Circulaire gevel

De rol van de gevel in de architectuur

De gevel speelt een belangrijke rol in de zichtbaarheid en de architectuur van een gebouw, maar ook in de kwaliteit en de samenhang van het landschap waarin het zich bevindt. De gevel is vaak een uitdrukking van de functie van het gebouw, het gebruik dat ervan wordt gemaakt en van de bouwmethode en -periode. Terwijl sommige gevels eerder eenvoudig of onopvallend zijn, zijn andere echte kunstwerken of herkenningspunten in een stedelijke omgeving.

Als wand van de gebouwschil vormt de gevel de scheidingslaag tussen binnen en buiten. Op die manier bakent de gevel de privéruimte af van de collectieve of openbare ruimte en beschermt hij tegen weer en wind. Maar hij voldoet ook aan andere comforteisen, zoals de aanbreng van natuurlijk licht, de verversing van de binnenlucht, de visuele relatie met de buitenwereld enz.

Naast zijn rol als beschermend omhulsel kan de gevel ook een structurele rol spelen, als verticaal dragend element. Deze rol wordt regelmatig vervuld in het geval van oudere gebouwen en kleine woongebouwen. Anderzijds kan de gevel dienen als drager van bepaalde technische systemen (elektriciteit, verwarming, ventilatie, verlichting) aan de binnenzijde en bepaalde architectonische elementen (balkon, luiken, zonnewering, fries) aan de buitenzijde, elementen die in hoge mate bijdragen tot de architectonische kwaliteit van het gebouw.

De laatste dertig jaar zijn aan de gevel steeds strengere energie-eisen gesteld: thermische isolatie en luchtdichtheid, beheer van de zonnewinsten en de waterdamp, thermische inertie enz.

Om aan al die eisen te voldoen, bestaat de gevel tegenwoordig, in tegenstelling tot vroeger, uit een complex geheel van materiaallagen; elke laag vervult een of meer functies van de gevel (binnenafwerking, buitenafwerking, isolatie, structuur). Meestal worden al deze lagen ontworpen en uitgevoerd met weinig of geen aandacht voor de wijze waarop de gevel zich kan aanpassen aan nieuwe behoeften, normen of voorschriften, of kan worden getransformeerd of afgebroken aan het einde van zijn levensduur.

De moderne gevel heeft echter een relatief korte levensduur in vergelijking met de totale levensduur van een gebouw. Over het algemeen wordt namelijk uitgegaan van een levensduur van ongeveer 30 jaar. Aangezien de gevel waarschijnlijk sneller zal evolueren of veranderen dan andere elementen van het gebouw, moet hij circulair worden ontworpen en uitgevoerd, om het onderhoud, de demontage en de terugwinning van de onderdelen/materialen te vergemakkelijken. 

Wat is een circulaire gevel?

Een ‘demonteerbare’ gevel 

Een ‘demonteerbare’ gevel is een gevel waarvan de verschillende lagen, van de binnenafwerking tot de buitenbekleding, kunnen worden gedemonteerd en opnieuw gemonteerd zonder de andere aanwezige materialen/lagen te beschadigen.

Een ‘omkeerbare’ gevel

Een ‘omkeerbare’ gevel is ontworpen om te worden gedemonteerd en hergebruikt. Het ontwerp houdt enerzijds rekening met de mogelijkheid van een snelle en eenvoudige demontage om het onderhoud te vergemakkelijken en de schade aan de gevelelementen te beperken, en anderzijds met de mogelijkheid om de gevelmaterialen en -lagen te hergebruiken. 

Zo kunnen de lagen en materialen van deze gevel worden gedemonteerd, gerecupereerd en hergebruikt in de gevel zelf, in een van de andere gevels of muren van het gebouw of in een ander gebouw. Deze aanpak maakt het ook mogelijk bepaalde elementen te vervangen en de gevel te herstellen of op te waarderen

Een ‘zero afval’-gevel 

De verschillende lagen van een ‘zero afval’-gevel zijn grotendeels samengesteld uit hergebruikte materialen en/of materialen uit hernieuwbare en gerecycleerde bronnen, die op hun beurt kunnen worden hergebruikt en/of gerecycleerd wanneer de gevel wordt ontmanteld.

Een ‘geprefabriceerde modulaire’ gevel 

Een ‘geprefabriceerde modulaire’ gevel is ontworpen en gebouwd met behulp van modulaire elementen die in de werkplaats worden geprefabriceerd en vervolgens worden vervoerd en ter plaatse geassembleerd en gemonteerd. Naargelang van het geval worden de modulaire elementen in de werkplaats samengesteld met de hoofdlagen of met alle lagen waaruit de gevel is opgebouwd, met inbegrip van het buitenschrijnwerk. Doordat de elementen in de werkplaats worden geprefabriceerd, kunnen de constructiedetails nauwkeuriger worden uitgevoerd en kunnen lichtere en duurzamere materialen worden gebruikt, met name hout. Prefabricage maakt het mogelijk de duur van de werkzaamheden aanzienlijk te verkorten, ‘droog’ te werken en de overlast in een stedelijke omgeving te beperken.

