Ruimtelijke omkeerbaarheid

Het CRL bestaat uit twee verdiepingen en wordt gebruikt als evenementenruimte (begane grond) en flexibele werkplek (1e verdieping). Er werd maximaal rekening gehouden met alle indicatoren van ruimtelijke en technische omkeerbaarheid. Gezien de context van de renovatie zijn echter niet alle indicatoren geoptimaliseerd. De afmetingen van het gebouw en de hoogtes van de verdieping lagen bijvoorbeeld al vast en de architecten konden dus hooguit nagaan in welke mate bepaalde functies er mogelijk waren.

Research by design

Voor de keuze van de verschillende functies die zijn toegewezen aan het CRL, werd een 'research by design'-methode toegepast op de interne configuratie van het gebouw, gebaseerd op bestaande kenmerken zoals de afmetingen van het gebouw, de hoogte van de verdieping, de structurele typologie enz.  De eerste circulaire strategie die werd toegepast, was dan ook het maximale behoud van de bestaande structuren.

Verschillende functies die het studentenleven ondersteunen, zoals een verspreidings ruimte, een eco-guesthouse, een fietsherstelatelier, een infopunt voor studenten, een coworkingruimte en een café, werden bestudeerd. Zo werden verschillende gebruiksscenario's gedefinieerd als basis voor de ruimtelijke omkeerbaarheid van het project.

Plannen voor de verschillende gebruiksscenario's

@ VUB Architectural Engineering

Afmetingen

Het gebouw bestond oorspronkelijk uit twee verdiepingen met acht kamers en twee badkamerruimten. Bij de renovatie van het CRL blijft de oorspronkelijke draagconstructie behouden. Het oorspronkelijke bouwsysteem is modulair: twee keer vier modules werden op elkaar gestapeld. Hierdoor volgen alle ruimten en de grote openingen in de gevel hetzelfde patroon. De modules dragen van gevel tot gevel. De hoogte van een module – van de vloer van de begane grond tot die van de eerste verdieping – is ongeveer 305 cm, wat relatief laag is, de ruimtelijke configuratie beperkt en het bijvoorbeeld onmogelijk maakt om het plafond te verlagen om ventilatie te verbergen.

Plaatsing

De plaatsing van de vaste elementen, inclusief de leidingen, werd bepaald op basis van de toekomstige gebruiksscenario's:

• het gebouw heeft een open plan, met dragende elementen aan de gevel;
• de technieken werden samengebracht in twee modules, zodat de ruimte in de toekomst vrij kan worden ingedeeld of zelfs opgedeeld;
• de ruimten met het meeste daglicht zijn ingericht als leefruimten, terwijl alle sanitaire en technische uitrustingen gegroepeerd zijn in de donkere ruimten, waar het gebouw in verbinding staat met andere gebouwen;
• de verticale circulatie is extern.

Het oorspronkelijke gebouw voor studentenhuisvesting bestaat uit twee verdiepingen met elk vier modules. De configuratie van de modules creëert een open plan dat verschillende ruimtelijke indelingen mogelijk maakt.

Plaatsing van vaste elementen

© VUB Architectural Engineering

Mogelijkheid tot verticale of horizontale ontwikkeling

• Het is waarschijnlijk mogelijk om een verdieping toe te voegen afhankelijk van de structurele capaciteiten;
• de ruimte kan worden vergroot door horizontaal extra modules toe te voegen. Dat kan dankzij de modulaire, verplaatsbare betonnen modules. Via de zijgevels kan een horizontale verbinding worden gemaakt. Het gaat voornamelijk om demonteerbare blinde gevels. Een groot raam in de zijgevel moet dan worden opgeofferd. Via de andere gevels komt er echter voldoende daglicht binnen;
• dankzij het open karakter van de betonnen modules kunnen op de begane grond gemakkelijk nieuwe ingangen worden gecreëerd;
• achter de technische voorzetwand is er in principe ruimte voor extra technieken. Ook onder de verhoogde vloer is daar ruimte voor;
• op de eerste verdieping werden de ventilatiekanalen gesplitst, zodat de kantoorruimte gemakkelijk in twee studio's kan worden verdeeld. Deze ontwerpkeuze gaat uit van een scenario waarin de kantoorfunctie op korte termijn gemakkelijk kan worden omgezet in woningen. Om die reden zijn er ook twee sanitaire blokken voorzien. Ze bieden de mogelijkheid om twee onafhankelijke wooneenheden te creëren.

