C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU tiliteitsbou wcement 2007 1 45Betonkernactivering is voor heteerst in bollenplaatvloeren toege-past bij de nieuwbouw van hetEmelwerda College te Emmeloord.In combinatie met de toegepastegevelmaterialen, mos-sedumda-ken en het ventilatiesysteem ishier een duurzaam gebouw ont-wikkeld.O n t w e r pHet ontwerp van architectenbu-reau RAU betreft een drielaagseuitbreiding van een bestaand scho-lencomplex, met een oppervlakvan 6300 m2. Het project is opgele-verd in 2002.De bestaande school is met hetnieuwe gedeelte verbonden terplaatse van het trappenhuis en degymzalen, waarbij de gevel van debestaande gymzaal geheel is ver-wijderd. Kenmerkend aan het ge-bouw is de gebogen vorm van hetbouwdeel waarin zich de lokalen,kantoren en gangzones bevinden.De gevel van de onderste bouw-laag is uitgevoerd met schanskor-ven (gepuntlaste stalen netten) ge-vuld met keien. In de kopgevel vanhet gebouw is een geprefabriceer-de betonnen klimwand opgeno-men.Typerend aan het interieur zijn debetonnen kolommen en wandenen de onderzijde van de vloerpla-ten, die als onafgewerkt zichtwerkzijn uitgevoerd. De bovenzijdenvan de vloeren zijn monolitisch af-gewerkt.Behalve in de gymzaal is het vloer-peil van de begane grond van denieuwbouw circa 1,8 m hoger gesi-tueerd dan van de bestaandeschool, waardoor in de funderingeen niveauverschil is ontstaan. Bijhet ontwerp is rekening gehoudenmet een mogelijke uitbreiding inde toekomst met een extra verdie-ping. Overigens is deze extra ver-dieping direct na de ruwbouw ont-wikkeld en gerealiseerd middelseen staalconstructie.D e d r a a g s t r u c t u u rDe constructie van het nieuweschoolgedeelte bestaat uit eenpuntvormig ondersteunde beton-vloer: de bollenplaatvloer. Devloer is ondersteund door een ras-ter van betonkolommen met eenstramien, vari?rend van 6,6 x5,5 m2tot 8,2 x 6,5 m2, waarbij devariatie samenhangt met de gebo-gen vorm van het gebouw. Doortoepassing van de puntvormig on-dersteunde vloeren kon de con-structiehoogte beperkt blijven tot310 mm en 370 mm voor de ver-diepingsvloeren en 270 mm voorde dakvloer, met een netto verdie-pingshoogte van 3,1 m.De fundering van het gebouw be-staat uit in het werk gestorte poe-ren en een balkenrooster, waaropde holle kanaalplaat van de beganeSchool met geactiveerdebollenplaatvloering. I. Honingh, Pieters Bouwtechniek Amsterdamm.m.v. ing. A.C. Fuchs, BubbleDeck NederlandBetonkernactivering kan worden toegepast in combinatie met verschillendvloertypen. Zo ook in bollenplaatvloeren. In het Emelwelda College inEmmeloord gebeurde dat voor het eerst.1 |Overzichtsfoto.(Foto's 1 en 2:Christian Richters)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU tiliteitsbou w46 cement 2007 1grond ligt. Op de begane grond isde keuze gevallen op in het werkgestorte betonkolommen, met eenglad afwerkniveau. Dit vanwege detijdwinst die dit opleverde in debouwvoorbereiding. Op de verdie-pingen zijn geprefabriceerde ron-de betonkolommen toegepast.De geprefabriceerde betonwandenvan de trappenhuizen en de kop-gevels zorgen voor de stabiliteitvan het gebouw. De vloer is van-wege de gebouwlengte van circa125 m eenmaal gedilateerd bij eenwand van het trappenhuis, mid-dels een nokoplegging.D e b o l l e n p l a a t v l o e rVoor de puntvormig ondersteundevloeren is de bollenplaatvloer vanBubbleDeck toegepast. PietersBouwtechniek voerde in samen-werking met BubbleDeck Neder-land de engineering en uitwerkingvan de vloeren