A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pWo n i n g b o u wcement 2001 512Nederland telt nu zo'n 6,5 miljoen woningen,waarvan circa 1,5 miljoen van v??r 1945.Na 1945 kon aan de vraag naar woningen niet meerworden voldaan met de traditionele bouwwijzen.Daarom werden industri?le productiewijzen ge?ntro-duceerd waarmee in korte tijd, met een zo kleinmogelijk arbeidsbehoefte, een zo groot mogelijkaantal wooneenheden werd gerealiseerd. Tot 1970werd de traditionele bouwwijze ook toegepast, maarde industri?le productiewijzen hadden de grootstebijdrage geleverd aan de toevoeging van zo'n2 miljoenwoningenaandewoningvoorraad.Na1970,met de rapporten van de Club van Rome en deenergiecrises, werden gebouwen beter ge?soleerd.Nieuwe bouwmaterialen en detailleringswijzenraakteningeburgerdenerwerdennogzo'n3miljoenwooneenheden toegevoegd aan het areaal.Afgezien van ontwikkelingen in de woningbouw warener ook vele demografische veranderingen: minderkinderenpergezin,meereen-entweepersoonshuis-houdens,toenamevandelevensverwachtingengroterefinanci?le draagkracht. De veranderingen kwamentot uitdrukking in andere eisen, zoals de vraag naardifferentiatie in het aanbod, grotere kamers, meerluxe en comfort. Het is daarom gewenst dat wonin-gen worden aangepast om aan deze eisen te voldoen.Tot op heden wordt de gevel van een gebouw gezienals de grens waarbinnen aanpassingen kunnenworden doorgevoerd. Tot op zekere hoogte is ditbegrijpelijk omdat nieuwbouw voldoet aan de eisenen door goed onderhoud de functies kan blijvenvervullen.Grotere veranderingen in de vraag en in de regel-geving(energie,geluid,socialeveiligheid,duurzaambouwen) leidden er echter toe dat onderhoudsmaat-regelen onvoldoende waren en renovatie gewenstwas (fig. 1).Uit de onderhoudsfase is bekend dat de gevelde onderhoudskosten van het gebouw bepaalt.Daarom is het niet langer voor de hand liggend omde gevel te zien als de grens waarbinnen verande-ringen worden doorgevoerd. Het is dan ook gewenstdat de integrale kosten en opbrengsten van eengewijzigd model worden bekeken waarbij aan-passingen, zowel binnen als buiten de bestaandegrenzen van de gevel, mogelijk zijn.Na 1970 kwam het renoveren van woningen en meerin het bijzonder van gehele woonwijken, onder deaandacht. Een kenmerkende renovatietechniek washet samenvoegen van woningen om hun omvang tevergroten.Doorruimtevanbuitenhetoriginelebouw-volume toe te voegen, kon het aantal huishoudensgelijkblijvenenkondendekostenookdoormeerderehuishoudensgedragenworden.Berekeningenhebbenuitgewezen dat, vergeleken met het samenvoegenvan woningen, het erbij betrekken van nieuweruimte door de gevel te vergroten lagere kosten perwooneenheid met zich meebrengt.De architectuurstroming `het nieuwe bouwen' koosvoor het scheiden van de woon- en werkomgeving.Een positief effect hiervan was het ontstaan vangroensteden met veel openbare ruimten en demogelijkheid te leven in een gebied zonder relatiefhoge industri?le verontreiniging. De overheidstimuleerde het ontstaan van wooneenheden ingrote clusters door de bijkomende spreiding van deverstedelijking. Monocultuur!Thans wordt een nieuwe beweging waargenomenwaarin wordt gestreefd naar het combineren vanwoon- en werkomgeving en naar het cre?ren vanmeer variatie in een gebied.oorspronkelijkekwaliteitminimumkwaliteitontwerpfasebouwfasegebruiksfasetijdonderhoud=kwaliteitsbehoudrenovatie=kwaliteitsverbeteringkwaliteitsvraag:- comfort- energie- duurzaamheidZijn er mogelijkheden om bestaande bouwwerken in beton een andere functie te