Het hedendaagse bouwen is een integraal en multidisciplinair proces. Het aantal disciplines dat bij civiele projecten betrokken is, is omvangrijk. Levensduur is het resultaat van de betrokkenheid, inbreng en interactieve werkwijze van al deze disciplines. Daardoor ontstaat er een afhankelijkheid: de zwakste schakel bepaalt de sterkte van de ketting; in dit geval hoe het met de daadwerkelijke levensduur afloopt. Auteur:prof.ir. Aad van der Horst (BAM Infraconsult / TU Delft)
themaBouwen voor 100 jaar levendsuur120128themaBouwenvoor 100 jaarlevensduurHet hedendaagse bouwen is een integraal en multidisciplinair proces. Het aantal disciplines dat bijciviele projecten betrokken is, is omvangrijk. Levensduur is het resultaat van de betrokkenheid,inbreng en interactieve werkwijze van al deze disciplines. Daardoor ontstaat er een afhankelijkheid:de zwakste schakel bepaalt de sterkte van de ketting; in dit geval hoe het met de daadwerkelijkelevensduur afloopt.112012 9Dominante schakels voor de levensduur zijn de ontwerpers,technologen en uitvoerenden. In het cre?ren van randvoor-waarden, in het ontwerpen van modellen en mengsels en in hetzorgvuldig uitvoeren van het concept. Interactie is nooit klaar;het kan altijd beter. Dat gaat echter niet vanzelf. Er is, naast hetinzicht van de andere domeinen, ook feedback voor nodig: totwelke resultaten hebben keuzes geleid?Naast de ge?ntegreerde en multidisciplinaire aanpak is er eenaantal trends te onderkennen die in een relatie staan tot hetvraagstuk van de levensduur:? Life Cycle ManagementBinnen de context van dit artikel wordt voor Life CycleManagement (LCM) de volgende werkdefinitie gebruikt: LifeCycle Management is het vermogen om op een integralewijze projecten te ontwerpen, bouwen, onderhouden en overte dragen tegen de laagste integrale kosten. Naast het inte-grale en multidisciplinaire karakter, is de specifieke uitdagingom vanuit een levensduurbeschouwing te komen tot het opti-male ontwerp in de ruime zin van het woord.? `Van Impliciet naar Expliciet'Altijd al hebben we processen, concepten en materialengedecomponeerd tot een meer gedetailleerd niveau om onsinzicht te vergroten en nieuwe mogelijkheden te verken-nen. Lang waren de onderzoeksmiddelen beperkt in presta-tie. De voortgang was er, maar het ging z? langzaam datimplementatie voor de toepassers geen probleem was. Dehuidige ontwikkelingen in numerieke slagkracht zijndermate indrukwekkend dat ongekende mogelijkhedenzich aandienen en in het recente verleden hebben aange-diend. De ontrafeling van processen, concepten en materi-alen gaat sneller dan voorheen. De ter beschikking staandegrensverleggende rekenkracht, ondersteund door eensterke wetenschappelijke drive, is een typische verworven-heid van deze tijd. Deze verworvenheid gaat echter welgepaard met zorg. Deze zorg betreft vooral de validatie vande producten en de toepasbaarheid ervan in het bouwpro-ces. Deze zorg stoelt verder op wat we in de beroepsgroepwaarnemen. DuraCrete is niet synoniem met duurzaam-heid, probabilistische rekentechnieken zijn niet synoniemmet risicomanagement, het verplaatsingsveld (en daarmeede spanningen) van een eindige-elementenberekening zijnniet per definitie een correcte voorspelling van de werke-lijkheid.? `Performance Based Building'In steeds belangrijkere mate wordt de functionaliteit van hetbouwwerk centraal gesteld. Dat is op zich niet nieuw, wanthet is de grondslag voor het gebruik van de grenstoestanden,met name de bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). Echter, detrend is dat aspecten die in de BGT moeten worden getoetst,zich richten op de functionaliteit met criteria die eenduidigaantoonbaar zijn in de praktijk. Vanuit het verleden werd ermeer `rekenkundig aangetoond' dan achteraf gevalideerd.? Maatschappelijk Verantwoord Ondernemerschap? Juridisering, valt buiten de context van deze publicatie? Formalisering, valt eveneens buiten de context van dezepublicatieWaarom Life Cycle Management?Het levensduurdenken komt enerzijds voort uit de ontwikke-ling van contractvormen: naar optimale integrale kosten,vanwege de ontwikkeling van onderhouds- en reparatiestrate-gie?n. Anderzijds komt het voort uit de technische ontwikke-ling van de civiele techniek: de behoefte aan een betere voor-spelbaarheid en betrouwbaarheid van de gebruikstoestand vanciviele constructies. Daarnaast speelt de opkomst van `Perfor-mance Based Building' een rol.prof.ir. Aad van der HorstBAM Infraconsult / TU Delft1 HSL-spoorviaduct bij Blijswijk2 Oosterscheldekering2themaBouwen voor 100 jaar levendsuur1201210gangbaar overleg. Het betekent dat aansturing noodzake-lijk is.Aansturing behoort een constante afweging te zijn tussenbaten en lasten bij alle relevante keuzemomenten tijdens deconcept en definitiefase om tot minimale integrale kosten tekomen.LCM en duurzaamheidHoewel duurzaamheid (`durability') nauw is verbonden aanLCM, heeft het ook een eigen plaats. Duurzaamheid is hetresultaat van een noodzakelijke samenwerking tussen dedisciplines ontwerp, uitvoering en onderhoud. De noodzaakis er omdat constructies onafwendbaar onderworpen zijnaan verval. Het is de opgave van alle betrokkenen dat vervalzodanig te be?nvloeden dat het binnen acceptabele grenzenblijft. Dat het ontwerp een belangrijke bijdrage kan leverenaan de duurzaamheid van een constructie door concept-keuze, detaillering en specificaties is helder. Ook de uitvoe-ring levert een wezenlijke bijdrage aan duurzaamheid, doornauwgezette uitvoering van wat er op tekeningen staat endoor overige specificaties. De interactie tussen de beidedisciplines is van cruciaal belang. Het ontwerp moet (metredelijke inspanning) ook wel bouwbaar zijn. De uitvoeringmoet niet in min of meer onvermijdelijke afwijkingenterecht komen doordat het in redelijkheid niet conform tebouwen is. Dat vraagt inzicht over de disciplines heen. Endaar knelt het in de praktijk regelmatig. De terugkoppelingvan uitvoeringsaspecten naar het ontwerp is daarbij vanbelang.De uitdaging van Life Cycle ManagementDe uitdaging van LCM ligt in het feit dat het geen extrapola-tie is van het huidige proces van ontwikkelen, ontwerpen,bouwen en onderhouden van constructies. De huidigeprocessen zijn veelal gesplitst in blokken op grond vancontract, budget en fasering in de levensduur. Daardoorontstaat onvermijdelijk een suboptimalisatie. De eerdergenoemde integrale benadering is ook hier een must, maarwel over de gehele levensduur beschouwd. Om daar invul-ling aan te kunnen geven is het wel nodig inzicht, kennis enmiddelen te hebben:? inzicht in de `drivers' achter kosten, zowel direct als inte-graal;? inzicht in factoren die constructiegedrag bepalen;? inzicht in de uitwerking van `drivers' en factoren in geld;? gereedschappen om het allemaal te kwantificeren.Voor het vraagstuk van de levensduur binnen de contextvan LCM, is een traditionele wijsheid cruciaal: `Bezint eergij begint!'. Door De Sitter als volgt geformuleerd en aan dehuidige munteenheid aangepast: ` 1 besteed in het ontwerpen bouw, komt overeen met 5 benodigd voor preventiefonderhoud, komt overeen met 25 om lokaal verval terepareren, komt overeen met 125 om algeheel verval terepareren'.De noodzaak tot een gedegen ontwerp, specificatie enuitvoering in relatie tot de levensduur is met deze achter-grond meer dan legitiem. Om tot een optimaal resultaat tekomen moet er interactie plaatsvinden: interactie tussenontwerp, uitvoering en onderhoud. Interactie is meer dan3Bouwen voor 100 jaar levendsuur 12012 113 100 jaar levensduurin de praktijk:Hofpleinlijntje? certificering;? competentieontwikkeling van medewerkers;? scholing van medewerkers: inzicht, kennis en kunde.Bouwen voor 100 jaar: geen utopie, maar realiteit!Aan het begin van de vorige eeuw hebben onze voorgangersconstructies gebouwd die tot op de dag van vandaag functione-ren. Een van de voorbeelden daarvan is het viaduct van hetvroegere Hofpleinlijntje (foto 3).Deze voorgangers hebben het gedrag van constructies enmaterialen in menig opzicht moeten doordenken. Daarprofiteren wij nu nog steeds van, want ze hebben dat indruk-wekkend goed gedaan. Sindsdien