uit. Het fabrieksma-tig samengestelde vloerelement be-staat uit een prefab betonschil van60 mm dikte, een wapeningskorfvoorzien van de nodige constructie-ve onder- en bovenwapening, tralie-liggers en kunststof bollen.Het Emelwerda College is circa11,0 m breed. De vloerelementenzijn maximaal 3,0 m breed enmaximaal 9,0 m lang. Op debouwplaats zijn de vloerelementenop een stempelconstructie ge-plaatst en samengesteld tot eengeheel, waardoor een vlakke gewa-pende betonvloer ontstond, metbehulp van koppelwapening ge-combineerd met in het werk ge-stort beton. De doorkoppelingvond plaats in zowel de breedte-als lengterichting. Rondom de ko-lommen zijn plaatselijk de bollenweggelaten om de ponskracht tekunnen opnemen.De uitbreiding van Het Emelwer-da College heeft een gebogenvorm. De BubbleDeck-vloerplatenwaren in de gewenste afgeschuin-de vorm leverbaar; extra aanstor-tingen waren niet nodig. De op devloer werkende belasting wordt di-rect afgedragen aan de ondersteu-nende kolommen, zonder balkenof verzwaarde stroken onder devloer. De draagwerking is gelijkaan een paddestoelvloer.Voor de verdiepingsvloeren in hetgebogen bouwdeel is gebruikge-maakt van de vloertypen BD280 enBD340 en voor de dakvloerBD230. Vanwege de leidingenvoor de betonkernactivering en uitconstructief oogpunt zijn de ver-diepingsvloeren 30 mm en de dak-vloer 40 mm dikker afgestort, wateen besparing in de hoeveelheidwapening heeft opgeleverd.Onder de terugliggende kopgevelvan de tweede verdieping bevin-den zich geen wanden of kolom-men, waardoor de prefab kopwandwordt opgevangen door de 1e-ver-diepingsvloer. Hier is een bollen-plaatvloer van 450 mm dik toege-past die de bovenliggende wandafdraagt naar de kolommen. Ookin de gymzaal is een vloerdikte van450 mm toegepast, vanwege degrotere overspanning van 11,5 m.Door de vlakke onder- en bovenzij-de van de vloer konden afwerkla-gen en systeemplafonds komen tevervallen. De vloer is direct na hetstorten afgevlinderd. Voor overigleidingwerk en lichtarmaturenzijn slechts enkele plafondeilan-den toegepast.De keuze van de architect voor eenniet-afgewerkte onderzijde van devloeren vereiste bijzondere aan-2 |In het Emelwerda Collegezorgen baffles voor eenoptimale ruimteakoes-tiekWilgenlaanEspelerlaanPeppellaan2345673 |Plattegrond; de uitbrei-ding betreft het gebogenbouwdeel en het rechter-deel van de sportruimteC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU tiliteitsbou wcement 2007 1 47dacht voor de esthetische kwaliteitvan de betonschil van de vloerele-menten. In nauw overleg tussenarchitect Rau, hoofdconstructeurPieters Bouwtechniek, Bubble-Deck en aannemer BouwbedrijfKlaassen zijn alle voorkomendedetailleringen van de betoncon-structie nader uitgewerkt, om eenesthetisch aantrekkelijke en beton-technisch juist uitgevoerde beton-constructie te realiseren.De architect heeft gebruikgemaaktvan de mogelijkheden om de aan-sluitingen van de plaatvoegen es-thetisch uit te nutten. De kopsezijden van de betonschil hebbenstandaard een kleine vellingkantaan de onderzijde, waardoor devoegen iets verdiept kunnen wor-den uitgevoerd.Het bollenplaatvloersysteem van BubbleDeck kan wor-den uitgevoerd met betonkernactivering. Een vloerele-ment van BubbleDeck bestaat uit een fabrieksmatig sa-mengestelde wapeningskorf, voorzien van de nodigeconstructieve onder- en bovenwapening, tralieliggers enkunststof bollen. De vloerelementen hebben een breedtetot maximaal 3 m en een lengte tot circa 10 m. Op debouwplaats worden de vloerelementen samengesteld tot??n geheel (een vlakke gewapend-betonvloer) middelskoppelwapening in combinatie met in het werk gestortbeton. De maximale elementlengte leidt niet tot een be-perking van de overspanning, omdat de vloerelementenook in de lengterichting worden doorgekoppeld. Zo zijnvloervelden zonder voegen mogelijk met overspanningentot zo'n 14 ? 