Illustratie van een toekomstige verdeling van de kantoorruimte in twee woningen

© VUB Architectural Engineering

Brandwetgeving

De functieverandering van kantoren naar studio's wijzigt de verdeling voor de brandveiligheid:

• hoewel dit niet noodzakelijk was in de eerste niet-residentiële fase, en meer middelen vereist, werden tussen de hal en de badkamers brandwanden geïnstalleerd om aan de toekomstige eisen te voldoen;
• om dezelfde reden werden alle ventilatiekanalen al uitgerust met een brandklep op de plaats waar ze de toekomstige brandwanden kruisen;
• alleen het besturings-/controlesysteem van de ventilatie-eenheid moet nog worden aangepast als de functie wordt gewijzigd;
• er werd ook ruimte voorzien om op dat moment geluidsdempers te installeren om overspraak tussen de studio's te vermijden;
• er zijn ook al twee thermostaten geplaatst, elk met een eigen distributiecircuit, aangesloten op convectoren in de omtrek van de verhoogde technische vloer. Zo kunnen de studio's ook afzonderlijk worden verwarmd.

Stedenbouwkundige vergunning

Integratie van residentiële en niet-residentiële functies en naleving van de strengste wetgeving om toekomstige transformaties te vereenvoudigen.

Samenwerking tussen stakeholders

De industriële spelers (met name voor de omkeerbare wanden) werden vanaf de ontwerpfase en tijdens de voortgang van de werken bij het project betrokken.

• Voordeel: samen systemen ontwikkelen en tussentijdse verbeteringen aanbrengen;
• nadeel: lange voorbereiding en ontwerptijd.

Technische omkeerbaarheid

Functionele onafhankelijkheid 

De functionele lagen zijn zoveel mogelijk van elkaar gescheiden:

• de demonteerbare binnenwanden (zie hieronder) bestaan uit een draagstructuur bekleed met platen. De afwerking kan onafhankelijk van de structuur worden aangepast;
• de technieken kunnen onafhankelijk van de andere lagen worden aangepast. Ze blijven toegankelijk, afhankelijk van de gekozen oplossing, hetzij in een technische schacht achter een demonteerbare voorzetwand van het type 'kit-of-parts' of onder de verhoogde vloer;
• de verwijderbare plinten onder de profielwanden kunnen ook worden gebruikt om verder van de technische kern stopcontacten aan te brengen. Dankzij deze technische plinten kunnen de technieken worden aangepast zonder de muur en de afwerking ervan te verwijderen;
• de technieken werden zoveel mogelijk gegroepeerd. Op de begane grond zijn ze samengebracht in de technische wanden van het type 'kit-of-parts'. Op de eerste verdieping zijn er twee aanpasbare modules. Ze bevatten de keuken, de badkamer, het toilet, de technische ruimte en de opslagruimte. De technische wand en modules zijn ook verticaal gegroepeerd. Van daaruit vertrekken de technieken naar het plafond en de verhoogde vloer;
• de sanitaire blokken werden ook gebouwd met het oog op functionele onafhankelijkheid en kunnen dus worden aangepast of gedemonteerd zonder de andere elementen aan te tasten;
• de gevelelementen (geprefabriceerde cassettes die in de gevelopeningen kunnen worden geschoven) zijn niet-dragend en kunnen volledig onafhankelijk van de dragende elementen worden verwijderd, vervangen of aangepast dankzij de hoekprofielen waarmee de gevelpanelen aan de structuur zijn bevestigd.

