themaBerekeningbespaart 25%milieubelasting1Nieuwbouw energieneutraal regiokantoor Enexis in ZwolleBerekening bespaart 25% milieubelasting 22013 43Het door Atelier PRO ontworpen regiokantoor van Enexis inZwolle omvat de nieuwbouw van een drielaagskantoor incombinatie met een bedrijfshal die op begane grond deels inhet kantoor is ge?ntegreerd. Het kantoor staat te midden vanandere Enexis-gebouwen op het eigen terrein en biedt plaatsaan de medewerkers die in de bestaande panden op het terreinwerkzaam zijn. Het gebouw is het derde nieuwbouwproject ineen reeks nieuwe kantoren voor de energienetbeheerder.Duurzaam ontwerp kantoorEr is gezocht naar een zo flexibel mogelijk ontwerp. Hiermeekan de levensduur worden verlengd en daarmee de milieulas-ten per jaar verlaagd. Uniek voor dit project is dat voor dekeuze van de constructie de schaduwprijs bij de afweging ismeegewogen. De schaduwprijs kan worden gedefinieerd als depreventiekosten om milieudoelen te halen. Het resultaat washet BREEAM Excellent ontwerpcertificaat.Bij het constructief ontwerp van het kantoorgedeelte lag denadruk op vloerconstructies die met minimaal materiaalge-bruik een grote kolomvrije ruimte konden cre?ren. Dit isbelangrijk vanwege de wens om grote kantoorruimten mogelijkte maken voor het nieuwe werken met flexplekken. De invloedvan het vloersysteem op de hoofddraagconstructie was eenbelangrijk aspect bij de vergelijking van de verschillende vloer-systemen, waarbij het voorkomen van dure overdrachtscon-structies bij de uitkragende voorgevel cruciaal was.Een voorstudie zette het meest energetische klimaatsysteem aftegen de investeringskosten, waarna de keuze viel op hettoepassen van een klimaatplafond. Hierdoor werd de vloercon-structie uit het zicht ontnomen. De vrije ruimte tussen plafonden constructie maakt het mogelijk het klimaatsysteem tijdensde gebruiksfase aan te passen. Hiermee verviel de keuze voorge?ntegreerde vloersystemen als Holcon of Slimline.Een andere maatregel genomen om het kantoor energiezuinigte maken, was het toepassen van zonnecellen op het dak. Dooralle daken schuin te plaatsen, is het hoogste rendement tebereiken. Daarnaast bevat het plan een `groene long' waarvoorhet kantoor met een volledig glazen dak en gevel is voorzien.Deze groene long heeft een getemperd buitenklimaat waaruithet klimaatsysteem verse ventilatielucht aanzuigt. In de winterwerkt de groene long als een wintertuin. In de zomer wordt hetglasdak geopend en de overtollige warmte gebruikt om dewarmte-koude-opslag (WKO) te regenereren.De gevels van het gebouw zijn gemaakt van composiet. Dezesandwichelementen zijn opgebouwd uit glasvezelversterkt poly-esterlaminaat en gevuld met een isolatie. De vorm van de gevelsEnexis streeft als energiebeheerder een duurzamesamenleving na. Niet vreemd dat voor de nieuwehuisvesting in Zwolle is gekozen voor eenenergieneutrale oplossing. Tijdens het ontwerp lagde nadruk op de meest duurzame constructieveoplossingen door slim gebruik van verschillendebouwsystemen en bouwmaterialen. Zondervoorkeur voor staal of beton is in het constructiefontwerp gezocht naar een optimale flexibiliteit.ing. Mischa Andjelic PMSe/RC,ir. Pim Peters ROIMd Raadgevende Ingenieurs1 Groene long van het regiokantoor2 Kantoorgedeelte met uitkragende voorgevel3 Raamopening ontworpen als zonwerende gevelfoto's 1, 2 en 3: Atelier PRO23beganegrond0eersteverdieping4.000tweedeverdieping7.700derdeverdieping11.400865421108007200360090001800?219.1x8?400?400?219.1x8?219.1x8?400?400?219.1x8?400?400themaBerekening