15 m.De toegepaste techniek bij BubbleDeck met betonkernac-tivering is simpel. In de bollenplaatvloer worden hoog-waardige kunststof slangen aangebracht. Door deze lei-dingen wordt warm of koud water gevoerd. Debollenplaatvloer accumuleert met enige vertraging detoegevoerde warmte of koude. Doordat de BubbleDeck-vloer zo'n 30% minder massa heeft dan een even dikkemassieve betonvloer, is dit vertragingseffect bij de Bubble-Deck-vloer kleiner. De capaciteit van het systeem wordtonder meer bepaald door de diameter van de kunststofslangen en de hart-op-hartafstand daarvan. De hart-op-hartafstand varieert van 200 mm (bij vloertype BD 230)tot 400 mm (vloertype BD 450). Bij de vloertypenBD280, BD 340, BD 390 en BD 450 kan eventueel eendubbel slangenstelsel worden aangebracht, waardoor deh.o.h.-afstanden van de slangen worden gehalveerd.De leidingen liggen tussen de bollen in het deel van dedoorsnede met de meeste massa, evenwijdig aan de tra-lieliggers. Afhankelijk van de gewenste hoofdfunctie vanhet betonkernactiveringssysteem ? gemiddeld door hetseizoen meer koelen of meer verwarmen ? kunnen dekunststof slangen bij het bollenplaatvloersysteem in deonderste helft of in de bovenste helft van de vloer wordenaangebracht. De slangen kunnen fabrieksmatig wordenaangebracht op het onderbewapeningsnet en vervolgensop de bouwplaats worden gekoppeld. Een andere optie isde leidingen op de bouwplaats in het werk onder of bo-ven in de vloer te storten. Per project zal een keuze ge-maakt worden voor de ligging van de leidingen, afhan-kelijk van het toegepaste ventilatiesysteem envloerafwerkingen.Indien gewenst kunnen ook overige leidingen en installa-ties integraal worden opgenomen in de bollenplaatvloer(zie foto). Hetzij door middel van fabrieksmatige in-bouw van de gewenste voorzieningen, hetzij door de ele-menten zo uit te voeren, dat de installatietechnischevoorzieningen eenvoudig in het werk in de vloerelemen-ten kunnen worden gemonteerd.De geringe temperatuurverschillen bij betonkernactive-ring (de watertemperatuur bedraagt circa 18 ?C tot27 ?C) beperken in constructief en bouwkundig opzichtkrimp- en uitzettingsvervormingen van de vloeren. Ditvoorkomt ongewenste scheurvorming en belastingen opaansluitende bouwkundige elementen, zoals gevels enwanden.BubbleDeckvloeren met betonkernactivering zijn ondermeer toegepast in het nieuwe kantoor van het Water-schap Rivierenland in Tiel, het ABC-OnderwijsgebouwUMC in Utrecht, het Emelwerda College in Emmeloorden het kantoor van architectenbureau Archikon in GoesInfo: BubbleDeck Nederland B.V., tel. 071-5210356,www.bubbledeck.nl.Kunststof slangen en ingebouwde installatievoorzieningen inbollenplaatvloerelementVloer van het kantoor van architectenbureau Archikon in Goesmet ge?ntegreerde leidingen en installatiesB u b b l e D e c k : e e n b e s c h r i j v i n gC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gU tiliteitsbou w48 cement 2007 1De locatie van de voegen is terkeuze gelaten aan de architect,met als uitgangspunt dat deze nietin elkaars verlengde worden uitge-voerd (gelijk is ongelijk!). Dit re-sulteerde in een