Verwijderbare plinten onder de profielwanden

Demonteerbare verhoogde vloer

Niet-dragende gevelelementen

 De gevelpanelen zijn verbonden met de structuur door middel van onafhankelijke basiselementen

Levenscyclusanalyse (LCA) en levenscycluskosten (LCC) van de verschillende muurstructuren

De milieu-impact van verschillende omkeerbare verdelingssystemen werd bestudeerd via LCA, in functie van transformaties om de tien en vijftien jaar en jaarlijkse transformaties. Elk type wand heeft zijn eigen 'ritme':

• de systeemwanden in flexibele ruimten moeten vaak worden verplaatst;

  Plan van de plaats van de systeemwanden op de begane grond

  ©VUB Architectural Engineering

• de technische wanden moeten sneller toegang geven tot de technieken die moeten worden vernieuwd of onderhouden;

  Plan van de plaats van de technische wanden op de begane grond en 1e verdieping

  ©VUB Architectural Engineering ©VUB Architectural Engineering

• de wand die op termijn de eerste verdieping in twee studio's zal verdelen, moet daarentegen verwijderbaar zijn maar zal niet om de vijf jaar worden vervangen;

  Plan van de plaats van de scheidingswand op de 1e verdieping

  ©VUB Architectural Engineering

• de bouwheer van het CRL verwacht niet op korte termijn aanpassingen te moeten doen aan de voorzetwand aan de binnenzijde van de gevels.

  Plan van de plaats van de systeemwanden op de begane grond

  ©VUB Architectural Engineering

De bestudeerde systemen hebben een beperkte impact, vooral met betrekking tot het onderhoud en de scenario's voor hergebruik na afbraak.

LCA van de milieu-impact van het 'kit-of-parts'-systeem in vergelijking met een conventionele niet-omkeerbare wand bij installatie in een technische wand

 

 

Wanden met een hogere initiële kostprijs, zoals het 'kit-of-parts' systeem, blijken voordelig te zijn over de hele levenscyclus wanneer ze worden gebruikt in een scenario waarbij de aanpassingen sneller nodig zijn. Op basis van deze studies:

• werd voor de technische wanden van het project het 'kit-of-parts'-systeem gekozen, dat snel en gemakkelijk kan worden gedemonteerd;
• profielwanden kunnen volledig worden gedemonteerd, maar kleine aanpassingen kunnen niet zo gemakkelijk worden aangebracht. Ze zijn dan ook perfect geschikt voor de andere voorzetwanden.

Potentieel voor demontage en hergebruik

Alle materialen en producten van de gevelpanelen zijn uitwisselbaar en herbruikbaar. Dat betekent dat de beglaasde en niet-beglaasde delen van de gevel in de toekomst kunnen worden verwisseld.

Details van het gevelmodulesysteem:

De binnenwanden kunnen worden verwijderd. Er werden verschillende wandsystemen bestudeerd en gebruikt:

• Het klittenbandsysteem werkt met een kleine overlap. Het is dus beter om de platen in de juiste volgorde te verwijderen.

  Detail van het scheidingssysteem met klittenband

  © JUUNOO

  Details van het scheidingssysteem met klittenband:

  Kenmerken:

  • geprefabriceerd metalen kader: aanpasbare hoogte, eenvoudig te installeren;
  • uitgerekte H-vormige elementen: minder materiaalgebruik en gemakkelijk op te slaan en te vervoeren;
  • het kader kan worden gevuld met isolatie;
  • de lichtgewicht gipsplaten worden bevestigd met dezelfde verbindingen;
  • omkeerbare klittenbandverbindingen.

