GEVEL VAN SCHOONBETON VAN EARTH SIMUL ATION L ABOR ATORY IN UTRECHT INGELEGD MET RVS-STRIPS Beeldbepalend voor het Earth Simulation Laboratory in Utrecht zijn de strakke gevelelementen met een beeltenis van het Nederlandse deltalandschap. Deze verdiepte banen zijn ingelegd met rvs-strips voor een nog tre ender lichtspel. Aan het ontwerpteam een oplossing te bedenken voor de verbinding van deze strips met het achterliggende beton. Gevel met meanderende delta PROJECTGEGEVENS Project Earth Simulation Laborator y (ESL) Opdrachtgever Universiteit Utrecht Integraal advies ABT Aannemer Friso Bouwgroep Leverancier prefab-betongevels De Veluwe Beton Architect Barcode Architects 1 Meanderende delta als onderdeel van het gevelbeeld, foto Christian van der Kooy via Barcode Architects 4 VAKBL AD 2 2020 Auteur ing. Theo van Wolfswinkel, ABT bv BV_2-1 ESL.indd 4 03-06-20 16:18  H et Earth Simulation Laborator y (ESL) op het Utrecht Science Park bundelt de eerder nog verspreide onderzoeks- groepen van de faculteit Geowetenschappen samen op één locatie. Het 7000 m 2 tellende gebouw kent een programma van verschil- lende laboratoria, onderzoeksruimten, werk- plaatsen, archiefruimten en kantoren. Het ESL is een grootschalige transformatie van het Robert J. van der Graaff laboratorium, dat oorspronkelijk was gebouwd voor het huisves- ten van een deeltjesversneller. Deze functie had het gebouw al lang niet meer, maar de kenmer- kende robuuste constructie verwijst naar dit verleden en is in het nieuwe ontwerp intact gehouden (foto 2). Het complete inbouwpakket, bestaande uit de installaties, vloeren, wanden, plafond en gevel, is hoogwaardig vernieuwd. EEN GEVEL MET EEN BEELDVERHA AL Het karakter van het nieuwe ESL wordt bepaald door de nieuwe betonnen gevel. Deze gevel is uitgevoerd als klimaatgevel (zie kader 'Klimaatgevel') en bestaat uit egaal antraciete betonpanelen. Deze panelen zijn speciaal voor dit project ontwikkeld en voorzien van een abstracte beeltenis van het Nederlandse del- talandschap. De meanderende banen van de delta zijn uit het beton gespaard en ingelegd met gepolijste r vs-strips. Door het spel van licht ontstaat het beeld van een stromende waterdelta (foto 3). De gevel staat daarmee symbool voor de vakwereld van de geoweten- schappen en vormt zo een visitekaartje voor het onderzoek dat in het gebouw plaatsvindt. LIJMVERBINDING In het esthetische beeld is het van belang dat de verdiepte r vs-strips als integraal onderdeel van de gevel, verdiept en zonder zichtbare bevestiging, worden opgenomen. Gekozen is voor een lijmverbinding, afgekeken van het overlagen van stalen dekken in de infra. In deze verbinding moet rekening worden gehou- den met temperatuurwisselingen, waardoor het r vs ten opzichte van het achterliggende beton enige bewegingsvrijheid moet hebben. Met een ? exibele polyurethaanlijm (PU-lijm) is 2 Bestaande constructie 3 Door het spel van licht ontstaat het beeld van een stromende waterdelta BREEAM In eerste instantie werd voor het ESL gedacht aan nieuwbouw, waarbij de opdrachtgever, de Universiteit Utrecht stevig inzette op duur- zaamheid. Uit haalbaarheidsstudies en onder- zoek naar de bestaande constructie bleek dat deze constructie kwalitatief voldeed en ook in de nieuwe opzet was in te passen. Naast andere duurzame maatregelen heeft het hergebruik van de hoofddraagconstructie een belangrijk aandeel in het behalen van het BREEAM Excel- lent certi caat (totaalscore 77,54%). KLIMA ATGEVEL Voor de energiezuinige gevel is gebruikge- maakt van het zogenoemde Venturi-e ect. Met een mechanisch systeem wordt via het plafond lucht het gebouw ingeblazen en ? door een constante overdruksituatie in het gebouw ? via de spouw van de klimaatgevel op een natuur- lijke wijze naar buiten gedrukt met een een- voudig overdrukrooster. De spouw kan worden gesloten in de winter voor meer warmte en comfort, maar in de zomer worden geopend zodat er verkoelende lucht doorheen stroomt. 