bespaart 25% milieubelasting2201344Twee van de onderzochte varianten bestonden uit een staalske-let met kanaalplaatvloeren, ??n variant had een betonskelet enbollenplaatvloer, gecombineerd met een dak bestaande uitkanaalplaten en stalen dakliggers.In het bouwkundig ontwerp kragen de eerste- en tweedeverdie-pingsvloeren uit (fig. 4). De kanaalplaatvariant gaat uit vandoorgaande kolommen die op de begane grond voor de gevelzijn gesitueerd om de uitkragende vloeren te voorkomen Bij devariant met betonskelet is de uitkraging daarentegen welmeegenomen. De reden voor de afwijkende varianten was hetstreven naar zo min mogelijk materiaalgebruik.De berekening is opgesteld voor een representatief bouwdeel(groene kader in de plattegronden in fig. 5 t/m 8). De schaduw-prijsberekening resulteert in een totale, op LCA gebaseerde scha-duwprijs. Het delen van de totale schaduwprijs door de levens-duur van het gebouw (50 jaar voor kantoren) leidt tot een jaar-lijkse schaduwprijs. Om de flexibiliteit en de daaraan te relaterenlevensduur ook van invloed te laten zijn, is tevens de ESL-factor(estimated service life) bepaald volgens het rekenmodel van ir. F.Tool. De ESL-factor is een bepaling van de levensduur waarbijflexibiliteit en aanpasbaarheid van de constructie meegenomenwordt. Hoe langer een gebouw meegaat, hoe lager de jaarlijksemilieukosten. De vaste kosten voor bouw en sloop kunnen danover een langere periode worden uitgesmeerd.maakt deze zonwerend door de kozijnen schuin in het gevel-vlak te plaatsen en voorkomt dat het extreem goed ge?soleerdegebouw te veel opwarmt door directe zoninstraling. Bijko-mende voordelen van de gevels zijn het lichte eigen gewicht ende snelle montage op de bouw.Duurzaam ConstruerenIn de VO-fase is voor drie constructieve varianten een scha-duwprijsberekening opgesteld om de milieueffecten op langeretermijn af te wegen, zonder vooraf voorkeur te hebben vooreen bouwsysteem of bouwmateriaal. De schaduwkostenbereke-ning van de verschillende constructieve varianten is gedaanmet behulp van de DuCo-rekentool (zie kader).Drie variantenVariant hybride 1 (h.o.h. 5400 mm) (fig. 5):? kanaalplaatvloer 400;? THQ-liggers;? HEB-kolommen h.o.h. 5400 mm.Variant hybride 2 (h.o.h. 7200 mm) (fig. 6):? kanaalplaatvloer 400;? THQ-liggers;? HEB-kolommen h.o.h. 7200 mm.Variant beton (fig. 7 en 8):? bollenplaatvloer 340;? betonnen kolommen ?400 h.o.h. 10 800 mm met extra tussen-rij kolommen (as B);? dak bestaande uit een kanaalplaatvloer 260 en THQ-liggers.DuCo-rekentoolIMd heeft in opdracht van deTechnische Commissie Duurzaamheidvan Bouwen met Staal een rekentool ontwikkeld waarmee al in deontwerpfase de milieubelasting van constructies kan wordenbepaald. Zo kunnen betere, slimmere keuzes worden gemaakt enkan concreet invulling worden gegeven aan Duurzaam Construe-ren. Deze zogenoemde DuCo-rekentool was een initiatief van ir.Elise Bilardie van IMd. De rekentool, die sinds februari 2013 beschik-baar is, bepaalt de materiaalgebonden milieubelasting volgens deschaduwprijsmethodiek. Hierin worden milieueffecten als hetbroeikaseffect, uitputting van grondstoffen en klimaatsveranderingdoor de constructiematerialen berekend. In tegenstelling totandere meetinstrumenten als GPR gebouw en BREEAM NL, is deDuCo-rekentool toegespitst op het constructieve materiaalgebruiken is daarmee een goed hulpmiddel om de milieu-impact vanconstructies te vergelijken op basis van numerieke gegevens.Bij de rekentool (spreadsheet) is een handleiding geschreven meteen rekenvoorbeeld. De rekentool en handleiding zijn vrij tegebruiken.44 Doorsnede kantoorCD77101111IIKKLLGMMH1414B991515JJA16161212E86554211 31313KP400KP400KP400CD71011IIGH14B915JJA1612E86554211 313CD77101111IIKKLLGMMH1414B991515JJA16161212E86554211 31313KP400KP400KP400CD77101111IIKKLLGMMH1414B991515JJA16161212E86554211 31313Berekening bespaart 25% milieubelasting 22013 45factor van 1,5. De geschatte levensduur van de betonvariantkomt hierdoor op 1,5 ? 