   H-verbindingen

  ©VUB Architectural Engineering

  Kader uit aluminium

  ©VUB Architectural Engineering

  Kader uit aluminium

  ©VUB Architectural Engineering

  Kader uit aluminium

  ©VUB Architectural Engineering

  Opmerkingen en feedback:

  • De verbinding tussen het klittenband en het plafond is sterk en kan beschadiging veroorzaken bij het demonteren;
  • het systeem kan gemakkelijk en herhaaldelijk worden gedemonteerd en verplaatst. Dat kan leiden tot slijtage. De randen van de gipsplaten kunnen bijvoorbeeld beschadigd geraken.

  © VUB Architectural Engineering
• Het scheidingssysteem 'kit-of-parts' zorgt (via een 'basiselement') voor een onafhankelijke verbinding tussen de stalen steunelementen waardoor de scheidingswanden in verschillende configuraties kunnen worden gemonteerd;

  Scheidingssysteem 'kit-of-parts': onafhankelijk basiselement

  © Geberit

  Raadpleeg voor meer informatie over het begrip basiselement de pagina Technische omkeerbaarheid van het Dossier | Omkeerbaar en circulair bouwen.

  Details van het scheidingssysteem 'kit-of-parts':

  Kenmerken:

  • Systeem bestaande uit een reeks geprefabriceerde elementen;
  • stalen profielen die kunnen worden gecombineerd met meerdere verbindingen en bouten;
  • demonteerbare en meer resistente afwerking dan de klassieke afwerking met gipsplaten;
  • gebruik van rubberen profielen om de luchtdichtheid en de akoestiek te verbeteren;
  • omkeerbare verbindingen.

  © Leefmilieu Brussel

  Figuur 37: Opgebouwde testwand ©VUB Architectural Engineering

  © VUB Architectural Engineering

  Opmerkingen en feedback:

  • De geassembleerde wand is eenvoudig en efficiënt te demonteren;
  • alle elementen kunnen worden hergebruikt;
  • de elementen worden niet beschadigd;
  • de opbouw is niet sequentieel. Het is mogelijk om de delen van de wand afzonderlijk te verwijderen. In het kader van het project werden twee nieuwe openingen gemaakt (zie foto van de opgebouwde wand);
  • de catalogus was duidelijk;
  • bij dit systeem kon de wand door één persoon worden gedemonteerd.
• De bouten van het scheidingssysteem met geprefabriceerd houten kader laten individuele verwijdering of vervanging toe.

  Details van het systeem met geprefabriceerde houten kaders:

  Kenmerken:

  • Geprefabriceerd houten kadersysteem met zachte isolatie en gipsplaten;
  • de niet-omkeerbare spijkerverbindingen tussen de verschillende componenten werden vervangen door bouten;
  • plintsysteem dat toegang geeft tot de technieken.

  Opmerkingen en feedback:

  • Wand op te bouwen in een korte tijdspanne;
  • zwaar, dus te installeren met twee of drie personen;
  • het systeem is gevoelig voor variaties, zoals kleine spelingen in de vloerhoogte;
  • de gipsplaten zijn kwetsbaar ter hoogte van de verbinding tussen de vloer en het plafond (na herhaaldelijke opbouw en afbraak).

  ©VUB Architectural Engineering
• Het profielwandsysteem heeft een verwijderbaar omegaprofiel tussen de afwerkingspanelen. Dat betekent dat één plaat kan worden verwijderd zonder dat de aangrenzende platen moeten worden verwijderd. Met dit bevestigingssysteem kunnen de gipsplaten onbehandeld blijven (er is geen pleisterlaag toegevoegd) en omkeerbaar worden bevestigd.

   Detail van het profielwandsysteem

  ©Architectural Engineering, VUB; Saint-Gobain

   U-vormig omegaprofiel om te klemmen in plaats van te schroeven

  ©Architectural Engineering, VUB; Saint-Gobain

  Details van het profielwandsysteem:

  Kenmerken:

  • Klassiek metalen kader met zichtbare verbindingselementen tussen de vezelplaten en isolatie tussen het stalen kader;
  • verwijderbaar plintsysteem voor de installatie van geïntegreerde technieken.