Een ‘circulaire’ gevel 

Een ‘circulaire’ gevel is los van de draagstructuur ontworpen, veelzijdig en modulair. De verschillende gevellagen worden los van elkaar en omkeerbaar uitgevoerd. Ze zijn gemakkelijk toegankelijk voor onderhoud en kunnen worden gedemonteerd zonder de aangrenzende lagen te beschadigen. De materialen zijn hergebruikt en/of hebben een lage impact op milieu en gezondheid, en zijn afkomstig van hernieuwbare bronnen of recyclagekanalen. Zij hebben een lange levensduur, vergen weinig onderhoud en zijn bestand tegen een of meer montage- en demontagefasen, wat bevorderlijk is voor toekomstig hergebruik. 

Let wel: het milieueffect van de materialen waaruit de circulaire gevel is opgebouwd, moet ten minste over een hele levenscyclus en idealiter over verschillende cycli worden geanalyseerd. Uit verschillende studies waarin het milieueffect van een conventionele oplossing wordt vergeleken met dat van een omkeerbare en circulaire oplossing, is gebleken dat het milieueffect vaak groter is voor de omkeerbare en circulaire oplossing, omdat deze bestaat uit robuustere materialen die kunnen worden hergebruikt en mechanische assemblages waarbij meer metalen elementen nodig zijn.

Een circulaire gevel kan geheel of gedeeltelijk geprefabriceerd zijn. De prefabricage van de gevelelementen versterkt het modulariteitsprincipe en vergemakkelijkt de uitvoering, waardoor de uitvoerings- en montagetijd ter plaatse en de overlast van de werkzaamheden worden beperkt.

Ontwerpprincipes

Een gevel is ‘circulair’ als het ontwerp voldoet aan de volgende principes van ruimtelijke en technische omkeerbaarheid:

• Principe van onafhankelijkheid ten opzichte van de dragende structuur
• Principe van veelzijdigheid en modulariteit
• Principe van gelaagdheid
• Principe van inzet van hergebruikte materialen die zelf ook hergebruikt kunnen worden
• Principe van milieu- en gezondheidsvriendelijke, duurzame en stevige materialen

  Dit principe geldt voor elk nieuw materiaal dat in het ontwerp en de uitvoering van een gevel moet worden verwerkt. Waar mogelijk wordt de voorkeur gegeven aan bouwmaterialen met een lage milieu-impact en een lange levensduur, die weinig of geen onderhoud vergen en bestand zijn tegen meerdere fasen van montage en demontage. Bij materialen voor binnenafwerking is het ook belangrijk om gezondheidsvriendelijke materialen met lage VOS- en andere toxische emissies te kiezen, met een luchtkwaliteitslabel of een label van lage emissies (Frans ANSES-label dat de VOS-emissies specificeert).

• Principe van toegankelijkheid en omkeerbaarheid van de verbindingen

  Dit geldt voor de verschillende materialen, lagen en elementen van de gevelwand, en voor de aansluitingen tussen de gevelwand en de andere wanden.

  Zie voor meer informatie het dossier | Omkeerbaar en circulair bouwen

Hoe kunnen we een circulaire gevel ontwerpen?

De relatie tussen de gevel en de structuur bestuderen 

Het ontwerp van de gevel hangt af van het ontwerp van de draagstructuur van het gebouw. De gevel kan al dan niet een structurele rol spelen door de lasten van de vloerelementen en/of de bovenliggende structuren op zich te nemen. Het is dan ook van essentieel belang om het ontwerp van de gevel en de draagstructuur samen te bestuderen.

Een circulaire gevel wordt los van de draagstructuur ontworpen. Hij sluit alleen de gebouwschil af en draagt niet bij tot de stabiliteit van het gebouw.

De positie van de gevel ten opzichte van de structuur bestuderen

Wanneer de gevel los van de draagstructuur wordt ontworpen, is het ook belangrijk om zijn positie ten opzichte van de draagstructuur in aanmerking te nemen.

De gevel kan in de structuur van het gebouw worden geplaatst als een invulelement. We spreken dan van een ‘invulgevel’. Dit type gevel wordt vaak gebruikt bij de renovatie van meergezinswoningen, waarbij de bestaande draagstructuur gehandhaafd blijft.

De gevel kan ook langs de buitenzijde van de draagstructuur van het gebouw worden geplaatst of uitsteken tegenover het gebouw. Dit wordt een ‘gordijngevel’ genoemd, die zelfdragend kan zijn of tegen de gebouwstructuur kan steunen. Deze oplossing geniet vaak de voorkeur bij de bouw en renovatie van bedrijfsgebouwen. 

De gevel kan ook ‘ingepast’ zijn. Dit systeem is een tussenoplossing tussen de twee hierboven beschreven systemen: de gevel zit over zijn dikte gedeeltelijk in de structuur en steekt gedeeltelijk uit. 

Een laatste mogelijkheid is de zware niet-dragende gevel, die hoofdzakelijk bestaat uit architectonische betonelementen in de vorm van massieve of sandwichpanelen.

