Het werd dus balanceren tussenplanning en milieuprofiel.Ook het weer speelde een belangrijke rol. De sterkteontwikke-ling hangt immers nauw samen met de buitentemperaturen.Hoe hoger de temperaturen, hoe sneller de ontkistingssterktewordt bereikt. Het weer was dus bepalend voor het resultaat ende weersverwachtingen werden nadrukkelijk gevolgd.MonitorenVan iedere stort werd de carbon footprint van de betonspecieberekend en werden de hoeveelheden bijgehouden. In tabel 2 iseen verkort overzicht gemaakt van de toegepaste betonspeciesmet de bijbehorende carbon footprint. Wat goed zichtbaar is, isdat het milieuprofiel voor de in situ betonspecies oploopt alnaar gelang de bouw vordert (foto 3). Dit komt doordat dekeldervloer is gestort in de zomer en dat naarmate de bouwvorderde, de gemiddelde buitentemperatuur lager werd. Boven-dien betreft het een fundering op staal, waarbij de ontkistings-sterkte veel minder belangrijk is. Sterker nog: een trage sterkte-ontwikkeling is beter voor het krimpgedrag van de vloer.ir. Ronald Wenting,ing. Theo van WolfswinkelABT bv1 Voor de nieuwbouw van de Stadscampuseist Saxion een duurzaamheidsniveauExcellent volgens de BREEAM-methodiekTabel 1 Opbouw carbon footprint betonspecie op basis van hoogovencement exclusief transport, productie,verwerking en wapeninggrondstof kg kg/m3liters kg CO2/ton kg CO2/m3bronCEM III 320 2950 108 296 94,7 MRPI-bladzand 780 2650 294 2,7 2,1 betondatabase 3.1grind 1100 2650 415 2,7 3 betondatabase 3.1water 170 1000 170 0,3 0,5 CUR-publicatie 251lucht 1% 10totaal 2380 997 100,3Sturen op CO2-emmissie van beton320152622 Van iedere stort werd de carbon footprint van de betonspecieberekend en werden de hoeveelheden bijgehoudenfoto: Rokramix3 Winterse omstandigheden zijn bepalend voor het milieuprofielvan het betonhouden in de vloer, door deze af te dekken met isolatiedekensen de ondergelegen ruimte te verwarmen.Gedurende het proces werd het noodzakelijk om het gehalteportlandcement op te voeren, vooral toen de temperatuur rondhet vriespunt uitkwam. Toch is het milieuprofiel nooit uit hetoog verloren. Er is continu gezocht naar de balans tussen hetverhogen van het aandeel portlandcement en het juiste pakketaan maatregelen, zoals het verwarmen van het mengsel en deonderliggende ruimten en het isoleren van de constructie.Daarmee is het uiteindelijk gelukt alle vloerdelen op tijd teontkisten.ResultatenHet gemiddelde van de carbon footprint van alle toegepastebetonmengsels bedroeg uiteindelijk 124,2 kg CO2/m3(tabel 2).Dit ligt iets hoger dan het afgesproken niveau van hoogoven-cement (100 kg CO2/m3). Desondanks is het een goed resultaat,zeker gezien de winterse omstandigheden waarin een deel vanhet werk is gerealiseerd en in verhouding met de carbon foot-print van een betonspecie gebaseerd op uitsluitend portlandce-ment, circa 280 kg CO2/m3.Uit tabel 2 blijkt tevens dat de carbon footprint van de prefab-betonmengsels hoger ligt dan de in situ betonmengsels. Ditheeft te maken met de strakke planning bij de productie van deprefab-betonelementen. De ontkistingstijd moet hier zo veelmogelijk worden beperkt. Inzet van extra mallen zou te veelextra kosten met zich brengen en extra tijd voor levering vande elementen was er niet.Met de nodige innovaties in het productieproces is hier in detoekomst nog een behoorlijke winst te halen.Voor de keldervloer is een 80/20-mengel (hoogovengranulaat/portlandcement) toegepast met ECO2cem. Bij de productie vandit hoogovengranulaat (o.a. het drogen en malen van hoog-ovenslak) komt bijna geen CO2vrij en worden geen primairedelfstoffen gebruikt. De dekvloeren zijn midden in de wintergestort. Hoewel het niet de meest strenge winter betrof, werdendeze vloeren gestort bij een temperatuur rond het vriespunt.Om de sterkte-ontwikkeling een boost te geven, maar vooralook om deze op gang te houden, is bij deze betonspecies meerportlandcement toegevoegd (50/50-mengsel). Verder zijnmaatregelen genomen om de warmte zo lang mogelijk vast teTabel 2 Verkorte weergave van de resultaten m.b.t. monitoring van de carbon footprint (excl. transport, productie, verwerking en wapening) van