C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWo n i n g b o u wcement 2001 8 35De traditionele bouwsystematiekwordt ook in de woningbouwhoofdzakelijk bepaald door devolgende factoren:a. Constructieve factorenDe woningscheidende wanddient als oplegging van devloerconstructie en draagt bijaan de totale stabiliteit van hetbouwwerk.b. Bouwtechnische factorenHet merendeel van de regel-geving en richtlijnen is inNederland gebaseerd op detraditionele stapelconstructievan wand ? vloer ? wand.c. Bouwfysische en akoestischefactorenDe massa van de woning-scheidende wanden is beno-digd voor absorptie van geluiden warmte.d. Economische factorenMomenteel is de traditionelebouwwijze met gesloten schij-ven nog steeds de financieelmeest aantrekkelijke oplos-sing. De bouwkosten voor hetcasco bedragen evenwelslechts 5 tot 10% van de totalebouwkosten van een woning.S k e l e tIn de utiliteitsbouw- en woning-bouwprojecten in het buitenlandwordt veelvuldig gebruikgemaaktvan een skelet met `invulwanden'(foto 1). In Nederland doen we datin de utiliteitsbouw ook, in ver-band met de flexibiliteit ten aan-zien van indeling en gebruik. Bijdeseriematigewoningbouwdoenwe dit (nog) niet, vanwege het`onbekende'. We gaan nog steedsuit van de gedachte dat eenwoningscheidende wand massiefmoet zijn en zoals eerder geme-moreerd is daar de gehele bouw-methodiek op ingesteld.In het voorjaar van 1999 werdingenieursbureauSnellen,Meule-mans en van Schaik bv. uitgeno-digd deel te nemen in een bouw-team voor de ontwikkeling vantwintig huur- en zestien koopwo-ningen in Etten Leur. Alle wonin-gen moesten flexibel in te delenzijn en opgebouwd kunnen wor-den uit geprefabriceerde elemen-ten. Alle binnenwanden moestengemakkelijk verplaatsbaar zijn;eenvoudigedoorbrakeninwoning-scheidende wanden dienden ookmogelijk te zijn.De primaire rol van de construc-teur in dit proces was het ontwik-kelen van een flexibele hoofd-draagconstructie, die moest vol-doen aan de geldende voorschrif-ten en normen ten aanzien vansterkte, stijfheid, bouwfysica enakoestiek. Aangezien een flexibelin te delen woning geen stabili-teitswanden toelaat binnenin dewoning, zou de stabiliteit gereali-seerd moeten worden door dewand-,vloer-engevelvlakken.Omtot een weloverwogen keuze tekunnen komen diende de con-Stabiele constructies voorflexibele woningcasco'sing. N.W.M. van Gisbergen, ingenieursbureau Snellen, Meulemans en Van Schaik bvIn Nederland zijn we gewend veel met gesloten (stabiliteits-)wanden te bou-wen. In de woningbouw wordt dit mede bepaald door de materiaalkeuze.De dragende woningscheidende wanden worden meestal opgetrokken inkalkzandsteen-lijmelementen of in gesloten (prefab) betonwanden. Flexibelbouwen vraagt evenwel om een andere stabiliteitsbenadering. Aan de handvan zijn ervaringen bij het project A+ in Etten-Leur schetst de auteur eenmogelijke ontwerpfilosofie.1 | Woningbouwproject inhet buitenland:skelet van kolommen enbalken, naderhandingevuld met gemetseldewandenfoto: A. Roll?C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWo n i n g b o u wcement 2001 836structeur, in overleg met de op-drachtgever, de volgende items inde beslissing voor de keuze vanhet systeem voor de hoofddraag-constructie mee te nemen:? Is flexibiliteit alleen binnen dewoning voldoende?? Moet in de toekomst de moge-lijkheid aanwezig zijn om vanmeerdere woningen eenvou-dig ??n woning te maken?? Is industrieel bouwen ? dit incombinatie met een verkortingvan de bouwtijd ? gewenst/vereist?? Welke eisen worden gesteldaan de milieuprestatie ?Voor het gerealiseerde project inEtten Leur had het bouwteam deopgave voor alle van de hierbovengenoemde onderwerpen een op-lossing