C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wtechniekcement 2005 7 31De meeste kassen in Nederlandliggen in het Westland, dat doorzijn lage ligging en zijn hogeglasbedekking veelvuldig te kam-pen heeft met een te veel aanwater. Anders dan bij (losstaande)woningen hebben kassen eenaanzienlijk bebouwd oppervlakte.Het is een uitdaging hiervoor eengeschikt drijfsysteem te ontwer-pen dat aan de vele eisen voldoet.Uitgangspunt is dat een `normale'kas op een drijflichaam wordtgeplaatst. Het drijflichaam neemtde functie van de ondergrondover. Dit betekent dat het drijfli-chaam drie functies in zich moetverenigen. In de eerste plaatsvormt zij de vloer van de kaswaarop het tuinbouwbedrijf wordtuitgeoefend. Ten tweede vormt zijde fundering voor de kolommenen wanden van de kas en tot slotmoeten er diverse soorten leidin-gen in opgenomen kunnen wor-den [1].B e l a s t i n g e nDe belastingen op het drijflichaambestaan uit het eigen gewicht vankas, teelt en installaties en uitwind en sneeuw op de kas. Dezebelastingen zijn vermeld inNEN 3859 [2].Alle belastingen op de kas wordenuiteraard overgedragen op hetdrijflichaam. Daarnaast onder-vindt het drijflichaam nog debelastingen van de nuttige belas-ting op de vloer, van wind en gol-ven en van temperatuur. Ooktreden er nog belastingen op dooraanlegvoorzieningen, koppelingentussen drijflichamen en toegangs-bruggen. Inherent aan het feit datde kas drijft, is dat optredendebelastingen direct zakking ofscheefstand van het drijflichaamveroorzaken. Een kilo meer belas-ting betekent dat er een liter wateronder het drijflichaam moetafstromen (`Archimedes'). Hetgevolg is dat een normaal te han-teren nuttige belasting op de vloervan 2,0 kN/m2(200 kg/m2) eenzakking veroorzaakt van 0,2 m(fig. 2). Bij een gelijkmatige belas-ting is dit geen bezwaar, maar alsde belasting over ??n helft van dekas wordt aangebracht, betekentdit een aanzienlijke scheefstandmet als resultaat vervorming vande vloer en dus grote spanningenin het drijflichaam. De scheef-stand heeft invloed op het tuin-bouwbedrijf.De vervormingen van het drijfli-chaam (de onderbouw) hebbeninvloed op de kas (de bovenbouw).Glazen ruiten kunnen springen.Het drijflichaam als geheel moetuiteraard de spanningen op kun-nen nemen, zonder dat hetinvloed heeft op de bovenbouwNaar een nieuwe generatie drijfsystemenErvaringen met eerstedrijvende kas ter werelding. P.L.M. Snel en ing. S. Eversdijk, Advining. J.W.Ro?l, Unidekdr.ir. C. Zevenbergen, Dura Vermeer`Drijvende Kassen' maken het mogelijk waterberging met glastuinbouw tecombineren. Zij kunnen rekenen op een breed draagvlak en enthousiasme bijonder meer de Rijksoverheid, een aantal waterschappen, de Provincie ZuidHolland, diverse Wageningse instituten en betrokken marktpartijen. Het eer-ste prototype is gebouwd in de waterbergingsvijver van FloraHolland teNaaldwijk. Wat deze kas zo bijzonder maakt, is dat het drijflichaam terplaatse op het water is gebouwd en bestaat uit ??n monolithisch pakket vanEPS en beton. Met deze demonstratiekas is een essenti?le stap gezet naar deintroductie van een nieuwe generatie drijfsystemen (foto 1).1 |Waterberging en kassen-bouw op ??n oppervlakC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wtechniekcement 2005 732c.q. toepassing. Belangrijke mate-riaaleigenschappen van EPS zijndaarbij het uitstekende drukverde-lende vermogen en de druksterk-te.M a x i m a l e v e r v o r m i n gDe waarde van de maximalescheefstand wordt bepaald door hettype teelt, het intern transport endergelijke. De waarde van de maxi-male vervorming wordt bepaalddoor de maximale zetting van eenkolom van de kas ter plaatse van detwee naastgelegen kolommen.Deze zetting bepaalt immers despanning in het glas van de kas.Waarden zijn gegeven in [2]. Dezenorm is echter gebaseerd op deaanwezigheid van betrekkelijkweinig bevoegd personeel. Daaromis voor de dimensionering van deonderbouw van het demonstratie-model tevens rekening gehoudenmet de aanwezigheid van grotereaantallen bezoekers volgens NEN6702 [3]. De maximale spanningenin de constructie kunnen wordengecontroleerd aan de hand van demateriaalnormen uit de 6700-serie(fig. 3).V e i l i g h e i dHet drijflichaam moet uiteraardonzinkbaar zijn, in die zin dat ??n(groot) lek niet tot zinken magleiden. Dit betekent in geval vanuitsluitend beton dat het drijfli-chaam