O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eDuur zaamheidcement 2002 880Ondanksdetoegenomenaandachtvoor duurzaam bouwen, blijkendemilieuprestatiesvangebouwennauwelijks toegenomen. Een vande oorzaken is de ineffectiviteitvan vele ontwerpoplossingen: erwordt gefocust op verkeerde ge-bouwonderdelen en op oplossin-gen die procentueel weinig verbe-tering betekenen.M i l i e u b e l a s t i n g v a ng e b o u w e nUit onderzoek naar de milieu-belasting van rijkskantoorgebou-wen [1] is gebleken dat, uitgaandevan een levensduur van 75 jaar,het energiegebruik in een ge-bouw verantwoordelijk is voor hetgrootste deel van de milieubelas-ting (ca. 60%), met materiaalge-bruikopdetweedeplaats(ca.30%).Een levensduur van 75 jaar is voorde meeste gebouwen veel te lang:kantoorgebouwen zijn vaak al na15 ? 20 jaar functioneel verouderden worden dan ingrijpend aange-past of gesloopt. Naarmate de le-vensduur korter is dan 75 jaar,neemt het aandeel van de mate-rialen in de totale milieubelastingtoe. De door de materialen ver-oorzaakte milieubelasting wordtdan over een minder lange perio-deafgeschreven,terwijldemilieu-belastingvanenergie-enwaterge-bruikjaarlijks(dagelijks)optreedt.Uit figuur 1 blijkt dat de draag-constructie van een gebouw degrootsteveroorzakerisvandema-teriaalmilieubelasting (ca. 60%).Ook nu wordt uitgegaan van eenlevensduurvan75jaar,waarbijre-paraties en vervanging van ver-schillende gebouwonderdelen inde berekening zijn meegenomen.Het aandeel van de draagcon-structie in de materiaalmilieube-lasting zal iets toenemen bij eenkortere levensduur, omdat eenkortere levensduur tot minder on-derhoud, reparatie en vervangingleidt van verschillende gebouw-onderdelen zoals afwerking, af-bouw en inbouw.De resultaten laten zien dat effec-tieve duurzame ontwerpoplossin-gen zich moeten richten op hetenergiegebruik en op de draag-constructie;inhetbijzonderopdevloeren!D u u r z a m e d r a a g -c o n s t r u c t i e sDe milieubelasting van draagcon-structies kan worden verminderddoor het toepassen van geschiktematerialen bij een gegeven over-spanning en functie. Het ontwik-kelen van nieuwe materialen, hetontwerpen van innovatieve oplos-singen voor draagconstructies enhet verlengen van de gebruiks-duur ervan mogen in dit kaderniet worden vergeten.Uitgaandevandebestaandedraag-constructies is gezocht naar demeest geschikte constructie, ge-geven de overspanning. Het on-derzoek heeft zich toegespitstop vloerconstructies, waarbij eenuitspraak wordt gedaan over deduurzaamheid van de vloeren,uitgaande van verschillende over-spanningen. De achterliggendegedachtedaarbijisdatdehorizon-tale elementen van de draagcon-structie materiaalintensief zijn.F u n c t i o n e l e e e n h e i dHetvergelijkenvanappelsmetpe-ren leidt tot niets! De vloertypendie met elkaar worden vergelekenmoetenfunctioneelgelijkwaardigzijn aan elkaar: daarom wordt eenfunctionele eenheid vastgesteld.Deze bestaat uit een aantal pres-tatie-eisen waaraan de vloerenminimaal moeten voldoen, even-tueel door het treffen van aanvul-lende maatregelen. Alle vloerenworden voorzien van een afwerk-vloer en een verlaagd plafond omook functioneel gelijkwaardig teMilieuvergelijkingen van draagconstructiesEffectief duurzaam bouwenir. M.J.P. Arets, TU Delft, faculteit Civiele Techniek en GeowetenschappenDe aandacht voor duurzaam bouwen is gestegen, maar de bereikte resultatenblijven vaak achter bij de gedane inspanningen. Effectieve ontwerpoplossin-gen zijn nodig om daadwerkelijk duurzaam te bouwen. Deze zijn onder meergericht op het materiaalgebruik in de draagconstructie. Een goed voorbeelddaarvan is het toepassen van de minst milieubelastende vloer bij een gegevenoverspanning.V e r g e l i j k e n d ` w a r e n ' o n d e r z o e kDe opbouw van de hoofddraagconstructie van een gebouw bestaat uit een groot aantal metelkaar samenhangende constructie-elementen, waarvan de vloerconstructie ??n van de groot-ste is. Het afgelopen jaar hebben aan de TU Delft, faculteit Civiele Techniek en Geoweten-schappen, twee