aan te dragen. Ten aan-zien van de hoofddraagconstruc-tie was het van groot belang eenconstructie te ontwerpen die in-dustrieel vervaardigd kon wor-den, licht van gewicht, met eenminimum aan vaste verticale ele-menten, akoestisch volledig ont-koppeld en die geen belemme-ring vormde voor alle gewensteindelingsvarianten.F l e x i b i l i t e i tDe markt, in het bijzonder dewoningcorporaties, vraagt naarmogelijkheden om met een mini-mumaanextrainvesteringenindetoekomst een woningbestand tebezittenmetmaximaleflexibiliteit.Gecombineerde woon-/zorgcom-plexen doen steeds meer hunintrede. Dit vraagt onder meer omdeontwikkelingvaneeninnovatiefvloersysteem in combinatie meteen flexibele hoofddraagconstruc-tie. Voor het skelet van de wonin-geninEtten-Leurwasstaalincom-binatie met prefab (gedeeltelijkbetonnen) gevelelementen hetmeestvoordehandliggend;erkonslank mee geconstrueerd wordenen de stabiliteit kon in de drie welbekende vlakken (wand, vloer,gevel) gerealiseerd worden. Doorde aanwezigheid van een viertalkolommen in de woningscheiden-de wand wordt een maximale vrij-heid bereikt voor het maken vandoorbraken (fig. 2, foto 3).De constructieve opbouw van dewoning bestond daarmee uit viergeprefabriceerde elementen, teweten: prefab funderingsbalken,prefab vloersystemen, een gepre-fabriceerde staalconstructie enprefab gevelelementen.V l o e r s y s t e e mDe vloer (Infra+) bestaat uit een`breedplaatschil' (d = 70 mm) incombinatie met ingestorte stalenliggers (foto 4). Toegepast zijn ele-menten met een breedte van 2400mm; door de aanwezigheid van dewapening in de schil kan vanschijfwerking gebruik worden ge-maakt.Deingestortestalenliggersdragen de belasting af naar dehoofddraagconstructie.Doorhoek-stalen wordt de hoofddraagcon-structie gekoppeld aan de vloer; dekoppeling dient tevens als knik-verkorter (fig. 5). Door de aanwe-2 | Staalconstructie zorgtvoor de dwarsstabiliteitC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWo n i n g b o u wcement 2001 8 37zigheid van de betonnen schil aande onderzijde en het plaatmateri-aal aan de bovenzijde is de brand-werendheid van de ingestortestalen ligger gewaarborgd.S t a a l c o n s t r u c t i eTegenwoordig is het gebruikelijkwoningenankerloosuittevoeren.Dit betekent dat per woning destabiliteit moet worden gewaar-borgd. In de fundering dient reke-ning te worden gehouden metde stabiliteitskrachten uit ??nwoning. De windbelasting wordtdoor de staalconstructie overge-bracht op de ingestorte ankers enovergebracht op de fundering(foto 6). Door het gevelelement tevoorzien van een aangestorte balkwordt een koppeling gerealiseerdtussen de twee balken onder dewoningscheidende wanden.Nadat de prefab balken en debegane-grondvloer gemonteerdzijn, wordt gestart met de mon-tage van het tweede gedeelte vandestaalconstructie.Devloerwordtopgelegd op een hoekstaal; vierkolommen vormen de ondersteu-ning van de hoekstalen. Stabiliteitin het vlak van de bouwmuurwordt verzorgd door een kruis-verband bestaande uit rondstaalvoorzien van opgesneden draad.Door de verbandstaven achter hettrapgat te plaatsen is de flexibili-teittenaanzienvandoorbrakeninde woningscheidende wand in detoekomst maximaal.Doordat elke woning voorzien isvan een tweetal stabiliteitsverban-den, zijn de krachten in de staal-constructie minimaal.Afhankelijk van het windgebiedvarieert de stuwdruk, tot een ge-bouwhoogte van 9,0 m van 0,46kN/m2tot 0,64 kN/m2(genoemdewaarden gelden voor bebouwdterrein). Voor een woning meteen beukmaat van 5,40 m zal dekracht in het stabiliteitsverbandbedragen:3 | Stalen spanten gesteld;installaties zijn in ??nbouwstroom aan tebrengen4 | Oplegging beganegrond-vloeren bij woning-scheiding5 | Koppeling Infra+-vloeraan wandconstructieC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWo n i n g b o u wcement 2001 838? co?ffici?nt winddruk ? wind-zuiging cpe= 0,80 resp 0,40;? belastingsfactor voor een nietin een woongebouw gelegenwoning f;q= 1,30;? (overige factoren wordenbuiten beschouwing gelaten)De totale kracht per bouwmuur/per woning ter plaatse van de fun-dering zal gaan bedragen:? Fd= 9,0 . 