50 jaar = 75 jaar. De ESL-factorbereke-ning voor de varianten van de kanaalplaatvloeren resulteert ineen waarde 1,0. Dit betekent dat het geen invloed heeft op delevensduur. Echter, ook zonder invloed van de geschatte levens-duur heeft de betonvariant de laagste schaduwprijs.Naast het regiokantoor in Zwolle realiseerde Enexis in dezelfdeperiode twee nieuwe regiokantoren in Maastricht en Venlo.Resultaten berekeningUit tabel 1 volgt dat de betonvariant de laagste schaduwprijsper jaar heeft (gebaseerd op de nationale milieudatabase uit2011). In de hybridevariant overspant de 400 mm dikke kanaal-plaatvloer de totale breedte van het gebouw en is daardoor rela-tief zwaar. In de betonvariant zorgen middenkolommen ervoordat de 340 mm dikke bollenplaatvloer optimaal is uitgenut.Hoewel het gewicht van de kanaalplaten nog altijd iets lager ligtdan de betonvariant, geeft dit in de schaduwprijsberekeningeen marginaal verschil. Logischerwijs zit het verschil dan ookin het materiaalgebruik van het staal. Het verschil in kolompo-sities en onderlinge afstanden heeft grofweg de grootste invloedop de schaduwprijsberekening.De grotere sparingsflexibiliteit van de bollenplaatvloer tenopzichte van de kanaalplaatvloer leidt tot een gunstige ESL-Tabel 1 Resultaten schaduwkostenberekening constructievariantenvariant schaduwprijstotaallevensduur ESL-factor jaarlijkseschaduwprijskanaalplaatvloer 5400 8298 50 jaar 1,0 165,97kanaalplaatvloer 7200 8435 50 jaar 1,0 168,70bollenvloer 10800 7400 50 jaar 1,5 98,6757 865 Variant kanaalplaatvloer met staalconstructie kolommen h.o.h. 5,4 m6 Variant kanaalplaatvloer met staalconstructie kolommen h.o.h. 7,2 m7, 8 Variant bollenplaatvloer met als dak een kanaalplaatvloerthemaBerekening bespaart 25% milieubelasting2201346gebouw bestaat in hoofdlijnen uit een betonnen skelet vankolommen en prefab kernwanden die de stabiliteit waarborgen.Voor de vloeren valt de keuze op de vlakke plaatvloer metgewichtsbesparende bollen (foto 9). Dit vanwege de gewichts-besparing voor de fundering en de reductie van de benodigde,primaire grondstoffen. De bollenplaatvloeren met een diktevan 340 mm overspannen in twee richtingen tot een maximalelengte van 10,80 m waardoor een vrij indeelbare ruimteontstaat. Plaatsing van de kolommen in de breedterichting meteen kleinere h.o.h.-afstand van 7,2 m (grid 10,8 ? 7,2) leidt totbesparingen op de benodigde wapening.De eerste- en tweedeverdiepingsvloeren kragen bij de voorge-vel uit (foto 10). Een overgangsconstructie is niet nodig dooreen lokale verdikking van de vloer van de eerste verdiepingnaar 450 mm en door het weglaten van bollen. De composiet-gevelelementen kunnen de optredende vervormingen van devloer goed volgen.In het kantoor worden ge?soleerde kanaalplaten op de beganegrond opgelegd op de funderingsbalken. Hierbij is het mogelijkeen kruipruimte aan te brengen voor de toegankelijkheid vaninstallaties onder de beganegrondvloer.De dakvloer is in eerste instantie ontworpen met kanaalplatenopgelegd op ge?ntegreerde stalen hoedliggers en gedragen doorstalen kolommen. Uiteindelijk is