is er veel inzicht ontwik-keld; vaak impliciet inzicht. Dat is waardevol omdat diekennis al door talloze verbeteringscycli is uitgezuiverd. Dusmoet van die kennis, ook in wat we heden ten dage doen,gebruik worden gemaakt. Ook als we met totaal anderemiddelen het vraagstuk duurzaamheid benaderen zoals dezeer geavanceerde ICT-hulpmiddelen en verregaand expli-ciet gemaakte modellen. Dat is weliswaar de weg naar vorenen biedt perspectief, maar deze weg moet blijvend wordengevalideerd. Daar sluit het huidige instrumentarium, en deontwikkelingen ervan, evenals de lopende (inter)nationaleonderzoeken, goed bij aan.Maatschappelijk Verantwoord OndernemerschapMaatschappelijk Verantwoord Ondernemerschap staat bijeen groot deel van de bouwbedrijven op de agenda. Ditvanuit visie en als invulling van een maatschappelijke trend.Het beperken van de milieueffecten is er een belangrijkonderdeel van. Vandaar een sterke focus op het minimalise-ren van de milieueffecten door het produceren van bouw-stoffen, het bouwen van constructies en de instandhoudingervan. Daarin speelt de betrouwbare levensduur een crucialerol. Het voortijdig bereiken van de levensduurgrens vereistmaterialen en handelingen. Op dit punt vloeien `durability'en `sustainability' ineen. Door een verantwoord ontwerp, eenverstandige technologische grondslag en een conformeuitvoering neemt de betrouwbaarheid van de levensduur opdeze wijze ook een plaats in het Maatschappelijk Verant-woord Ondernemerschap van het moderne bouwen.Tot slotVanuit kennis en kunde toegepast, leent het constructiemate-riaal beton (in de brede toepassing ervan) zich uitstekendvoor het realiseren van een lange levensduur, 100 jaar nietuitgezonderd! De uitvoeringsfaseVoor de uitvoering van constructies zijn de `four critical C's'onderkend:? concrete mix: mengsel samenstelling;? cover: dekking;? compaction: verdichting;? curing: nabehandelen.Van de vier C's is de kennis op het gebied van mengselsamen-stelling en dekking ver ontwikkeld. Toepassing ervan in deuitvoering is wat betreft `beton op maat' gangbaar. Echter ophet gebied van borging van dekking geven meetresultaten aandat er kan en moet worden verbeterd.De theoretische kennis van het verdichten is beperkt ontwik-keld en het succes ervan is sterk gestoeld op de ambachtelijkkennis waarmee het wordt uitgevoerd. Vanuit het oogpunt vanvoorspelbaar degradatiegedrag van de constructie gedurendede levensduur, is verdieping van de theoretische kennis van hetverdichten, in combinatie met de praktische toepassing ervanop de bouwplaats, gewenst. Een aanzet wordt gegeven dooronderzoek aan de TU Delft in het kader van het STW Perspec-tiefprogramma IntegralSolutionsforSustainableConstruction(ISSC).Het nabehandelen van beton is in ruime mate onderzocht en dediverse methoden (afdekken, onder water zetten en de toepas-sing van curing compounds) zijn gangbaar in de bouwpraktijk.De voorspelbare relatie tussen de nabehandeling en de duur-zaamheid van beton, zoals die kan worden gerealiseerd op debouwplaats en zich manifesteert tijdens de levensduur van deconstructie, vraagt verbetering in het kader van het levens-duurdenken. Ook dit thema is onderwerp van onderzoek in heteerder genoemde ISSC-project.De gereedschappenAls het gaat om de gereedschappen om de levensduur binnende context van LCM hanteerbaar te maken, dan bestaat hetinstrumentarium uit:? DuraCrete model: weliswaar in ontwikkeling, deels operatio-neel inzetbaar, maar veelbelovend voor toekomstige operatio-nele inzet;? CUR-Leidraad 1 (van CUR-commissie 177): een eenduidigeleidraad die operationeel inzetbaar is;? verbeterde technologie: beton op maat is inmiddels haalbaardoor de beschikbare betontechnologische kennis en ervaring;? kwaliteitsborging: als we weten wat we echt willen, dankunnen kwaliteitssystemen ons helpen om vermijdbarefouten te voorkomen, zodra wij de juiste houding hebben;? kwaliteitsmanagement op grond van risicoanalyse: eenverdere verbetering van effici?ntie en effectiviteit door vanuiteen risicobewustheid de juiste focus aan te brengen;
Reacties