Een type gevel kiezen

Invulgevel

Deze gevel is modulair en bestaat uit een of meer gevelelementen die worden gebruikt om de openingen in de draagstructuur op te vullen. De gevelelementen worden verdieping per verdieping mechanisch bevestigd aan de draagstructuur van het gebouw.

Wat de architectonische compositie betreft, zijn alle structurele elementen van de gevel zichtbaar: vloernokken, balken en/of kolommen en zuilen.

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

Dit type gevel vereist speciale aandacht voor koudebruggen, omdat de continuïteit van de isolatie complexer op te lossen is.

De elementen worden gewoonlijk in de fabriek geprefabriceerd en vervolgens ter plaatse in elkaar gezet. Ze beslaan gewoonlijk de volledige hoogte van een verdieping, maar kunnen ook in de lengte in verschillende elementen worden verdeeld. 

 Voorbeeld gebouw VUB: Renovatie van een appartementsgebouw - CIMEDE-gevelpaneel in een bestaande constructie

© Atelier de l'Avenir scrlfs

Niet-dragende gordijngevel

Deze gevel is modulair en bestaat uit elementen die door middel van metalen klemmen aan de buitenzijde van de draagstructuur van het gebouw worden bevestigd.

De draagstructuur van het gebouw vangt dus via de klemmen de belasting op van het gewicht van de elementen zelf en van de winddruk.

Met deze oplossing is het gemakkelijker om te voldoen aan de eis van continue isolatie in de gebouwschil.

Wat de architectonische compositie betreft, is de draagstructuur niet zichtbaar of slechts op de achtergrond, aangezien zij gedeeltelijk wordt verborgen door de gevelelementen.

Er bestaan verschillende systemen:

• Gevelelementen gemonteerd op een traliewerk of frame

  Aan de draagstructuur van het gebouw wordt een onderstructuur of traliewerk bevestigd. Dit traliewerk wordt gevormd door middel van verticale verstijvers en horizontale dwarsbalken die ter plaatse worden gemonteerd, of door middel van frames die in de fabriek worden geprefabriceerd en ter plaatse worden gemonteerd. De openingen worden vervolgens opgevuld met vulelementen (beglazing of massieve panelen). Alle elementen worden op de bouwplaats geassembleerd.

  De profielen en frames zelf zijn mechanisch bevestigd aan de draagstructuur.

  Bron: Architecture et Climat - LOCI – UCL © Leefmilieu Brussel
• Gevelelementen in de vorm van geprefabriceerde panelen

  De gevelelementen bestaan uit grote geprefabriceerde modules van één of een halve verdieping hoog, die mechanisch worden bevestigd aan de structuur van het gebouw of aan een secundaire onderstructuur. De panelen worden geheel of gedeeltelijk geprefabriceerd in de fabriek en vervolgens ter plaatse geïnstalleerd. De panelen bestaan meestal uit massieve en beglaasde delen. Afhankelijk van het type bouwplaats kunnen sommige onderdelen, zoals de buitenafwerking of de binnenafwerking, op de bouwplaats worden aangebracht, nadat de panelen zijn geïnstalleerd.

   Ekla, bouw van een woontoren in Brussel - geprefabriceerde gevelpanelen

  © Atelier de l'Avenir scrlfs

  Geprefabriceerde gevelpanelen, in afwachting van de installatie op de bouwplaats

  Afbeelding

  

  © Atelier de l'Avenir scrlfs

Zelfdragende gordijngevel 

Deze gevel is modulair en bestaat uit elementen die elkaar ondersteunen en alleen horizontaal aan de draagstructuur zijn verankerd.

Bron: Cursus ‘Gevels in architectonisch beton’ © Leefmilieu Brussel

Schema - voorbeeld van bevestiging van de gevel aan de draagstructuur - Bron: Cursus ‘Gevels in architectonisch beton’ 

In de meeste gevallen worden de elementen in de fabriek geprefabriceerd. Zij kunnen groot (paneel) of klein (cassette) zijn volgens een modulariteitsprincipe.

Wat de architectonische compositie betreft, is de draagstructuur niet meer zichtbaar aangezien ze volledig wordt verborgen door de gevelelementen.

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

Ingepaste gevel

Deze gevel is modulair en bestaat uit één of meer gevelelementen. Deze gevelelementen zijn over hun dikte

• Gedeeltelijk tussen de structurele elementen geplaatst, om de openingen op te vullen;
• Gedeeltelijk uitstekend tegenover de draagstructuur geplaatst. 

De gevelelementen worden verdieping per verdieping mechanisch bevestigd aan de draagstructuur van het gebouw. 

Deze oplossing biedt de voordelen van de twee vorige oplossingen, zowel wat betreft de bevestiging aan de draagstructuur als wat betreft de continuïteit van de isolatie.

Wat de architectonische compositie betreft, is de draagstructuur niet zichtbaar aangezien ze wordt verborgen door de gevelelementen.