onafhankelijke afstudeeronderzoeken plaatsgehad naar vloerconstructies ingebouwen. Beide onderzoeken resulteerden, ondanks verschillende onderbouwingen, in eenvergelijkbare conclusie: zowel vanuit het oogpunt van milieu, maatschappij als klant (een ge-middelde belegger in vastgoed) zouden de kanaalplaatvloer en de TT-vloer worden gekozen.In dit en het hiernavolgend artikel worden de onderzoeksresultaten gepubliceerd.draagconstructieafbouwinbouwafwerkingterrein16,7%9,5%1,4%57,1%15,3%1 | Verdeling van materiaal-milieukosten in en omeen gebouwO n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eDuur zaamheidcement 2002 8 81zijn. De prestatie-eisen zijn weer-gegeven in figuur 2.De vergelijking is als volgt uitge-voerd: uitgaande van de prestatie-eisen waaraan de vloervariantenminimaal moeten voldoen, wor-den bij verschillende overspan-ningen de doorsneden bepaald.Aan de hand van de doorsnedenkan het materiaalgebruik en daar-uit de milieubelasting wordenvastgesteld.M i l i e u k o s t e n e n i n t e g r a l ek o s t e nEr is voor gekozen de milieube-lasting uit te drukken in milieu-kosten, waardoor het mogelijkwordt de economische kosten ende milieukosten met elkaar inverband te brengen. De milieu-kosten zijn de kosten nodig voorpreventie van milieueffecten envoor het herstel van de schade ver-oorzaakt door de milieueffecten.Hoeweldemilieukostenspecifiekzijn per product, worden deze uit-eindelijk afgewenteld op de maat-schappij en derhalve uit de alge-mene middelen betaald. Voor hetbepalenvandemilieukostenisge-bruikgemaakt van de databasevan GreenCalc, een op LCA (LifeCycle Analysis) gebaseerd com-puterprogramma dat de milieu-kosten van gebouwen bepaalt.Bij een keuze tussen verschillen-de vloeren spelen de realiserings-kosten een belangrijke rol. Dezekosten, de prijs van de vloer perm2kant en klaar in het werk, ende milieukosten zijn bij elkaar op-geteld, hetgeen leidt tot de inte-grale kosten.Derealiseringskostenwordendoorverschillende factoren be?nvloed,onder meer door de in de func-tionele eenheid genoemde pres-tatie-eisen. Ook andere factorenzoals de locatie en grootte van hetproject, de plattegrond van devloer enz. hebben een invloed opde prijs.B e o o r d e l i n g v a nv l o e r t y p e nVan de verschillende vloertypenzijndemilieukosten,realiserings-kosten en integrale kosten be-paald. Daartoe is uit het groteaanbod van vloertypen een keuzegemaakt. Er is gekozen voor vloe-ren die vaak worden toegepast envoldoende van elkaar verschillen.De keuze viel op de kanaalplaat-vloer, de breedplaatvloer (de ge-wapende en de voorgespannenvariant), de BubbleDeckvloer, deTT-vloer, de staalplaatbetonvloeren de houten vloer bestaande uithouten balken en houten vloer-delen.In tegenstelling tot de anderevloertypen draagt de Bubble-Deckvloerdebelastingdirectafopde kolommen. Voor een correctevergelijking moeten de liggerswaarop de andere vloeren de be-lasting afdragen, worden meebe-rekend. Dit is bereikt door bij deverschillende overspanningen dekosten en milieukosten van deliggers af te trekken van de kostenen milieukosten van de Bubble-Deckvloer.Van de genoemde vloeren zijnbij toenemende overspanning dedoorsneden bepaald en vervol-gens de milieu- en realiserings-kosten. De vloeren voldoen daar-bij steeds aan de functioneleeenheid en de daarin genoemdeprestatie-eisen. In sommige ge-vallen draagt het aanwezige ver-laagde plafond bij aan het voldoenaan de eisen voor geluidsisolatie;bij de houten vloer zijn gipskar-tonplaten toegepast om aan debrandwerendheidseis te voldoen.In figuur 3 zijn de milieukostenvan de vloeren weergegeven bijtoenemende overspanning; de in-tegrale kosten zijn weergegeveninfiguur4.Desprongenindegra-fieken worden veroorzaakt dooroverspanningAA'luchtgeluidsisolatie-index(0 dB)vloer(120 min.)brandDoorsnede A-A' (1 meter breed)veranderlijke belasting; 2,5 kN/m2/ 5 kN/m2contactgeluidsisolatie-index(0 dB)permanente belasting (excl. e.g.)eigen gewicht (e.g.)4,8 m tot 16,8 m751001251501752002252502751: kanaalplaatvloer2: breedplaatvloer (gewapend)3: breedplaatvloer (voorgespannen)4: TT-vloer5: staalplaatbetonvloer6: houten balkvloer7: bubbledeckvloer1234567overspanning (meter)milieukosten(euro's)4,8 5,4 6 6,6 7,2 7,8 8,4 9 9,6 10,2 10,8 11,4 12 12,6 13,2 13,8 14,4 15 15,6 16,2 16,82 | Functionele eenheid vanvloeren3 | Milieukosten per m2vanverschillende vloeren bijtoenemende overspan-ning, brandwerendheid120 minuten,qvar= 2,5 kN/m2O n d e r z o e k & t e c h n o l o g i eDuur zaamheidcement 2002 882een toename van de vloerdikte,hetgeen meer materiaal in dedoorsnede en daardoor hogeremilieukosten tot gevolg heeft.De milieukostengrafiek laat ziendat bij korte overspanningen dehouten vloer en de kanaalplaat-vloer de laagste milieukosten metzichmeebrengen;bijgrotereover-spanningen heeft de TT-vloer delaagste milieukosten.Aangezien de houten vloer perm2duurder is dan de kanaal-plaatvloer, zijn de integrale kos-ten van de kanaalplaatvloer bijkorte overspanningen het laagst.Bij grote overspanningen zijn deintegrale kosten van de TT-vloerhet laagst.C o n c l u s i e sHolle betonvloeren zoals deBubbleDeck- en de kanaalplaat-vloer, hebben door een aanzien-lijke besparing van beton duide-lijk lagere milieukosten in ver-gelijking met massieve betonnenbreedplaatvloeren. Het voorspan-nen van de vloerconstructie leidtooktoteenaanzienlijkebesparingvan de milieukosten door minderbeton en staal in de doorsnede.De houten balkvloer heeft delaagste milieukosten, maar isalleen bij kleine overspanningentoepasbaar. Daarnaast is de hou-ten balkvloer een stuk duurderdandebetonnenvarianten.Deka-naalplaatvloer ? hol en voorge-spannen ? heeft lage milieukos-ten en lage realiseringskosten. Bijkorte overspanningen is dezevloer uit milieuoogpunt gelijk-waardig aan de houten vloer. DeTT-vloer, voorgespannen en eengunstige vorm, is bij grotere over-spanningen de beste keuze. DeBubbleDeckvloer is wel hol, maarheeft in vergelijking met de ka-naalplaatvloer en de TT-vloer re-latief veel materiaal in de door-snede, wat tot hogere milieu-kosten leidt.Uit het onderzoek is verder ge-bleken dat bij een grotere varia-belebelasting,5kN/m2,nagenoegdezelfde conclusies zijn te trek-ken, waarbij houten vloeren zijnafgevallen omdat ze deze belas-ting niet kunnen dragen bij over-spanningen vanaf 4,8 m.Behalve een gerichte keuze vanhet constructiemateriaal, bijvoor-beeld op basis van de besprokenresultaten, kan verdere besparingvan milieubelasting worden be-reikt door innovatieve draagcon-structies. Slimmer omgaan metmateriaalhoeveelheden, de vormvan het constructie-onderdeel,toepassen van het juiste materiaalvoor een functie en een langeregebruiksduur door demontabeleen opnieuw te gebruiken con-structies vormen handvaten voorde benodigde innovatie.V e r v o l g o n d e r z o e kDe hier beschreven resultatenbetreffen alleen een onderzoeknaar de milieubelasting van vloer-constructies [2]. In een vervolgon-derzoek zal de volledige draag-constructie worden beschouwd.Onder meer wordt dan de invloedvan gewichtsbesparing in vloerenop de gehele draagconstructiebepaald. Tevens worden totaal-concepten van draagconstructiesonderzocht op hun milieu- en re-aliseringskosten. Het doel van ditonderzoek is aanbevelingen tekunnen doen over duurzamedraagconstructies. sL i t e r a t u u r1. Van den Dobbelsteen,A.A.J.F., M.J.P. Arets en A.C.van der Linden, Effectievernaar duurzaamheid. Hoofd-rapport project Milieubelas-ting van rijkskantoorgebou-wen. TU Delft, 2002.2. Arets, M.J.P., Milieuvergelij-kingen van draagconstruc-ties. Afstudeerverslag TUDelft, 2001.150175200225250275300325350375214567overspanning (meter)integralekosten(euro's)4,8 5,4 6 6,6 7,2 7,8 8,4 9 9,6 10,2 10,8 11,4 12 12,6 13,2 13,8 14,4 15 15,6 16,2 16,81: kanaalplaatvloer2: breedplaatvloer (gewapend)3: breedplaatvloer (voorgespannen)4: TT-vloer5: staalplaatbetonvloer6: houten balkvloer7: bubbledeckvloer4 | Integrale kosten (milieu-+ realiseringskosten) perm2van verschillendevloeren bij toenemendeoverspanning, brand-werendheid 120 minu-ten, qvar= 2,5 kN/m2