  Opmerkingen en feedback:

  • De volgorde voor het demonteren was niet duidelijk;
  • het kader moet zeer nauwkeurig worden geïnstalleerd opdat de panelen goed passen;
  • het plintsysteem was moeilijk te verwijderen;
  • het onderste stalen profiel werd beschadigd bij het demonteren;
  • het demonteren van dit systeem is tijdrovend maar kan met een beperkt aantal mensen worden gedaan.

  Wandstructuur

  Wandopbouw ©  VUBArchitectural Engineering   ©Saintgobain

Types verbindingen

In dit project werden droge verbindingen gebruikt. De wandsystemen voor het CRL maken gebruik van verschillende soorten omkeerbare verbindingen:

• De gevelpanelen worden aan de bestaande structuur bevestigd met standaard L-profielen met eenvoudige moeren;
• bij de wanden met klittenbandverbinding wordt klittenband gebruikt voor de verbinding met de vloer en het plafond – waartussen de profielen worden gespannen – en tussen de profielen en de afwerkingspanelen;
• het 'kit-of-parts'-systeem is gebaseerd op een metalen klemverbinding. Hierdoor kunnen de metalen staven in elke positie worden verbonden met een hoek van 90°. Het systeem kan worden aangevuld met verschillende andere bevestigingsmiddelen zoals haken, maar ook bouten om de platen vast te zetten. Dat kan resulteren in zichtbare of onzichtbare verbindingen;
• het profielsysteem gebruikt een U-vormig profiel dat met schroeven aan de metalen stijlen wordt bevestigd om de gipsplaten te omsluiten. Het voordeel is dat de platen niet beschadigd kunnen raken door herhaaldelijk schroeven;
• in het CRL werd de houten afwerking bevestigd met zichtbare boutverbindingen.

© Leefmilieu Brussel

 

Detail verbinding bestaande structuur en houten balkelementen

©VUB Architectural Engineering

Prefabricatie

De gevelelementen kunnen in slechts twee dagen worden gemonteerd dankzij de prefabricatie en de boutverbindingen. Er is geen ingewikkeld gereedschap nodig, behalve een kraan om de elementen op te tillen. Aangezien de elementen volledig geprefabriceerd zijn, kunnen ze in hun geheel worden geïnstalleerd en vervolgens ook als zodanig worden verwijderd en verplaatst.

Voorbereiding van de werf

Koudebruggen vermijden

• uitsparing in de vloer voor de installatie van de gevelelementen aan de binnenkant van de constructie;
• isolatie van de kruipkelder onder de betonmodule: zachte isolatie, geklemd met plakpennen;
• koudebruggen blijven bestaan waar de betonnen balken de schil van het gebouw doordringen. Volgens de simulatie echter zonder condensatierisico.

Strippen van betonnen modules

Weinig hergebruik van afwerkingsmaterialen mogelijk want laagwaardig plaatmateriaal aan de binnenkant en asbestvezels in de betonnen gevelpanelen.

Materiaalpaspoort

Hoewel de modules gestandaardiseerd zijn, zijn er onderlinge verschillen in afmetingen tussen de modules. Deze informatie is essentieel voor toekomstige transformaties en moet worden opgenomen in een materiaalpaspoort of op een eenvoudige manier worden geregistreerd in een BIM-model.

 

Meer informatie

Andere publicaties van Leefmilieu Brussel

• Leefmilieu Brussels (2023). Omkeerbaar ontwerpen, een praktische handleiding. Brussels, België.
• Rapporten gepubliceerd in het kader van BAMB [EN] :
  • D14 – 4 pilots built & feedback report – Testing BAMB results through prototyping and pilot projects (2019)
  • D13 Prototyping + Feedback report – Testing BAMB results through prototyping and Pilot Projects (2018)
  • D12 Feasibility report + Feedback report Testing BAMB results through prototyping and Pilot Projects (2017)

Website

• VUB Architectural Engineering, Circular Retrofit Lab [NL, EN]