geven?VERANDERINGENVOOR TOEKOMSTIG GEBRUIKir. L.G.W. Verhoef (TU Delft, Bouwkunde)Beton kent een groot aantal toepassingsvormen vari?rend van wegen, viaducten enbruggen tot gebouwen enzovoorts. In dit artikel beperken we ons tot gebouwen, meerin het bijzonder tot woningen, alhoewel bepaalde ontwikkelde idee?n ook op andereterreinen bruikbaar zijn. De betonconstructie kan van oorsprong een woonfunctiehebben, maar dit hoeft niet altijd zo te zijn. Veel kantoren, kerken en zelfs silo'shebben later een woonfunctie gekregen.1 | Kwaliteitstoetsen in detijdDe industri?le bouwmethode was ontwikkeld opbasis van kostenreductie en niet van toekomstigewaarde. Daarom werden componenten die eenflexibele interne structuur mogelijk konden maken,onderdeel van de draagconstructie. Hierdoor gingflexibiliteit verloren en zodra de vraag naaraanpassing aan nieuwe functies opkwam, wasde kans dat werd gekozen voor slopen dan ookgroot.De keuze voor het bouwmateriaal beton wasgebaseerd op het afwegen van sterke en zwakkepunten ten opzichte van metselwerk, staal en hout.Sterke punten van beton zijn o.m.:? duurzaamheid;? hygi?nische overwegingen;? brandweerstand;? ontwerpvrijheid;? relatief hoge druksterkte;? soortelijke massa (akoestiek).Na 30 jaar ervaring zijn de sterke punten nu onder-werp van discussie geworden:? duurzaamheid in relatie tot ontstane corrosie-problemen, wat hun oorzaak dan ook mogezijn;? de relatief hoge druksterkte die, ten opzichte vanwat nu kan worden bereikt, laag is gebleken;? de massa die zodanig is dat vloeren en wanden,met een dikte van van 210 mm, aan de akoestischeeisen voldoen. Echter regelgeving vanaf de jaren'70, met betrekking tot sterkte en stijfheid,maakte het mogelijk vloeren en wanden dunneruit te voeren. Het positief akoestische effect werdhiermee niet langer meer bereikt.Zwakke punten zijn o.m.? het gewicht (soortelijke massa);? krimp;? kruip;? kosten van sloop.Het is interessant te constateren dat sommigeongunstigeaspecten,zoalskostenvansloop,nupassenin het item duurzaam bouwen ?n de haalbaarheidvan renovatieprojecten vergroten.Uiteindelijk moeten hoge sloopkosten in rekeningworden gebracht als wordt overwogen een bestaandgebouw door nieuwbouw te vervangen. Het groteeigen gewicht leidt ertoe dat een toename van deveranderlijke belasting minder invloed heeft op eenbetonconstructie dan het geval is bij lichtere draag-constructies van staal of hout.In het algemeen is veel te zeggen voor behoud vanbestaande betoncontructies en deze zodanig teveranderen dat ze voldoen aan nieuwe functioneleeisen.Ook geven nieuwe inzichten in constructiegedrag enveiligheid aan dat bestaande betonconstructies eengrotereveiligheidhebbendanoorspronkelijkgedachtwerd. Dit punt zal later aan de orde komen bij hetbeoordelen van besparingen.B l o k k e n g a l e r i j f l a t s i n t e r p l a a t s eg e s t o r t b e t o nGallerijflats uitgevoerd in ter plaatse gestort betonzijninNederlandengeheelEuropaingroteaantallengebouwd. Ze zijn een goed voorbeeld om demogelijkheden van veranderingen binnen de gevelen aan de gevel te illustreren.Tussen de flats vinden we meestal grote terreinenomdat de woonomgeving was ontworpen met hetidee van de groenstad, voortkomend uit het `nieuwebouwen'(CIAM).De flats werden gefundeerd op palen, funderings-balken en een ter plaatse gestorte vloer.Het skelet is verder opgebouwd uit ter plaatsegestorte wanden en vloeren, meestal getunneld.De ruimten op de begane grond hebben dezelfdehoogte als die op bovengelegen etages. Dit maakt hetveranderen van