ir.B.F. van Leerdam en ?r.L.G.W.Verhoefvakgroep Toegepaste Mechanica/Draag-constructies, afdeling Bouwkunde,TH-DelftDe architect en de vierdedimensieOver de vervuiling van gevels van prefab-betonBij het ontwerpen van gevelelementen inprefab-beton spelen vele factoren een rol.Een aspect dat zich pas na verloop van ?arengaat manifesteren en daarom nogal eenswordt onderschat, isdevervuiling. In dit arti-kel worden relaties gelegd tussen vormge-ving en vervuiling.De auteurs, beide wetenschappelijk mede-werkeraan de Technische Hogeschool Delft,afdeling Bouwkunde, zijn al lange tijd bezigmet een studie naar een doelmatige aanpakvan deze problematiek; zij schreven onderandere het collegedictaat Ontwerpen vandragende gevelelementen'.Vervuiling van betongevels is een actueelonderwerp dat onder andere ook wordt be-studeerd door de RlLEM-commissie 'Soilingand Cleaning of Fa?ades', waarvan prof.drs.E.M.Theissing voorzitter is. De auteursfungeren in die commissie als toegevoegdeleden. Het ligt in het voornemen om alsonderdeel van het onderzoek van die com-missie expositieproeven (schaal 1:1) uit tevoeren met de hier besproken elementen'Elementair'en 'Facetten'.RedactieDe oplevering van een gebouw wordt vaakals een feestelijk gebeuren ervaren. Vele dis-ciplines hebben zich ingespannen om metelkaar tot dit eindresultaat te komen. Men istevreden wanneer geconstateerd kan wor-den dat het gebouw niet alleen architecto-nisch, esthetisch en constructief voldoet,maar dat er ook een behaaglijk binnenkli-maat heerst dat gepaard gaat met een mini-mum aan energieverbruik en dat bovendienhet budget niet is overschreden. Na dit feestvervolgt ieder zijn weg. Het driedimensiona-le gebouw met zijn karakteristieke gevelsgaat de vierde dimensie in. Daarbij zal hetworden blootgesteld aan weer en wind enaan langzame vervuiling van zijn gevels. Hoezijn esthetische expressie in de toekomst zalworden gewaardeerd is vooral afhankelijkvan de wijze waarop de ontwerper de invloedvan vervuiling van de gevels bij de vormge-ving heeft betrokken.Wanneer de architect een opdracht voor hetontwerpen van een gebouw ontvangt is devestigingsplaats vaak bekend. De luchtver-ontreiniging in dat gebied is voor hem eengegeven. Met de stedebouwkundige inpas-sing van dat gebouw worden de ori?ntatievan het gebouw en de daarop werkende re-genen windstromen vastgelegd. Het is nodigdat hij deze informatie gebruikt bij het ont-werpen van de gebouwgevels. Schenkt hijaan deze aspecten geen aandacht dan zalzich dat na enige jaren op de gevels kunnenmanifesteren in de vorm van hinderlijke ver-vuiling. Met de keuze van beton als materiaalvan de buitenhuid van de gevel wordt ditaspect belangrijker.Er zijn mogelijkheden om de optredende ver-vuiling van het gebouw z? te leiden dat-oplange termijn - het architectonisch karaktervan de gevels wordt geaccentueerd in plaatsvan verzwakt. Dit vereist een specifiekevormgeving en profilering van het gevelop-pervlak, ondersteund door een gerichte op-pervlaktebehandeling en kleurkeuze. Eendergelijk weioverwegen gebruik van betonkan een positieve bijdrage leveren aan hetimago van beton als gevelmateriaal.In het hiernavolgende zal de vormgeving vanonze drie dragende gevelelementen wordenbeschouwd die tijdens een onlangs gehou-den idee?nprijsvraag (zie Cement 1982 nr.1)tot de vijf ontwerpen behoorden waaruit deprijswinnaars werden gekozen. De nadrukzal worden gelegd op de vormgeving in rela-tie tot de gevolgen van de vervuiling. Metdeze bijdrage wordt gepoogd ontwerpers testimuleren meer aandacht te besteden aanhet vervuilingsaspect in relatie tot devormgeving, naast die aspecten die in hetalgemeen de aandacht krijgen, zoals con-structie, fabricage, transporten bouwfysica.Ontwerp 'Elementair' (foto 1)Bij het afstromen van regenwater langs degevel moet er onderscheid worden gemaakttussen het water dat over de verticale door-gaande betonstroken afstroomt en hetwaterdat via de glasvlakken