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

Massieve niet-dragende gevel 

Dit type gevel is meestal gemaakt van architectonische betonelementen (enkelvoudige of sandwichpanelen). Deze elementen rusten met behulp van consoles op de vloerplaat op elke verdieping van het gebouw of op een balk waaraan zij mechanisch zijn bevestigd of verankerd.

Bron: Cursus ‘Gevels in architectonisch beton’ © Leefmilieu Brussel

Bron: FEBE © Leefmilieu Brussel

De elementen zijn in de meeste gevallen groot, geprefabriceerd en vervolgens ter plaatse geïnstalleerd.

© FEBE

Wat de architectonische compositie betreft, is de draagstructuur niet meer zichtbaar aangezien ze volledig wordt verborgen door de gevelelementen.

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

De gevel en gevelelementen dimensioneren

Een gevel moet zo worden gedimensioneerd dat hij kan voldoen aan de behoeften van de functie waarvoor hij is bestemd volgens het oorspronkelijke ontwerp, maar ook aan toekomstige behoeften op het gebied van functie, bezetting en gebruik en/of aanpassing aan nieuwe normen of prestatie-eisen. 

Een belangrijk aspect is de dimensionering van de glasoppervlakken, die voldoende natuurlijk licht moeten binnenlaten, aangepast aan het gebruik van het gebouw, maar die dat licht ook moeten kunnen beheren (zonnewinsten, verblinding enz.). Een gevelontwerp met modulaire cassettes maakt het mogelijk de gevel aan te passen door naar behoefte glasoppervlakken toe te voegen of te verwijderen.

Afhankelijk van de positie ten opzichte van de draagstructuur, moeten de volgende aspecten in aanmerking worden genomen:

• De dimensionering en modulariteit van de structurele basis. Geprefabriceerde gevelelementen zijn mogelijk als de draagstructuur van het gebouw op een modulaire basis is gebouwd. Zo kan het fabricageproces van de elementen industrieel worden geoptimaliseerd;
• De hoogte tussen verdiepingen (vloer tot vloer);
• De algemene afmetingen van de te bedekken oppervlakken: breedte, lengte, hoogte;
• De binnenwanden, vooral in bedrijfsgebouwen.

Vervolgens wordt, afhankelijk van het gekozen gevelsysteem, de voorkeur gegeven aan een modulair ontwerp, gebaseerd op één of meer modules die over de lengte en de hoogte van de gevel kunnen worden herhaald, maar die ook onderling kunnen worden verwisseld, afhankelijk van de eisen. 

Bij de keuze van de module kan ook rekening worden gehouden met het gemak waarmee deze ter plaatse kan worden gehanteerd en behandeld (omvang, gewicht enz.).

Hoe moeten we de gevelelementen of -modules samenstellen?

Een bouwsysteem kiezen

Er kunnen verschillende bouwtechnieken worden toegepast, afhankelijk van het type gevel, de positie ten opzichte van de draagstructuur en de vereiste energieprestatie.

In het algemeen wordt zowel bij nieuwbouw als bij renovatie de voorkeur gegeven aan geprefabriceerde modulaire elementen, hoofdzakelijk op basis van hout (massief of gereconstrueerd).  

Geprefabriceerd modulair element in cassettevorm

Het ‘cassette’-element is een klein, geprefabriceerd modulair element. Het kan in verschillende soorten gevel worden gebruikt: al dan niet zelfdragende invulgevel of gordijngevel. 

Het bestaat gewoonlijk uit vier tot vijf hoofdlagen, die idealiter onafhankelijk van elkaar zijn (link naar functionele onafhankelijkheid):

• Een structurele laag die zorgt voor de stabiliteit en de belasting van het eigen gewicht van de onderdelen opvangt. Deze laag is meestal gemaakt van elementen uit massief hout of soortgelijke materialen (LVL, CLT enz.);
• Een laag isolatiemateriaal dat voor thermische isolatie zorgt. Deze laag wordt gewoonlijk in de structurele laag geplaatst, maar soms ziet men ook een aanvullende, dunnere laag aan één kant van de structurele laag. Deze tweede laag zorgt voor de continuïteit van de isolatie; 
• Een buitenste bekledingslaag als buitenafwerking, die de cassette ook waterdicht (en soms luchtdicht) maakt;
• Een binnenste bekledingslaag die bestaat uit een dampscherm en de binnenafwerking;
• Een eventuele technische laag voor vloeistofleidingen of andere technische elementen. Deze laag kan ook worden opgevuld met isolatiemateriaal.

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

In het geval van cassettes met beglazing worden de isolerende, buitenste en binnenste lagen vervangen door de beglazing.

Geprefabriceerde modulaire gevelelementen - panelen

Het ‘paneel’-element kan, vanuit het oogpunt van het constructiesysteem en de materiaalsamenstelling, worden vergeleken met het ‘cassette’-element. Het is alleen groter en omvat zowel beglaasde als massieve delen. In sommige gevallen omvat het ook technische elementen (ventilatiekokers enz.).

Het kan worden gebruikt in invulgevels of niet-zelfdragende gordijngevels.