functies eenvoudiger.Ter plaatse van dilataties zijn de wanden dubbeluitgevoerd. Hierdoor gedragen de gebouwdelen zichonafhankelijk van elkaar.Uitkragende balken zijn van geprefabriceerd betongemaakt. Er zijn twee typen toegepast. Het ene alseen kolom met console, het andere als een een-voudige console.De stabiliteit van het gebouw is in dwars- en langs-richting verzekerd door de betonwanden.In het algemeen komen problemen met blokken vangalerijflats voort uit:? het massieve en uniforme karakter van de flat-blokken die niet op `menselijke schaal' zijn (fig. 2);? het gebrek aan sociale controle in en rond de flatswaardoor relatief meer criminaliteit voorkomt;? de extreme uniformiteit waardoor zelfs vandichtbij de eigen woning niet herkend wordtwaardoor bewoners niet trots zijn op hun beziten vandalisme gedoogd wordt;? donkere en smalle passages tussen de flatswaardoor een atmosfeer van angst onstaat;? afwezigheid van een overgangsgebied tussen hetprivate en publieke gebied, waardoor het privateA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pWo n i n g b o u wcement 2001 5 132 | `Menselijke schaal'verhoudinggebied pas bij de voordeur begint en er weinigaandacht is voor het publieke gebied;? dragende scheidingswanden die de flexibiliteit,noodzakelijk om te voldoen aan nieuwe eisen,verhinderen.Als voorbeeld is een poging gedaan de menselijkeschaal terug te brengen door de galerij op de eersteetage weg te halen. Zo ontstaat een zone over tweewoonlagen (fig.3).Het nadeel hiervan is het gebrek aan sociale controleindezezone,dieimmersnietwaarneembaarisvanafdegalerijen.Ditkanleidentotongewensteactiviteiten.Veranderingen zijn nodig om dit probleem op telossen.Sociale veiligheid, vooral op het beganegrondniveau,kanwordenvergrootdoorwooneenhedentecre?ren.De bewoners worden de `sociale ogen' waardoor decriminaliteit afneemt.Wooneenheden op de beganegrond, in combinatiemethethandhavenvanopslagruimtenvoorbewonersvan de bovengelegen appartementen, vragen extraruimte. De meest voor de hand liggende oplossingis het naar buiten verplaatsen van de gevel van deonderstetweelagen.Uittechnischoogpuntzijnhier-voor twee alternatieven:? de uitbreidingen onafhankelijk construeren op eeneigen fundatie. Het is een eenvoudige oplossingdie echter wel aandacht voor leidingen in degrond voor de flat vraagt. De belasting is gering,dus een eenvoudige fundering volstaat. Gelet opde weinig draagkrachtige ondergrond in grotedelen van Nederland moet rekening gehoudenworden met een fundering op palen. De verande-ringen in de betonconstructie zijn het verwijderenvan de galerijen en balkons op de tweede laag ente vervangen door een ge?soleerde betonvloer;? de uitbreiding verbinden met de dragende wanden.Dan is geen extra fundering nodig. De consolesdie de galerijplaten dragen, kunnen opgenomenworden in die uitbreidingen van de wanden.Een analyse moet uitwijzen welke van de alternatievenuit financieel oogpunt het meest aantrekkelijkst is.Als de uitbreidingen over meerdere bouwlagengewenst zijn, komt de uitkraging waarschijnlijk alsnel als beste naar voren. In feite zijn galerijen eenbekende vorm van dit constructietype.Als de uitbreiding wordt bevestigd aan de bestaandeconstructie neemt het aantal mogelijkheden aan-zienlijk toe. Dwarskrachten en momenten moetenworden opgenomen door het oude beton. De uitde dwarskrachten voortkomende spanningen zijnrelatief gering. De trekkrachten uit de momentenzijn eveneens relatief gering, ondanks de relatiefgrote massa van de uitbreiding.De uitbreiding heeft