over het onderliggen-de beton stroomt. De verschillen hebbenondermeer te maken met de stroomsnelheiden vuilconcentratie als gevolg van verschil-1Model van ontwerp 'Elementair'Cement XXXIV (1982) nr. 3 1772Waterafstroming langs gevel 'Elementair'3Isometrielen in oppervlakteporositeit. In de vormge-ving is dit aspect zo gebruikt dat het watergedwongen wordt om gezoneerd over degevel af te stromen. Daarmee wordt voorko-men dat het water over het element kan uit-waaieren omdat dit een ongecontroleerd enmeestal ongewild en onestetisch vervui-lingspatroon geeft. Vanuit een oogpunt vanvervuiling is ervoor gekozen het water onon-derbroken te laten doorstromen zodat ergeen naad in de horizontale betonstrook vanhet element zit. Met deze keuze wordt bijge-dragen aan de vermindering van de vuilop-slag zoals ook tot uitdrukking komt in hetminimaal houden van de negge aan deonderkant van het raam. In dit ontwerp zijnde horizontale betonstrokenenigzins schuin(t.o.v. het verticale vlak) geplaatst, waardoormeer regenwater wordt opgevangen en debetonstrook ook meer wordt schoonge-spoeld. Het uitspringen wordt aan de anderekant beperkt door het ontwerpgegeven vanzonering, waardoor deze strook niet voorbijde verticale (kolom)strook mag steken, ter-wijl ook de geveldiepte ondermeer uit este-tisch oogpunt beperkt moet worden gehou-den. Door een afstemming van deze drievoorwaarden is gezorgd dat het afstromendevuile water vanuit de raamhoeken gedwon-gen wordt om langs de snijlijn van de beton-vlakken naar beneden te stromen (fig. 2).Door de zonering van de waterafstromingover de verticale betonstroken zal een verti-caal vervuilingspatroon ontstaan (fig. 3).Ontwerp 'facetten' (foto 4)Met het voorgaande ontwerp als uitgangs-punt is hier de vormgeving van de gevel inverband met het vervuilingsaspect subtielergehanteerd. Op de betonstrook onder hetraam, die ook hier enigszins schuin is ge-plaatst, zijn vier profileringen aangebracht,elk voorzien van vier facetten (fig. 5). Doordeze profileringen ontstaat op het betonvlakeen reli?f met een markante schaduwwer-king. Het oppervlak van de facetten is glad,de overige betonvlakken van hetelement zijn4Model van ontwerp 'Facetten'gestraald. Het van het raam afstromende re-genwater wordt door de profileringen in go-ten geleid. De vorm van de goot is zodanigdat de 'gootbodem' ineen punt eindigt.Deze vormgeving en de ondersteunendewerking van het gladde oppervlak van defacetten dwingt het water langs de snijlijnenvan de vlakken naar beneden te stromen. Hetwater dat niet via adhesie of porositeit vanhet oppervlak wordt vastgehouden zal bij desamenkomst van de profileringen groten-deels de gevel verlaten. De geringe resteren-5Gevelfragment met hoekoplossingCement XXXIV (1982) nr. 3 1786Waterafstroming langs profilering vangevelelementen 'Facetten'7Gevelfragment van ontwerp 'Ruimtegevel'de hoeveelheid water zal verder afstromenvia de snijlijnen van de betonvlakken, totdathet is geadsorbeerd door het relatief drogeen ruwe betonoppervlak (fig. 6).Verder kan nog worden opgemerkt dat doordeze wijze van vormgeven de geveldieptegeringer kan zijn dan bij het ontwerp 'ele-mentair' en dat geen waterhol nodig is.Met de eerder genoemde filosofie is in detwee beschreven ontwerpen tot een vormge-ving gekomen waarbij het vervuilde regen-water op bepaalde plaatsen van de gevelloskomt. De mogelijkheid bestaat dat dit los-komende water het vervuilingspatroon vande onderliggende elementen be?nvloedt, zo-dat bij het ontwerpen van de gevelelementenhierop moet worden gerekend. het volgende ontwerp is gekozen voor eenvolledig beheerste waterafvoer langs de ge-vel. De bedoeling is dat het regenwater tij-dens het afstromen de gevel niet verlaat.8Waterafstroming langs gevelontwerp'Ruimiegevel'9Aanpassing raamelementOntwerp 'Ruimte-gevel' (fig. 7)In de vormgeving is gezocht naar een ele-mentdat in zijn vlakgrotestijfheid bezit. EenX-vormig element voldoet hieraan. Een