uit meerdere compartimen-ten zal moeten bestaan. Echter,wanneer er een drijflichaam wordtontworpen dat geheel bestaat uitEPS dan is dit op zichzelf alonzinkbaar. EPS heeft namelijk alseigenschap dat de vochtopname bijonderdompeling gedurende tien-tallen jaren minimaal is (foto 4).Er zijn ruwweg drie bouwmetho-des denkbaar die - afhankelijk vande situatie - mede de prijs per m2bepalen:? bouw van relatief kleine elemen-ten op de wal die vervolgens inhet water worden gekoppeld toteen drijflichaam;? bouw van relatief grote elemen-ten in een bouwdok. De elemen-ten worden later op het watergekoppeld tot een drijflichaam;? bouw van relatief grote elemen-ten op het water en deze koppe-len tot een drijflichaam.P r i n c i p e d r i j v e n d ec o n s t r u c t i eHet principe van de drijvende kasis gebaseerd op de Wet van Archi-medes.In de praktijk komt dit voor eengelijkmatig belaste drijvende con-structie neer op:Guz= ______A ? wwaarin:uzis de verticale inzakkingt.o.v. waterlijn (m);G is het gewicht van de totaleconstructie (kN);A is het oppervlak drijflichaam(m2);wis het soortelijk gewichtwater (kN/m3)Wordt het drijflichaam excentrischbelast dan geldt, indien de vervor-ming van de onderbouw buitenbeschouwing wordt gelaten:G G?euz;max= ____ + _____A?wW?wwaarin:uz;maxis de maximale verticaleinzakking t.o.v. waterlijn(m);e is de excentriciteit belastingt.o.v. hartlijn (m);W is het weerstandsmomentdrijflichaam (m3).Met de berekende inzakking vanhet drijflichaam en een gewenstevrijboord wordt de minimaalbenodigde hoogte van de onder-bouw bepaald.F u n d e r i n g s b a l k e nDe uitgespaarde ruimte tussen deEPS-blokken is gevuld met staal-vezelbeton. Er is dus vooraf geentraditionele wapening aange-bracht. Volgens een vooraf gesi-muleerd model is de wijze vanstorten nauwkeurig bepaald. Doorhet lichte gewicht van het EPS ende totale massa van het beton voorde fundering, circa 150 ton, wasbibuprefab betonnen schortgevel kasstortnaadvlakke betonvloerin situ gestortbetonnen verstijvingsribafm. 250x800mmin situ gestortin situ gelijmdgestapelde EPS blokkenvrijboord12001502 |Samenstellingonderbouw3 |Vervorming als gevolgvan eerste stort vloerC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wtechniekcement 2005 7 33zorgvuldigheid gewenst. Hetteveel aan ??n zijde storten ofniet gelijkmatig genoeg aanbren-gen kon leiden tot een ongelijk-matige belasting en daardoor eenongelijkmatige vervorming vanhet EPS-lichaam. De EPS-blokkenfungeren ook als bekisting enmoeten ook voldoende weerstandbieden tegen de druk van devloeibare betonspecie en mogenzeker niet opgedrukt worden.Aan de buitenrand van de EPS-constructie is ter plaatse van defundering een metaalprofiel aan-gebracht als bekisting. Het aan-brengen van het staalvezelbetongebeurde met behulp van tweebetonpompen en twee stortploe-gen (foto 5 en 6).In de funderingsbalken zijn zowelde leidingen voor de watervoorzie-ning in de kas als voor de regenwa-terafvoer ingestort. Na het voldoen-de uitharden van de betonnenfundering is in combinatie met hetEPS een in principe onzinkbaar,stabiel en star drijflichaamgevormd.V l o e r c o n s t r u c t i eEen aan de buitenrand van deconstructie aangebrachte betonnenrandbalk vormde tevens de bekis-ting van de betonvloer. De 150 mmdikke betonvloer is eveneens uitge-voerd met uitsluitend staalvezelbe-ton. In de vloer is vooraf vloerver-warming aangebracht. De afwate-ring van de kas loopt door debetonnen funderingsbalken heen.Naast de staanders van de kas loopteen pvc-buis recht naar benedendeze op afschot liggende en inge-storte afwateringsbuis in. Aan dezijkant van het drijflichaam lozendeze twee buizen op het oppervlak-tewater.S t a a l v e z e l b e t o nDe totale hoeveelheid staalvezelbe-ton in deze constructie bedraagtcirca 180 m2. Zo'n 60 m2hiervanis verwerkt in de funderingsbal-ken en de overige 120 m2in devloerconstructie. De betonsterkte-klasse is B 35 en de milieuklasse5d. De levering is overeenkomstigNEN 5959 [4], voorzien van eenKOMO-attest voor staalvezelbeton.Het staalvezelgehalte is 35 kg/m2.De zogenoemde R1,5, voor deberekening van de rekenwaardevan de buigtreksterkte van hetstaalvezelbeton bedraagt 0,71. Debetonspecie, met consistentiege-bied 4, is met behulp van tweebetonpompen gelijktijdig in hetwerk gebracht.C o m p u t e r m o d e l l e nVerschillende 2D-computermodel-len