dezelfde breedte als de galerijen,die in het algemeen erg nauw zijn. Afgezien van eenpaar uitzonderingen, varieert de breedte tussen1,35 m en 1,5 m. Als een relatief grote uitbreidinggewenstis,moetwordenbekekenofdeaannamevanrelatief geringe krachten en spanningen nog welcorrect is.Het uitbreiden over alleen de beganegrond levertrelatief de grootste belasting. Als de uitbreiding zichuitstrekt over een groter deel van de hoogte van deconstructie neemt de belasting per eenheid vanoppervlak af.De schuifspanningen blijven dermate gering, dateenenkelebehandelingzoalshetopruwenvanbetonen het plaatsen van een paar ankers volstaat om eenverbinding tussen de oude en de nieuwe ter plaatsegestorte constructie te maken. Deze op trek belasteverbinding is op twee manieren over te brengen naarde bestaande constructie: Geconcentreerd via enkeleverbindingen zoals ankers in de wanden of verdeeld,bijvoorbeeld als een deel van de trekkracht wordtovergedragen via de vloer.Uiteraard moet de additionele belasting op defundatie worden meegenomen. Gezien de stijfheidvan de wanden mag het gewicht van een uitbreidingaan beide kanten van het flatgebouw gelijkmatigworden verdeeld over de funderingspalen.Afgezien van de krachtsoverdracht moet ook wordengekeken naar de vervorming door krimp en kruip.Twee opties zijn mogelijk:? het nieuwe beton direct tegen het oude betonstorten. Vervormingen van het nieuwe betonworden dan gedeeltelijk belemmerd waardoortrekspanningen ontstaan. Een goed verdeeldewapening kan de scheurvorming beheersen;? de nieuwe constructie gelegenheid geven tevervormen. Oplossingswijzen omvatten eenoplegging onderin en wapening bovenin.Dit maakt het gebruik van geprefabriceerdeelementen mogelijk.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pWo n i n g b o u wcement 2001 5143 | Oorspronkelijk en nieuwuiterlijk van de`Hoogoord-flat'(foto's Verhoef, TU Delft)B r e d e r e g a n g e n v e r v a n g e n n a u w e ,d o n k e r e g e v a a r l i j k e r o u t e sOmdat wanden op de onderste bouwlaag wordenondersteund door funderingspalen, is een optie dewandendoorkolommentevervangen.Dekolommenbij voorkeur boven een paal of midden tussen tweepalen positioneren (fig. 4). Het is een eenvoudigeoplossing: Daar waar kolommen nodig zijn een stukuitdewandzageneneenterplaatsegestorteofgepre-fabriceerde kolom aanbrengen. De kolommenhoeven geen bijdrage te leveren aan de stabiliteitomdat daarvoor voldoende andere constructiedelenzorgdragen.Op de aansluiting met de funderingsbalk kan eendwarskrachtprobleem ontstaan als de kolom tussentwee palen wordt geplaatst. Zonder aanpassingen isdit probleem niet op te lossen.De eenvoudigste oplossing is het aanpassen van devorm van de kolom, zodanig dat een groter deel vande belasting direct naar de palen wordt afgedragen.Dan nog kunnen extra maatregelen nodig zijn,bijvoorbeeldhetbevestigenvanexternewapeningopde funderingsbalk.Bij de verbinding met wanden van de bovengelegenbouwlaag kunnen te grote spanningen wordenopgewekt. Trekkrachten die ontstaan kunnen moge-lijk worden opgenomen door de verdeelwapening inde vloeren. Als de aanwezige hoeveelheid wapeningdaarvoortegeringis,kanhetaanbrengenvanexternewapening een optie zijn.G a l e r i j e n v e r a n d e r e nGalerijen zijn vaak tochtig en nauwelijks geschiktvoor priv?gebruik omdat ze door bewoners alleenworden gebruikt om hun woning te bereiken.De privacy wordt vergroot als mensen, die van degalerijengebruikmaken,minderdichtlangsderamenlopen. Dat kan op drie manieren worden bereikt:? maak