5 VAKBL AD 2 2020 BV_2-1 ESL.indd 5 03-06-20 16:18 op de achterzijde van de r vs-strips carborun- dum gelijmd (foto 4), een zeer hard steenach- tig materiaal. Deze carborundum zorgt door haakwerking van het korrelige opper vlak voor de verankering van de strips in het beton. Door de lijm is enige thermische werking mogelijk. VERDIEPTE LIGGING De montage van de r vs-strips vroeg veel aan- dacht in de productie. Om dit onder controle te krijgen, zijn eerst diverse proeven uitgevoerd. Belangrijke aspect hierin is de werkvolgorde in het aanbrengen van de lijm en carborundum. Er is voor gekozen de strips in de mal te leggen en mee in te storten (fi g. 5). Met deze uitvoe- ringsmethode is de ruimte achter de strip gevuld met beton, zodat er een minimaal risico bestaat op het ontstaan van holle ruimten ach- ter de strips. Hiermee wordt voorkomen dat de strips bij bevriezing van water achter de strips alsnog los zouden kunnen komen. Dit in tegen- stelling tot de variant waarbij de strips later in de beton zouden worden gelijmd. Om een verdiepte ligging van de strips te reali- seren, werd het meanderende profi el in hout vast in de mal opgenomen (foto 6). Het r vs- profi el werd in één geheel uitgesneden en moest exact op de houten vorm passen (foto 7). Door hun slankheid 'zwabberden' de r vs- strips en moesten deze met dekkingsblokjes op hun plek worden gehouden. Essentieel was een goede betonvulling langs de randen en om de r vs-strips heen. Het aanbrengen van het carborundum was een bewerkelijke handeling, met risico op losse korrels in de mal en later in het opper vlak van het beton. Om dit te omzeilen, is gezocht naar andere methoden van verankering. Bij het tes- ten bleek daarbij echter dat de hechting van de r vs-strips op het beton minder werd. BEPROEVING Het toepassen van gelijmde verbindingen in gevels is een gevoelig onderwerp. Met een testtraject is de constructieve veiligheid op lange termijn aangetoond. Een betonelement met r vs-strips is beproefd in een klimaatkast door deze vijf keer te onderwerpen aan een temperatuurcyclus van -20 °C tot +60 °C. Op verschillende punten in het element is de tem- peratuur gemeten om zo de temperatuur ver- schillen tussen het r vs en beton te kunnen beoordelen. De uitzetting van de strips ten opzichte van het beton bedroeg maximaal 25 µm/m, een voor de PU-lijm acceptabele ver- lenging. In deze testen is tevens een andere bevesti- gingsmethode beproefd, namelijk het toepas- sen van kleine ankertjes aan de achterzijde van de strips. Nagegaan is of deze bevestiging 6 Het meanderende profi el werd in hout vast in de mal opgenomen 7 Rvs-profi el uit één stuk > 30mm verlijmen rvs strip beton uitvulling mal mal 3 3 5 Detail mal ter plaatse van r vs-strip 4 Strips zijn aan de achterzijde voorzien van carborundum 6 VAKBL AD 2 2020 BV_2-1 ESL.indd 6 03-06-20 16:18 gelijkwaardig (en minder bewerkelijk) zou zijn. Bij de temperatuurwisselingen bleek dat de r vs-strips met extra verankering op een aantal punten hol gingen klinken. Daarom is gekozen voor de verlijmde oplossing. Na de temperatuurproeven zijn trekproeven op de strips uitgevoerd om gevoel te krijgen bij de hechting. De strips werden hierbij eerst aan weerszijden ingeslepen om op zuivere trek te kunnen beoordelen. Uit deze trekproeven bleek dat de hechting van de carborundum op de PU-lijm maatgevend was en dat de hechting voldeed. SCHOONBETON De gevel voldoet aan beoordelingsklasse B2 van CUR-Aanbeveling 100. In de voorbereiding zijn verschillende proefelementen gemaakt om de stabiele blauwgrijze kleur te testen en te garanderen (foto 8). De donkere kleur van het beton werd bereikt door het toevoegen van het pigment ijzeroxide. De