toegepaste betonspeciesconstructiedeel beton[m3]carbon footprintbetonspecie[kg CO2/m3]CO2-emissiebetonspecie[kg CO2]betonsterkte betonmengselfundering/keldervloer 15506077,1140,41195058424C30/37 XF3C30/37 XF3ECO2CEM 80/20-mengselCg S3 incl. 25% CEM Ikelderwanden 357 71,7 25597 C30/37 XF3 ECO2CEM 80/20-mengselprefab-betonconstructie 1397 196,5 274511 C53/65 XC1 25(CEM I)/42(CEM III)/32(kalkstml)schil bollenplaatvloer 474 127 60198 C45/55 XA3druklaag bollenplaatbeganegrondvloer 384 74,5 28608 C30/37 80/20-mengselniveau-1-vloer 384 96 36864 C30/37 70/30-mengselniveau-2-vloer 384 145 55680 C30/37 50/50-mengselniveau-3-vloer 160 145 23200 C30/37 50/50-mengselniveau-4-vloer 90 145 13050 C30/37 50/50-mengseldakvloeren 234 145 33930 C30/37 50/50-mengseltotaal 5474 124,2 679567Sturen op CO2-emmissie van beton 32015 273De aannemer heeft bij de uitwerking van het ontwerp hetaantal m3beton nog weten terug te dringen door de prefab-betondakranden uit te voeren in een hout-staalconstructie ende keldervloer in bouwdeel C uit te voeren in staalvezelbeton.Hetgeen gunstig is in de vergelijking van het absolute niveauvan de CO2-emissie.BewustwordingBelangrijker dan het behaalde resultaat is misschien wel hetbewustwordingsproces. Het proces gaf inzicht in de invloeds-factoren op het milieuprofiel van het toegepaste beton en demogelijkheden de CO2-emissie te beperken. Dit is niet altijdeven makkelijk door het hoge en strakke bouwtempo dat dehedendaagse bouwprocessen dicteert. Wel duidelijk geworden,is dat nog veel milieuwinst is te halen op het gebied van beton,door bewuster met het betonmengsel om te gaan. Zeker alshet allemaal iets langzamer kan en mag of door de omstandig-heden zo te cre?ren dat de ontkistingstijd niet meer op hetkritieke pad ligt.Ervaringen samenwerkingBelangrijke voorwaarde voor een deugdelijk resultaat is eengoede samenwerking tussen constructeur, aannemer en beton-technoloog. De constructeur berekent de ontkistingssterkten,de aannemer bepaalt het stempelplan en de betontechnoloogde samenstelling van het betonmengsel en de actuele betons-terkte (sensoren en drukproeven). Uiteindelijk moet dit allessamenvallen binnen de planning. Bij dit project is vooraf eenaantal besprekingen voor afstemming geweest, ook rekeninghoudende met de eisen op het gebied van schoonbeton (zieartikel `Schoonbeton vraagt om co?rdinatie').Het uiteindelijke resultaat is dat alle betrokken partijen positiefwaren over het proces en hun steentje graag wilden bijdragenvoor het milieu. EvaluatieHet proces zoals beschreven in dit artikel is met de betrokkenpartijen en VOBN na afloop ge?valueerd. Hieruit kwam eenaantal interessante punten naar voren:- Zowel aannemer als ontwerpers zijn ervan overtuigd dat eenstreefwaarde voor het gemiddelde van 100 kg CO2/m3van decarbon footprint van een betonmengsel, haalbaar is.- Om de invloed van het weer mee te nemen in de streefwaardevoor de carbon footprint van het betonmengsel, is een koppe-ling aan weerfasen een goede optie.- In winterse omstandigheden is het voorverwarmen van betonen goed isolerend afdekken effici?nt. Tevens kan worden nage-dacht over de inzet van de betonkernactivering in de vloeren(deze is al aanwezig) om de chemische reactie van het beton opgang te houden als de temperaturen rond het vriespunt zijn.- Door bij prefab beton te werken met een hogere kistinzet, kisten/of beton te verwarmen of door een langere bouwvoorberei-dingstijd, kunnen betonmengsels worden toegepast met eengunstiger milieuprofiel (langere ontkistingstijd). De planning opde bouwplaats hoeft dit niet te raken.- Samenwerking tussen constructeur, betontechnoloog enaannemer is essentieel in dit proces. Wie pakt de regierol in dezedriehoek? In de opstart van een project zou voorafgaand aanhet overleg kunnen worden afgesproken wie de rol van duur-zaamheidsco?rdinator op zich neemt.- Voor het berekenen van de carbon footprint van een beton-mengsel over de gehele keten inclusief transport, productie,verwerking en wapening, is de ontwerptool Groen beton vanSBRCURnet beschikbaar. Daarmee is het milieuprofiel snelinzichtelijk te maken.
Reacties