inwendige corridors die toegang geven totdrie flatwoningen. Een voorbeeld is het DWL-gebouw in Rotterdam dat door architect Pi deBruyn is aangepast. Sommige vloeren strekkenzich uit tot de voorgevel. Boven die vloeren strektde ruimte zich uit over drie bouwlagen waardooreen semi-priv?gebied ontstaat. Omdat de keukensuitkijken over dit gebied, is permanente socialecontrole mogelijk. De woningen zijn dan ook`veilig'. Uit constructief oogpunt zijn oplossingeneenvoudig te vinden, ook zodanig dat ze volledigin overeenstemming zijn met de aanpak bijuitbreidingen op begane grond niveau;? in een tweede variant worden slechts enkele flatsvergroot, tezamen met de toevoeging van eenlift. De aldus ontstane verticale verbindingenzijn een tegenwicht voor de sterke horizontaleori?ntatie. Het uiterlijk van de flatgebouwenverandert aanzienlijk. Een deel van de galerijenverdwijnt; toegang vindt plaats via portieken.Vanaf straatniveau zijn eigen woningen nu beterte identificeren. Echter, de vereiste extra liftenmaken deze optie erg duur. In een alternatievemethode van uitbreiden kunnen de liften nietnoodzakelijk zijn. Een tweede vluchtroute looptdan via de balkons aan de achterzijde van hetflatgebouw waar bestaande trappen zodanigmoeten worden aangepast dat ze alle verdiepings-vloeren verbinden;? de derde variant omvat het vergroten van degalerijen op elke tweede bouwlaag. De woningenworden nu maisonettes. De slaapkamers zijngelegen op de bovenste van de twee bouwlagenen bevinden zich onder de volgende uitkragendevloer. Ze worden minder blootgesteld aan directtoetredend zonlicht, wat een voordeel is.Een uitbreiding cre?ren in het toegangsgebied biedtde mogelijkheid een semi-priv?gebied te vormen.De monotonie van het oorspronkelijke flatgebouwwordt doorbroken. Uiteraard is het niet nodig hetgehele gebouw te voorzien van maisonettes.T w e e v e r b l i j v e n s a m e n v o e g e nEen groot probleem van de woningvoorraad,gebouwd tussen 1950 en circa 1980, is de relatiefgeringe overspanning. Dit werd veroorzaakt dooreen, achteraf gezien, onjuiste focus op het kosten-aspect waarbij toekomstig gebruik niet werdbeschouwd. Een gevolg is wel dat veranderingen inde draagconstructie erg moeilijk te realiseren zijn.Echter, de smalle diepe verblijven zijn niet langeracceptabel.In de wanden bevinden zich 2,1 m hoge deurope-ningen. De afstand tussen de vloer en het plafond is2,8m.Hierdoorresteert0,7mbovendedeuropening.De schuifspanning die ongewapend beton kanopnemen, is maatgevend als de afmetingen van deopeningenwordenvergroot.Alswordtuitgegaanvaneen nuttige hoogte van 0,6 m, een wanddikte van0,18 m en een toelaatbare schuifspanning van0,65 N/mm2, dan kan een dwarskracht van circa70 kN worden opgenomen.A r c h i t e c t u u r & o n t w e r pWo n i n g b o u wcement 2001 5 15Uitbreidingbestaandebetonconstructie4 | Stap 1: deel uit de wandzagenstap 2: een nieuwekolom in de openingplaatsenstap 3: funderingsbalkeventueel versterkenA r c h i t e c t u u r & o n t w e r pWo n i n g b o u wcement 2001 516Bij een vloeroverspanning van 3,6 m, een dikte van120 mm, een 50 mm dikke zand-cementdekvloer eneen belasting van 1,5 kN/m2, is de belasting door devloer uitgeoefend, gelijk aan 25,7 kN/m.Een vrije doorgang met een breedte van 5 m is danmogelijk. Zo'n grote doorgang is meestal niet nodig.Zelfsbijdiebreedteishetgrootstesteunpuntsmomentcirca 60 kNm. Bij een inwendige hefboomsarm van0,6 m is de trekkracht dan 100 kN. Afhankelijk vande staalkwaliteit is dan zo'n 280 mm2tot 450 mm2staal nodig om die