0,50 . 5,40 . (0,80 +0,40) . 0,46 . 1,30 = 17,44 kNvoor windgebied III en resp.? Fd= 9,0 . 0,50 . 5,40 . (0,80 +0,40) . 0,64 . 1,30 = 24,26 kNvoor windgebied I.De grootte van de optredende sta-biliteitskrachten is van dien aarddat deze door relatief eenvoudigeverbindingsmiddelenkunnenwor-denopgenomen.Ookdekrachtenin de hoekstalen en kolommenzijn relatief klein. Hierdoor is, incombinatie met een licht bouw-systeem, een slanke constructiemogelijk. Om in de toekomst eenstabiliteitsverband te kunnen ver-plaatsen zijn alle kolommen voor-zien van een aansluiting voor eenverbandstaaf.De hoekstalen zijn gedimensio-neerd op de belasting uit de vloer,de stabiliteitskrachten en de per-manente belasting van de wo-ningscheidende wand. Deze isopgebouwd uit een dubbele metalstudwand voorzien van een dub-bele gipsplaat. Voor de dimensio-nering van de hoekstalen is eenvervormingseis van 1/400 L maat-gevend geweest.G e v e l e l e m e n tDoordat het wandelement eenvolledig stijve schijf is, kunnen destabiliteitskrachten eenvoudig wor-den overgebracht op de prefabfunderingsbalken. De stekken inde funderingsbalken dienen teworden gedimensioneerd op dehorizontale krachten uit de wind-belasting. Voor grondgebondenwoningen is ??n stek meestal vol-doende. Het prefab wandelementis het derde stabiliserende ele-ment in de woning, wordt aan hetuiteinde gekoppeld aan de staal-constructie en het vloerelement(foto 7). Zowel de langs- als dekopgevels kunnen op de hierbo-ven beschreven wijze worden uit-gevoerd.Het uitgangspunt voor flexibelestabiele casco's is dat per woningmutaties kunnen worden aange-bracht. Dit impliceert dat er geenkoppelingen tussen de woningenonderling plaats zullen vinden.De gevelelementen zijn evenbreed als de beukmaat van dewoningen en worden ter plaatsevan de aansluitingen met eenkitnaad afgewerkt.V o o r b e e l d ?De A+-woning is een extreemvoorbeeld van indelingsvrijheid,ook voor tweede bewoning en eenandere doelgroep. Lang niet allewoningen die worden gebouwdbehoeven evenwel al dergelijkevrijheden te bezitten. Lang nietiedereen ook zal het nut inzienvan de hier geboden mogelijkhe-den en daarvoor willen betalen.Vele tussenvormen zullen in denabije toekomst daarom waar-schijnlijk voldoende zijn om aande vraag naar flexibiliteit te vol-doen.Bij dit casco was staal het aange-wezenhoofdbouwmateriaal,dom-weg omdat beton (nog) geen ant-woord had op de gevraagdefunctionele eisen. Toch moet hetmogelijk zijn meer beton in eendergelijke constructie `te krijgen'.Het Trento-systeem van NijhuisBouw, dat gebruikmaakt van eenprefab-betoncasco van Heembe-ton, bewijst dat. De woningschei-dende wanden zijn hier als beton-portaal uitgevoerd, met daar-tussenin invulwanden van met-selwerk. Ook zal meer nadrukmoeten worden gelegd op hetmaken van droge verbindingen,omtegemoettekomenaandefilo-sofie?n van Industrieel, Flexibelen Demontabel (IFD-)bouwen.Verder is het de vraag of hetinstorten van allerlei leidingen inprefab-betonnen vloerelementenwel zo verstandig is, met het oogop toekomstige wijzigingen in dewoningindeling. Het is aan debetonsector om deze opties naderuit te werken. 6 | Eenvoudige bevestigingstaalconstructie aan devloer7 | Prefab gevelelement alssluitstukfoto's: Bouwbedrijf Jongen