ver-dere toename van de stijfheid is gevondendoor de X-vorm zo te dimensioneren dat vrij-wel een schijf ontstaat.Afgezien van de afwijkingen bij de gebouw-randen en toegangen is degevel opgebouwduit twee elementen. Een draagelement eneen raamelement. Evenalsdevorigeelemen-ten kent dit ontwerp een opbouw die bestaatuit een dragende binnenschijf, een isolatie-laag en een buitenplaat. De vorm van deelementen, gesteund door de profilering ende gekozen afwerking van het architecto-nisch beton, zorgen ervoor dat regenwater,dat op het dragend gevelelement valt naardeelementrand wordt geleid. Langs de zijkantvan het element is een doorlopende gootontworpen, d ie enerzijds het water verzameltdat via de profilering van het betonoppervlaktoestroomt en anderzijds direct het wateropvangt dat van het raamelement afstroomt(fig. 8). Het water dat eenmaal in het goten-systeem is opgenomen zal via deze gotennaar het maaiveld worden geleid. Ten op-zichte van het ontwerp voor de prijsvraag iseen aangepast raamdetail opgenomen, datverband houdt met genoemd gotensysteem.De aanpassing betreft hettoevoegen van eenstalen profiel om het raamelement (fig. 9).Het raamelementMet het ontwerp van de gevel ontstaat gelij-kertijd een zeshoekig raamelement dat zo isgedetailleerd dat daarbij de panelen en deglasvlakken verwisselbaar zijn. Met in-achtname van de isolatie-index van het tota-le gebouw wordt de mogelijkheid gecre?erdom aan de plaatselijke behoefte aan lichttoe-treding tegemoet te komen door variatie aante brengen in het glasoppervlak per raamele-ment zonder dat de perceptie van buitenafwezenlijk verandert (fig. 10 a-c). Tevens ont-staat de behoefte om de nodige aandacht teCement XXXIV (1982) nr.3 179schenken aan het interieursaspect. Dose-ring van licht is ook te verkrijgen door, uit-gaande van het dragend gevelelement va-rianten op het raamelement te ontwikkelen(fig. 10 d-gj. Bij de varianten f en g kan opeenvoudige wijze een binnenwand wordengeplaatst. Bij toepassing van de raamvarian-ten d, e, f en g verandert de gevelperceptievan buite?iaf sterk.In dit spanningsveld zal de ontwerper eenoptimale keuze moeten doen.Het draagelementHet d ragend gevelelement geeft door de ge-kozen vorm een veel grotere stijfheid en sta-biliteit aan de gevel dan bij kaderelementenhet geval is. Hiermee kunnen met betrekke-lijk weinig materiaal hoge gebouwen, vantien verdiepingen of meerworden verwezen-lijkt zonder dat daarbij een stabiliserendekern noodzakelijk is. Dit ontwerp dat eendiagonale stapeling van stijve elementenheeft, kent een interessant voordeel bovende eerder beschreven ontwerpen met verti-cale stapeling. Bij onverhoopt uitvallen vaneen dragend gevelelement is de prefab-gevel in staat de krachten op eenvoudigewijze en met een minimum aan vormveran-dering viaeentweededraagweg naar de fun-datie af te leiden (fig. 11). De trekband die deelementen op vloerhoogte verbindt is hierbijvan belang. Toepassing van deze bouwwijzeleidt tot vergroting van de veiligheid, watonder meer reden is geweest om dit aspectonder de aandacht te brengen van de com-missie Q 'Stabiliteit uit dragende gevels'vande Stupr?.12Model tweede draagwegDaarnaast ontstaan ervoor de architect mo-gelijkheden om plaatselijk een element wegte laten en daarmee een bepaald accent in degevel aan te brengen zonder dat dit veelbouwtechnische consequenties heeft.De vierde dimensieVele factoren zijn van invloed op een opti-maal gevelontwerp. In het voorgaande heb-ben wij aangegeven hoe de vormgeving vande gevelelementen in relatie kan worden ge-bracht met de tijd. Vervuiling is immers eentijdsafhankelijke grootheid.De vormgeving van het laatste ontwerponderscheidt zich doordat het stimuleert tothet zien van toegevoegde ruimtelijke vor-men. Bij een lichte desori?ntatie in het waar-nemen van deze gevel kan een situatie vandoorzichtigheid ontstaan: een gevel meteenruimtelijke beleven,... een ruimte-gevel.Cement XXXIV (1982) nr.3 180