kracht ter plaatse van de opleggingop te nemen. In het midden van de overspanningvolstaat de helft van die hoeveelheid, aan te brengenaan de onderkant van het beton boven de opening.Als onvoldoende wapening in vloer en balk aanwezigis, moet de extra vereiste hoeveelheid wapeningworden toegevoegd. De wapening kan wordenverbonden met de vloer en met de zijkanten enonderkant van de balk boven de opening. De brand-veiligheid kan worden gewaarborgd door het aan-brengen van spuitbeton.De 0,6 m hoge balken werken als visuele scheiding.Voor een goed ruimtegebruik moeten oplossingendie het volledig verwijderen van de balk mogelijkmaken, worden gezocht.Bij een vrij overspannende vloer, met een dikte van120 mm, is een overspanning tot circa 3,6 m mogelijk.Het probleem is echter dat er nauwelijks wapeningin de vloer aanwezig is in de richting evenwijzig aande wanden. Een mogelijkheid is de afwerkvloer teverwijderen,wapeningteplaatsenenzelfverdichtendbeton te storten.Om een goede verbinding tussen het oude en hetnieuwe beton te verkrijgen, wordt het gebruik vankorte ankers aanbevolen. Aan de onderzijde van devloer is geen oplossing mogelijk als sprake is van eenvlak plafond. Uiteraard is het mogelijk externewapening aan de onderzijde aan te brengen en tevoorzien van een laag spuitbeton, maar altijd zalsprake zijn van een toename van de vloerdikte.Een alternatief is een opening die, direct boven devloer 3,6 m breed is, maar afgeschuind is vanaf 2 mboven vloerniveau. Een oplossing is mogelijk waar-voor geen veldwapening nodig is. De afschuiningenreduceren de vrije overspanning tot zo'n 2,2 m.De wapening voor het opnemen van het steun-puntsmoment kan worden geplaatst in het betonboven de opening. Het steunpuntsmoment is:1/12.25,7.(2,2)2= 10,4 kNm.Het veldmoment is hiervan de helft, dus 5,2 kNm.Bij een meewerkende strookbreedte van 2 m is debuigtrekspanning in het beton 5,2/ W, waarbijW=1/6.2000.(170)2, dus slechts 0,06 N/mm2.Dat betekent een veiligheid tegen bezwijken van eenfactor 10. Als het veld om wat voor reden dan ookgeen moment kan opnemen, groeit het steunpunts-moment met 50% tot 15,55 kNm, hetgeen op kanworden genomen door slechts 300 mm2wapening.We zien dat slechts weinig wapening nodig is omingrijpende veranderingen in deze woningtypesdoor te voeren. Het ligt nu binnen ons bereik ombestaande gebouwen beter te gebruiken.N a w o o r dUithetvoorgaandeblijktdaternognieuwemogelijk-heden zijn om bestaande betonconstructies dooraanpassingen te laten voldoen aan nieuwe eisen.Uiteraardzijnerookbeperkingenofpuntendieextraaandachtvragen.Denkhierbijbijvoorbeeldmaaraanongewapende wanden die later zijn aangebracht.Het kan dan noodzakelijk zijn die extern te versterkenmet staal of een ander materiaal. Mogelijk is heteenvoudiger om de trekverbindingen te bevestigenaan de vloerelementen naast de wand. Onderzoekhiernaar is nodig omdat het verschil in vervormingtussen de oude en de nieuwe vloer leidt tot schuif-krachten die moeten worden opgenomen. Krimp enkruip van beton vragen extra aandacht. Twee oplos-singen zijn mogelijk. Ofwel de nieuwe wanden voor-zien van een fijn verdeeld net krimpwapening zodatscheurwijdten worden beperkt ofwel beton met eengereduceerde krimp toepassen zodat de mate vanverkorting wordt beperkt. 5 | Aanzicht inwendigecorridors DWL-gebouw6 | 1) Bestaande constructie met mogelijkheid tot verbouwen2) Op elke tweede verdieping een opening bij eenongewijzigde vloerconstructie3) Op elke verdieping een opening bij een gewijzigd statischsysteem voor de vloer1 2 3