het dak, als gevolg vankostenoptimalisaties, gewijzigd naar een stalen dakplaat enstalen dakliggers. Deze wijziging heeft een geringe, negatieveinvloed op de schaduwkostenberekening tot gevolg gehad.Deze regiokantoren zijn allemaal ontworpen door Atelier PROen hebben een eenheid in het bouwkundig ontwerp. Hetverschil tussen de kantoren Maastricht/Venlo en Zwolle isvoornamelijk terug te vinden in de opzet van de constructie.Een vergelijk van de schaduwkosten van deze drie kantorentoont aan dat het regiokantoor Zwolle een milieubesparing opde constructie geeft van maar liefst 25%. Als gevolg van dezebesparing zijn in Zwolle op het buitenterrein geen extra zonne-panelen nodig geweest om het gebouw energieneutraal temaken.Constructie kantoorHet variantenonderzoek heeft geleid tot de keuze voor debetonvariant met de laagste milieukosten en de beste inpas-baarheid in het bouwkundig ontwerp. De constructie van het910Berekening bespaart 25% milieubelasting 22013 479 Gewichtsbesparende bollenvloer10 Opbouw constructie en gevelfoto: Atelier PRO11 Constructie gegenereerd uit het BIM-modelIn het ontwerp is voor de begane grond gekozen voor eenvlakke in het werk gestorte plaatvloer met minimale diktegedragen door funderingspalen. Betonkernactivering van debetonvloer verwarmt of verkoelt de hal (leidingen zijn geplaatstop een ondernet). Een kolomkop ten behoeve van ponsontstaat eenvoudigweg door de isolatie op de plaats van defunderingspalen weg te laten. De vloer is gedimensioneerd engewapend met een zo groot mogelijke flexibiliteit. Het is overalop de vlakke plaatvloer mogelijk (dragende) metselwerkwan-den te plaatsen. Tevens is de gehele vloer toegankelijk voorgemotoriseerd verkeer en is het mogelijk plaatselijk een hogepuntlast toe te laten. Vanwege de betonkernactivering en lokaalhoge puntlasten was een met staalvezel gewapende vloer hierniet aan de orde.Tot slotHet project heeft duidelijk aangetoond dat door in hetontwerpstadium integraal de variantenstudies en duurzaam-heid mee te nemen, de (milieu)investeringskosten wel degelijkworden be?nvloed. De projectgebonden randvoorwaardenvragen een open visie van de constructief ontwerper zondervoorkeur voor materiaal of bouwsysteem. Met de constructie ismeer winst te behalen dan betonkernactivering of betongranu-laat alleen. Door bij elk project de invloed op de milieulast meete wegen, kan iedere constructeur een steentje bijdragen aanhet behoud van `onze' aarde. PROJeCtGeGeVeNSproject Energieneutraal Regiokantoor Enexis Zwolleopdrachtgever Enexis B.V.architect Atelier PROconstructeur IMd Raadgevende Ingenieursaannemer BAM Utiliteitsbouw b.v. Regio Oostdirectievoering Stevens van Dijckadviseur installaties Deerns Raadgevende Ingenieursoplevering februari 2013De uitwerking van het bouwkundige deel van het gebouw isvolgens de BIM-methodiek met Revit Structure in samenwer-king met de architect gemodelleerd (fig. 11).BedrijfshalHet project kent naast het kantorengedeelte ook een bedrijfs-hal. Deze hal is uitgevoerd in een volledige staalconstructie metstalen dakplaten. Door de toepassing van een lichte dakcon-structie zijn grote overspanningen mogelijk met relatief weinigkolommen. Deze constructie maakt ook de schuinte van hetdakvlak eenvoudig te realiseren. Ook het ophangen van eendeel van het dakvlak aan de vloeren van het kantoorgebouwbeperkt het aantal kolommen. Het ontwerp van de aansluitingvan de twee afzonderlijke brandcompartimenten leidt ertoe datdeze elkaar constructief niet be?nvloeden in het geval vanbrand.11