 Geprefabriceerd gevelpaneel. In dit geval wordt de binnenafwerking ter plaatse aangebracht, nadat het paneel is geïnstalleerd

© Atelier de l'Avenir scrlfs

Zowel het paneelelement als het cassette-element bestaan uit vier tot vijf hoofdlagen. 

De buiten- en binnenbekleding wordt gewoonlijk bevestigd op een houten en/of metalen onderstructuur. Er zijn verschillende mogelijkheden wat betreft het afwerkingsniveau van het paneel in de prefabricagefase: 

• ofwel worden het paneel en al zijn lagen, met inbegrip van de technische lagen, volledig geprefabriceerd in de fabriek en komen ze volledig ‘afgewerkt’ aan op de bouwplaats, 
• ofwel worden sommige lagen die beschadigd kunnen raken tijdens het vervoer en de montage pas in het paneel geïntegreerd nadat het is geplaatst.

Invulelementen in een frame of traliewerk van profielen

Deze invulelementen, hoofdzakelijk in de vorm van beglazing of sandwichpanelen, worden gebruikt in het geval van lichte, niet-zelfdragende gordijngevels. Deze elementen worden geïntegreerd in frames of een traliewerk van profielen, van hout of metaal, die op hun beurt mechanisch bevestigd zijn aan de draagstructuur.

De onafhankelijkheid en omkeerbaarheid van de lagen bevorderen

Het gevelelement, of het nu als cassette of als paneel is uitgevoerd, bestaat uit verschillende lagen, waarvan het aantal varieert naar gelang van de gewenste prestaties en de functie/het gebruik van het gebouw. Deze lagen hebben een verschillende levensduur, variërend van 15 tot 20 jaar voor de technische lagen, 20 tot 30 jaar voor de buitenste bekleding, 30 tot 60 jaar voor de isolatielaag en meer dan 60 jaar voor de structurele laag. Deze lagen moeten onafhankelijk van elkaar worden uitgevoerd en op elkaar worden afgestemd overeenkomstig hun levensduur. 

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

Er moet dus worden gezorgd voor functionele onafhankelijkheid tussen de lagen en voor technische omkeerbaarheid van het geheel om demontage of ontmanteling in de toekomst te vergemakkelijken. De materialen moeten zo worden gekozen dat ze zijn afgestemd op de gewenste levensduur van elke laag.

Materiaalkeuze

Basisprincipe

In het algemeen moeten, afhankelijk van de levensduur van de functionele laag waarvoor het materiaal gaat dienen, materialen worden gekozen die:

• lokaal zijn, afkomstig zijn van hergebruikkanalen en/of een beperkt milieueffect hebben;
• een lange levensduur hebben en onderhoudsarm zijn;
• robuust zijn of bestand tegen verscheidene fasen van montage/demontage;
• compatibel zijn, d.w.z. gemakkelijk te hercombineren of herconfigureren; 
• geen impact hebben op de menselijke gezondheid.

Potentiële keuze per specifieke laag

Bij het ontwerpen van een circulaire gevel is het van belang materialen te kiezen die aan de gestelde eisen voldoen en de milieueffecten van de gevel gedurende de gehele levenscyclus tot een minimum beperken, rekening houdend met de vervangingsfrequentie.

Structuur

Buitenbekleding

Binnenbekleding

Isolatie

De montage- en bevestigingsmiddelen kiezen

Basisprincipe

Zowel voor de montage van de gevelmaterialen als voor de verbindingen tussen de gevelelementen en de montage van de gevelelementen op de draagstructuur, moeten de technische omkeerbaarheid en de verschillende aspecten daarvan in acht worden genomen:

• Geometrie van de verbindingen
• Type verbinding
• Bereikbaarheid van de verbindingen

Deze aspecten worden in detail besproken in het dossier ‘Omkeerbaar en circulair bouwen’

Verbinding tussen lagen

Om de omkeerbaarheid van alle materiaallagen waaruit de gevel is opgebouwd te garanderen, wordt de voorkeur gegeven aan directe assemblage (zonder verbindingselement) of indirecte onafhankelijke of autonome assemblage (metalen verbindingselement).

De assemblages moeten ook gemakkelijk toegankelijk en eenvoudig zijn en een snelle demontage mogelijk maken.

Verbinding tussen gevelelementen (cassettes, panelen, frame)

Er moet ook bijzondere aandacht worden besteed aan de verbinding tussen de verschillende gevelelementen, enerzijds om ervoor te zorgen dat de verbindingen tussen de elementen luchtdicht zijn en anderzijds om te garanderen dat een element kan worden verwijderd zonder de andere aangrenzende elementen en/of hun onderlinge verwisselbaarheid te schaden, in geval van verandering van functie of gebruik.

Hierbij spelen twee aspecten een rol:

• Het type verbinding tussen de gevelelementen

  Het gebruik van droge verbindingen of assemblages zonder tussenelementen en/of met autonome of onafhankelijke tussenelementen geniet de voorkeur.

• De geometrie van het raakvlak

  De geometrie van het raakvlak tussen twee elementen moet ervoor zorgen dat een bepaald element gemakkelijk kan worden verwijderd zonder de aangrenzende elementen te beschadigen.  Dit principe wordt nader toegelicht op de pagina over technische omkeerbaarheid.