zijn opgesteld om in de ver-schillende fasen van het stortenvan het beton de vervorming tekunnen voorspellen.4 |Meervoudig ruimtege-bruik(foto's: Ton Borsboom)5, 6 | Het storten van devloer van de demokasC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wtechniekcement 2005 734model 1) gefaseerd storten balken-rooster; stijfheid alleen door EPS-blokkenHet storten van het balkenroosteris in lagen van circa 150 mm uit-gevoerd. Doordat het EPS uit-steekt ten opzichte van het balken-rooster hebben de randen de nei-ging omhoog te gaan staan.Voorgesteld is ongeveer halver-wege het storten van het balken-rooster de extra belasting in devorm van prefab betonnen ele-menten aan de randen van hetdrijflichaam aan te brengen.model 2) aanbrengen bedrijfsvloer;stijfheid drijflichaam voornamelijkdoor uitgehard balkenroosterOm een zo gelijkmatig mogelijkevervorming te krijgen is beslotenom met twee betonpompen ?18 m3/uur in spiegelbeeld te stor-ten (zie fig. 3). Nadat de volledigevloer is gestort, bestaat er eentheoretisch hoogteverschil vancirca 22 mm tussen de randen enhet midden van de vloer (fig. 7).In relatie tot de afmeting van hetdrijflichaam wordt dit als voldoen-de vlak beschouwd. De onderzijdevan het drijflichaam bevindt zichin deze fase bijna 0,65 m onderhet wateroppervlak.model 3) aanbrengen van de kascon-structie op bedrijfsvloer en gebruiks-belasting door onder meer bezoekers;stijfheid drijflichaam door samen-werkend balkenrooster en bedrijfs-vloerDoordat het EPS uitsteekt tenopzichte van het balkenroosterhebben de randen van het drijfli-chaam de neiging omhoog te gaanstaan. Dit effect is ongewenstaangezien het uitgeharde balken-rooster na storten van de vlakkebetonvloer niet meer in horizon-tale stand terugkomt. Om dit teondervangen zijn aan de buiten-zijde van het drijflichaam prefabbetonnen schortelementen aange-bracht. Deze elementen doentevens dienst als kantopsluitingvoor de te storten vloer (foto 8).C o n c l u s i e sEen andere aanpak van de ruimte-lijke inrichting moet zorgen datNederland `droge voeten' houdt.We zullen dus moeten kiezen voorbouwwijzen die minder kwetsbaarzijn voor wateroverlast en eencombinatie met waterbergingmogelijk maken. Een van de kwa-liteiten van drijvend bouwen is deflexibiliteit in zowel verticale rich-ting (meebewegen met een fluctu-erend waterpeil) als in horizontalerichting. Het biedt ook de moge-lijkheid een wateroppervlak zon-der te veel ingrepen tijdelijk te`lenen' voor een economischefunctie als glastuinbouw.De ervaringen die zijn opgedaanmet het ontwerp en de bouw vande demonstratiekas hebben uitge-wezen dat beton in combinatiemet EPS uitstekende mogelijkhe-den biedt als basismateriaal voorde drijvende fundering. Het drijf-systeem kan door een juist ont-werp voldoende stabiel wordengemaakt en door de dikte van deEPS-blokken te vari?ren kanbovendien het drijfvermogen aanelke willekeurige belasting wordenaangepast. Een bijkomend voor-deel is dat EPS zich gemakkelijklaat verwerken tot elke gewenstevorm. Deze vormflexibiliteit speelttevens in op de behoefte om opeen eenvoudige wijze het beno-digde leidingwerk in de ondercon-structie te kunnen verwerken.Door de schaalvoordelen van hetsysteem in combinatie met hetmeervoudig gebruik van dezelfderuimte, kan de drijvende kas con-curreren met traditionele kassenop het land. De gekozen bouwme-thodiek van het drijflichaam,waarbij direct op het water isgebouwd, is innovatief en voorzover bekend nog nergens elderstoegepast. De verwachting is datmet deze `in place' vervaardigingeen doorbraak is bereikt in detechnologie van multifunctioneledrijflichamen. L i t e r a t u u r1. Zevenbergen, C., S.B. de Boeren A.J.G. Spliet, De kas vanNoach; Perspectieven van eenmodulair drijfsysteem. Cement2003 nr. 4.2. NEN 3859, Tuinbouwkassen:Ontwerp en constructie - Tuin-bouwkassen voor de commer-ci?le productie van planten engewassen. NEN, Delft, 2004.3. NEN 6702, Technische Grond-slagen voor bouwconstructies.TGB 1990. Belastingen envervormingen. NEN, Delft,2001.4. NEN 5950, VoorschriftenBeton ? Technologie (VBT).NEN, Delft, 1995Projectgegevensopdrachtgever:Dura Vermeerdirectie:Dura Vermeerconstructief ontwerp:Advinaannemer onderbouw:Dura Vermeeraannemer bovenbouw:Unidekleverancier betonspecie:Mebin7 |Vervorming na gereed-komen vloer inclusiefprefab randelementen8 |Vloer in wording