grote vijand van antra- ciet beton is vrije kalk in het jonge beton. In overleg met de betonleverancier is er voor gekozen de betonelementen twee dagen bin- nen te houden en voorafgaand aan opslag op het tasveld te hydrofoberen. Voor transport naar de bouw werden de elementen beoor- deeld en waar nodig esthetisch hersteld. Inci- denteel moest een grotere reparatie worden uitgevoerd, met een mortel op kleur. Esthe - tisch herstel vond plaats door het licht opschu- ren of inwassen van de elementen. Hoewel de kleuren van de elementen binnen de volgens CUR-Aanbeveling 100 gevraagde bandbreedte vielen, kunnen kleur verschillen desondanks toch nog uit de toon vallen. Met één grijsschaal verschil, wat volgens de richt - lijn acceptabel is, kan een 'schaakbordeffect' ontstaan. Door elementen aan de gevel te wis - selen en gelijke grijsschalen bij elkaar te han- gen, is een gelijkmatig beeld ontstaan en een 'schaakbordpatroon' voorkomen. MA AT VOERING De inpassing van de betonpanelen in de gevel leidde tot ? de voor de prefab-betonindustrie ? hoge eisen aan maatvoering. In het architecto- nische beeld is uitgegaan van een vlakke gevel, waarbij buitenzijde glas en beton in hetzelfde vlak liggen. Door het ontbreken van kozijnen of profielen is gelijke verdeling van de voegen essentieel voor het totaalbeeld. Door slimme doorontwikkeling van de mal werden deze 8 Proefstukken voor het testen van de kleur 9 Det ail voor de bevestiging van de elementen hoge eisen gehaald en bleek het beton nog maatvaster te zijn dan het glas. Naast de maatvastheid van de elementen was de montage erg belangrijk, zowel in volgorde als in detaillering. Om de grote maatverschil- len vanuit het bestaande casco op te vangen, is een stalen console ontwikkeld waar de gevel- elementen aan hingen (foto 9). Met deze con- sole en de ophanging waren de elementen in alle richtingen te stellen, in het vlak en uit het vlak. Hierbij is vooraf getest op basis van een mock-up. Uiteindelijk leidde dit allemaal tot het gewenste strakke gevelbeeld, waarbij geen concessies zijn gedaan aan het uitgangspunt van vlakke en scherpe detaillering. Belangrijk hierbij was dat de beeldverwachting vooraf duidelijk moest zijn overgebracht. SAMENWERKING EN PROCES Het hele project heeft een traditioneel bouw - proces doorlopen. In het ontwerp is er speci- fiek aandacht geschonken aan het ver vaardi- gen van de gevelelementen en de beoogde technische en esthetische kwaliteit. Dit is ver - taald in een uitgangspuntendocument met een projectspecificatie volgens CUR-Aanbeveling 100, als basis voor verdere uitwerking met de leverancier en aannemer. Voorafgaand aan de aanbesteding was er geen ruimte voor het testen van de gevelelementen, wat betekende dat dit onderdeel werd van de voorbereiding met de aannemer. Door het her - gebruik van de draagconstructie en het ont - breken van bijbehorende ruwbouwperiode was de periode voor voorbereiding relatief kort. Het is mede aan de samenwerking tussen de partijen te danken dat er in deze planning voldoende ruimte werd ingericht om de gevel goed voor te bereiden. Hierbij zorgde de door de opdrachtgever aangestelde schoonbeton- coördinator voor de afstemming tussen de par - tijen en zorgvuldigheid tijdens het productie- en uitvoeringsproces. PAR ADEPA ARDJE Het instituut ESL is een paradepaardje van de Universiteit Utrecht en de unieke 'water 'gevel staat prachtig symbool voor de hoogwaardige vakwereld van de geowetenschappen. Het project laat zien dat door nauwe samenwer - king tussen opdrachtgever, architect, adviseur en (onder)aannemer ? er vanuit een architec - tonische visie, (technisch) ontwerp en conti- nue testen ? een bijzondere gevel is ontwik - keld. Het project won in 2019 de Betonprijs in de categorie Utiliteitsbouw. 7 VAKBL AD 2 2020 BV_2-1 ESL.indd 7 03-06-20 16:18