Verbinding met de draagstructuur

Om de onafhankelijkheid en omkeerbaarheid van de gevelelementen ten opzichte van de draagstructuur te garanderen, wordt de voorkeur gegeven aan assemblage met een verbindingselement. Dankzij dat verbindingselement zijn de gevelelementen gemakkelijk te demonteren zonder de aangrenzende structurele lagen te beschadigen.

Project Greenbizz en Aeropolis – voorbeeld van een verbindingselement waarmee de gevelcassettes aan de structuur kunnen worden bevestigd

© Chiraz Ben Dakhlia

© Chiraz Ben Dakhlia

Idealiter blijven dit verbindingselement en de assemblage toegankelijk wanneer de binnen- of buitenafwerking is aangebracht, zodat het mogelijk blijft een gevelelement te verwijderen zonder de afwerkingen te beschadigen.

Aandachtspunten tijdens de uitvoering

Bij de prefabricage en de montage van de gevelelementen ter plaatse moet rekening worden gehouden met verschillende aspecten.

Luchtdichtheid

Een circulaire gevel moet, net als elke andere gevel, een zekere luchtdichtheid kunnen garanderen. Daarom moet aandacht worden besteed aan alle aansluitingen tussen de gevel en de andere muren van het gebouw, met name de aansluiting met de voet van de gevel, de aansluitingen boven- en onderaan het raamkozijn, de aansluiting met het dak en alle mogelijke aansluitingen aan eventuele openingen.

Bij gevelelementen in de vorm van cassettes of panelen wordt de luchtdichtheid van elk element gegarandeerd door de houtvezelpanelen en het dampschermmembraan.

Aangezien de elementen vervolgens tot een gevel worden samengevoegd, moeten hun aansluitingen ook de gewenste luchtdichtheid garanderen. Over deze verbinding moet dus zorgvuldig worden nagedacht en er kunnen verschillende systemen worden gebruikt, zoals kleefband op en over de aansluiting of een samengedrukte rubberstrip (zwelband) tussen de aangrenzende vlakken van beide elementen. De tweede oplossing is een interessante techniek die echter nog verder moet worden bestudeerd om de doeltreffendheid en betrouwbaarheid op lange termijn te verbeteren.

Continue isolatie

Een circulaire gevel moet, net als elke andere gevel, de continuïteit van de isolatie kunnen garanderen. Daarom moet aandacht worden besteed aan alle aansluitingen tussen de gevelelementen, maar ook tussen de gevel en de andere muren van het gebouw, met name de aansluiting met de voet van de gevel, de aansluitingen boven- en onderaan het raamkozijn en de aansluiting met het dak.

De assemblage van de gevelelementen moet ook deze continuïteit van de isolatie waarborgen. De continuïteit kan worden verkregen met een extra laag aan de binnenzijde van het element of aan de buitenzijde.

Naleving van de brandvoorschriften 

Voor alle lage, middelhoge en hoge gebouwen, zowel bij nieuwbouw als bij vergunningsplichtige renovatie, moeten brandvoorschriften worden toegepast, met name voor de gevels, om de ontwikkeling en verspreiding van brand te voorkomen en de veiligheid van de bewoners van het gebouw te waarborgen.

Middelhoge gebouwen (MB) zijn tussen 10 en 25 m hoog (bijlagen 3 en 3/1 van het Koninklijk Besluit) en hoge gebouwen (HB) zijn meer dan 25 m hoog (bijlagen 4 en 4/1 van het Koninklijk Besluit) - Bron: WTCB

Brand verspreidt zich hoofdzakelijk op één van de volgende drie manieren via de gevel: 

• Via het oppervlak van de gevelbekleding 

  Om dit soort verspreiding te vertragen, moeten bepaalde maatregelen worden genomen met betrekking tot het brandgedrag van de buitenbekleding van de gevel.

• Tussen twee compartimenten 

  Om dit risico tegen te gaan, moet de brandwerendheid van de aansluiting tussen de vloerplaat en de brandwerendheid van het gevelelement ter hoogte van de vloerplaat worden gewaarborgd. 

• Via het gevelcomplex langs de brandbare materialen of de geventileerde luchtspleet achter de gevelbekleding (schoorsteeneffect). 

  Om dit soort verspreiding te voorkomen zijn verschillende oplossingen mogelijk, zoals het gebruik van onbrandbare of weinig brandbare elementen, het onderbreken van de brandbare isolatielagen en/of het onderbreken van de geventileerde luchtspleet.

Bron: WTCB © Bruxelles Environnement

De brandvoorschriften voor gevels zijn in 2020 herzien en zijn sinds begin 2021 van kracht. Deze nieuwe versie omvat nieuwe voorwaarden voor de substantiële onderdelen van de gevel, met name de isolatie en de stijlen. Deze voorschriften zijn niet van toepassing op raam- en deurprofielen noch op beglazing in gevels.