legplan, waarbijde verdiepte kopse voegen in wildverband zijn gekozen, wat het ui-terlijk van de vloer een toegevoeg-de esthetische waarde geeft. Deplaten liggen evenwijdig aan debetonwanden van de trappenhui-zen en ? vanwege de gebogen ge-bouwvorm ? niet evenwijdig aanhet stramien van de kolommen.Vanwege de ontbonden krachtennam de hoeveelheid wapeningmet 5% toe.B e t o n k e r n a c t i v e r i n gBij het Emelwerda College is eengeheel zelfstandig betonkernacti-veringssysteem toegepast, waarbijverder geen traditionele verwar-mingsvoorzieningen nodig zijn.Het systeem is ontworpen doorDeerns Raadgevende Ingenieursen uitgewerkt en ge?nstalleerddoor Velta Nederland (nu Upo-nor). De watervoerende kunststofleidingen zijn tijdens de bouw bo-venop de vloerelementen beves-tigd en vervolgens ingestort. Deslangen zijn op het bovennet vande vloerelementen gebonden, van-wege de benodigde capaciteit vanhet betonkernactiveringssysteemin samenhang met het gekozenventilatiesysteem.Gekozen is voor een direct natuur-lijk ventilatiesysteem door de gevel(buitenventilatie), dat koelere luchtaanvoert vergeleken met een me-chanisch ventilatiesysteem. Daar-door moet over een geheel kalen-derjaar gezien de betonvloer meerverwarmen dan koelen. Door deleidingen van de betonkernactive-ring bovenin de vloer te situeren,is de directe warmteafgifte aan debovenzijde van de vloer groter. Omeen koude luchtstroom aan deraamzijde te voorkomen, zijn deventilatieopeningen in de gevelsvoorzien van kleppen die doorlo-pen tot aan het galmplafond.Omdat de onderzijde van de vloe-ren als zichtwerk is uitgevoerd, ishet effect van de betonkernactive-ring optimaal. Bij het bepalen vanhet leidingverloop is rekening ge-houden met de posities van wan-den, gevels en andere bouwkundi-ge elementen.R e s u l t a a t e n g e b r u i kHet Emelwerda College is inmid-dels zo'n vier jaar in gebruik. Uithet contact dat het ontwerpteam inde loop der jaren onderhield, blijktdat de gebruikers meer dan tevre-den zijn over de kwaliteit van hetbinnenklimaat en het comfort.Het constante klimaatniveau en destralingswarmte van de vloerenworden als zeer prettig ervaren.Ook blijkt dat het betonkernactive-ringssysteem een zeer laag ener-gieverbruik met zich meebrengt.Tijdens de ontwerp- en uitvoe-ringsfase is gebleken dat een inte-graal vloerconcept een integralesamenwerking vereist tussen allebetrokken disciplines en hoge ei-sen stelt aan de flexibiliteit en deinspelingsmogelijkheden van deontwerpers, de adviseurs, debouwkundige en de installatietech-nische toeleveranciers en de vloe-renleverancier. Om het concept terealiseren zijn de verschillendedisciplines reeds in een vroeg sta-dium van de ontwerpfase een sa-menwerkingsverband aangegaan.Hierbij bleek dat de hoofdconstruc-teur een belangrijke initi?rende enco?rdinerende rol speelt en kennisvereist is van elkaars werkterreinenen mogelijkheden. nProjectgegevensOpdrachtgever:Emelwerda CollegeArchitect:RAUHoofdconstructeur:Pieters Bouwtechniek AmsterdamLeverancier bollenplaatvloer:BubbleDeck NederlandConstructeur bollenplaatvloer:Pieters Bouwtechniek AmsterdamLeverancier betonkernactivering:Velta Nederland (nu Uponor)Adviseur installaties:Deerns Raadgevende IngenieursAannemer:Klaassen Bouwmaatschappij4 |Montage BKA-slangen inbollenplaatvloer tijdensde bouw van de uitbrei-ding van het EmelwerdaCollege6 |Doorsnede vloer metbetonkernactivering31060225250225 25 22525betonkernactivering5 |Legplan bollenplaatvloerEmelwerda College