Een gevelonderdeel wordt als ‘substantieel’ beschouwd als de massa per oppervlakte-eenheid ≥ 1,0 kg/m² bedraagt of als de dikte ≥ 1,0 mm bedraagt. Een dun regenwerend membraan van minder dan 1 mm dik en met een massa van minder dan 1 kg/m², bijvoorbeeld, is dus geen substantieel onderdeel - Bron: WTCB

Deze voorschriften betreffen:

• Het brandgedrag van gevelbekledingen in hun definitieve toepassingsomstandigheden, d.w.z. zoals ze op de bouwplaats zijn aangebracht. Dit betekent dat bij de beoordeling van het brandgedrag van de gevelbekleding rekening moet worden gehouden met de mogelijke invloed van de onderliggende materiaallagen en de bevestigingsmethode.

  Dit geldt voor hoge gebouwen en voor lage gebouwen met niet-autonome gebruikers (kinderdagverblijven, ziekenhuizen enz.).

• Brandgedrag van de substantiële onderdelen

  Zie verder het document van het WTCB: Brandveiligheid van gevels: de nieuwe regelgeving toegelicht WTCB.

Wat zijn de mogelijke keuzes voor energetische renovatie?

De kwestie van de circulariteit van een gevel doet zich ook voor bij renovatie en nog meer in het bijzonder bij energetische renovatie, waarbij verschillende nieuwe lagen materialen worden geïntegreerd en naast de bestaande lagen worden geplaatst.

Er zijn twee mogelijke gevallen voor renovatie:

De bestaande gevel, vaak massief, wordt gehandhaafd

Dit geval doet zich regelmatig voor bij de renovatie van oudere gebouwen (gebouwd vóór 1960) of kleine woongebouwen, wanneer de gevelstructuur van goede kwaliteit en in goede staat is.

Bron: Cenergie © Leefmilieu Brussel

Rénovation du Centre Régional d’Aide aux Communes, Jambes - Bron : Architectura © Leefmilieu Brussel

Gebruik van gevelcassettes bij renovatie - Renovatie van het Centre Régional d’Aide aux Communes in Jambes - © Architectura

Afhankelijk van de technische keuze van de isolatie (buiten >< binnen), kan men werken met 

• gevelcassettes of -panelen die aan de draagstructuur van de gevel worden bevestigd en als waterdichte en geïsoleerde omhulling fungeren. In dit geval verkort prefabricage in de fabriek de montagetijd en de productie van afval op de bouwplaats. Als de cassettes of panelen aan de buitenzijde worden geplaatst, kunnen er bovendien technische elementen in worden geïntegreerd, zoals gedecentraliseerde ventilatiesystemen (zie de systemen MODUL’AIR of AiMES van het WTCB)
• een onderstructuur (hout/metaal), bevestigd aan de draagstructuur van de gevel, die vervolgens wordt opgevuld met isolatie en afgewerkt met de buiten- of binnenafwerkingslagen.

Na te leven principes van circulair ontwerpen 

Wanneer de bestaande gevel gehandhaafd blijft, moet worden gewerkt met geprefabriceerde elementen of een onderstructuur, waarbij de volgende principes worden toegepast:

• Principe van gelaagdheid;
• Principe van gebruik van hergebruikte materialen die zelf ook hergebruikt kunnen worden;
• Principe van milieu- en gezondheidsvriendelijke, duurzame en stevige materialen;
• Principe van toegankelijkheid en omkeerbaarheid van de verbindingen.

De bestaande gevel wordt volledig gesloopt

In dat geval kan het circulaire ontwerp van een nieuwe gevel worden overwogen, volgens de punten besproken onder ‘Hoe kunnen we een circulaire gevel ontwerpen?’.

Wat zijn de voor- en nadelen van een circulaire gevel?

De voor- en nadelen van een circulaire gevel houden verband met de materialen waarvan hij is gemaakt, de mate van omkeerbaarheid van het gekozen bouwsysteem en de mate van prefabricage.

Logistiek

Aandachtspunten

• Voorafgaand ontwerp

  De circulaire gevel en het ontwerp van zijn onderdelen vereisen meer werk vóór de start van bouwplaats, met name wat betreft de samenstelling van de elementen, de assemblages en de verbindingen. Alle details moeten vanaf het ontwerp worden bestudeerd en opgelost.

  Er moet ook een volledig en nauwkeurig bestek worden opgesteld voor de prefabricage.

• Kosten

  Prefabricage kost over het algemeen meer in de voorbereidings- en bouwfase, maar dit wordt vaak gecompenseerd door de kortere uitvoeringstijd. 

  Het is ook belangrijk erop te wijzen dat de kosten van hout(derivaten) en van metaal de laatste jaren heel variabel zijn geweest en dat het momenteel duurder is om met hout te bouwen dan voor een massieve constructie te kiezen.

• Transport en verwerking op de bouwplaats

  Hoewel bij prefabricage over het algemeen minder materialen naar de bouwplaats moeten worden vervoerd, vereisen gevelelementen, afhankelijk van hun omvang en afwerkingsniveau, specifiek vervoer van de fabriek naar de bouwplaats, en het gebruik van kranen of andere hijswerktuigen op de bouwplaats.

  Voorts zij erop gewezen dat, afhankelijk van het afwerkingsniveau van de panelen of cassettes, de kwaliteit van het vervoer en de bescherming van de cassettes of panelen tijdens het vervoer bijzondere aandacht vergen.

   Behandeling van gevelelementen op de bouwplaats met kranen of hijstoestellen

  © Atelier de l'Avenir scrlfs

  Behandeling van gevelelementen op de bouwplaats met kranen of hijstoestellen

  © Atelier de l'Avenir scrlfs
• Precisie op de bouwplaats

  Geprefabriceerde elementen worden ontworpen en gebouwd met een precisie die niet altijd verenigbaar is met de ruwbouw (vooral in beton). Het is namelijk moeilijk om onregelmatigheden in de ruwbouw te compenseren met de cassettes- of paneelelementen. Het is dus noodzakelijk om de tolerantieniveaus van de ruwbouw te beheren en af te stemmen op die van de geprefabriceerde elementen, met name voor de verbindingen, door extra hoeken of specifieke beugels toe te voegen.

Materialen 

Aandachtspunten

• Aantal materialen

  De circulaire gevel vereist in het geval van modulaire elementen vaak een groter aantal materialen dan de traditionele bouw en een groter aantal metalen verbindingsstukken.

• Milieubalans

  Door het grotere aantal materialen en metalen verbindingsstukken kan de milieubalans van de circulaire gevel in de eerste levenscyclus groter zijn dan die van een traditionele gevel. 

  Die balans moet echter worden gerelativeerd door rekening te houden met het potentieel voor hergebruik van de materialen en hun toekomstige levenscycli.

  Zie casestudy | Circular retrofit lab

  Houtmateriaal en vochtgevoeligheid

  Hout is een materiaal dat regelmatig wordt gebruikt in geprefabriceerde gevelelementen. Aangezien het zeer gevoelig is voor vocht, is het van cruciaal belang de juiste houtsoort te kiezen bij gebruik van complete, voorgemonteerde modules.

Prefabricage

Voordelen

• Rationalisering van de materialen

  Prefabricage maakt het mogelijk de hoeveelheid gebruikte materialen te rationaliseren en de hoeveelheid afval te beperken. Elke laag, elk materiaal wordt in de fabriek gesneden alvorens te worden geassembleerd. Het snijafval dat moet worden beheerd is vaak afval van dezelfde aard of van verschillende aard, maar bekend bij het prefabricagebedrijf. Het is daarom gemakkelijker sorteren, hergebruiken of af te voeren naar geschikte verwerkings-/terugwinningskanalen.

• Hergebruik

  De prefabricage van gevelelementen in de vorm van modulaire cassettes of panelen biedt meer mogelijkheden voor de inzet van hergebruikte materialen en voor toekomstig hergebruik van de materialen waaruit ze zijn samengesteld, met name de isolatiematerialen en bepaalde panelen. Door met modulaire elementen te werken, wordt ook het hergebruik van de draagstructuren van de elementen mogelijk.

• Assemblage in de fabriek, beschut tegen weer en wind

  De weersomstandigheden hebben minder invloed op de planning van de bouwplaats, aangezien een deel van het werk, de prefabricage van de gevelelementen, in een fabriek gebeurt, in een ruimte die beschermd is tegen weer en wind.

• Op de bouwplaats

  Omdat geprefabriceerde elementen per definitie klaar zijn voor installatie, duurt de montage minder lang. Het gebouw wordt snel waterdicht gemaakt, waardoor relatief snel met de afwerking kan worden begonnen en de bouwtijd kan worden verkort.

  In sommige gevallen vermindert het ook de impact van de bouwplaats omdat er geen steigers en ‘natte’ installatietechnieken nodig zijn en omdat er minder afval wordt geproduceerd.

  Prefabricage maakt het ook mogelijk om op de bouwplaats te werken met kleine ploegen.

Opmerking over het einde van de levensduur en de recuperatie van de modules

• Sommige fabrikanten van geprefabriceerde elementen bieden de mogelijkheid om ze na een eerste gebruikscyclus terug te brengen naar de fabriek om de staat ervan te controleren alvorens ze opnieuw te gebruiken. Van elementen met een beschadigde afwerking, kunnen deze fabrikanten ten minste de isolerende en structurele lagen recupereren. Deze aanpak garandeert dat alle of een deel van de elementen effectief worden hergebruikt.

Meer weten

Andere websites

• BAMB
• Circulair retrofit lab
• WTCB, Retrofitting with AIM-ES, (eng)
• WTCB, project MODUL’air
• WTCB, Geprefabriceerde multifunctionele gevelsystemen. Een innovatieve techniek voor renovaties. 
• WTCB, Naar een circulaire economie in de bouw. Inleiding tot de principes van de circulaire economie in de bouwsector. 
• Energie+, mur rideau

Bibliografie

• TH. HERZOG, R.KRIPPNER, W.LANG, Construire des façades, Presses Polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, Suisse, 2007