Loading...

De Onderbreking

Duurzaamheid

Duurzaamheid

Licht en ruimte station Eindhoven

Den Haag, Tramtunnel

Visie van… Erik Lousberg

Kennis van de ondergrond sijpelt provincie in

Zero Energy tunnel-onderzoek opmaat voor praktijkproef

Duurzaamheid van zinkvoegen

Den Haag Rotterdamsebaan

In Focus: Ondergronds in Overijssel

Energieneutraal bouwen in de ondergrond

Kennisbank

Duurzaamheid

Van een ondergrondse constructie die iets kost, naar een ondergrondse constructie die iets oplevert. Dat is in een notendop wat het COB voor ogen heeft bij het thema Duurzaamheid. Het inspiratiedocument Duurzaamheid (juni 2014) biedt een kader dat om verdere uitwerking in de praktijk vraagt. De Rotterdamsebaan was de eerste, wie neemt het stokje over? Hoe gaan we iedere tunnel in Nederland een beetje duurzamer maken?

Het veranderende energielandschap is binnen duurzaamheid een belangrijk element. Het gebruik van duurzame energievormen neemt toe, wat ook gevolgen heeft voor het gebruik van de ondergrond. Participanten van het COB spelen een rol in de transitie naar een duurzame omgeving. Het COB ziet het dan ook als taak om bij te dragen aan kennisontwikkeling op dit gebied. Wat zijn de kansen en risico’s?

Licht en ruimte bij uitbreiding en restauratie station Eindhoven

Het station van Eindhoven is tussen 2013 en 2018 geheel gerestaureerd en uitgebreid. Er is een nieuwe reizigerspassage gebouwd die is verbonden met de bestaande, gerestaureerde tunnel. Ook zijn er extra trappen, roltrappen en liften naar de perrons aangelegd. Door deze maatregelen kan het station – dat de status heeft van rijksmonument – de groeiende reizigersstroom goed verwerken.

Ruim tien jaar geleden was het zonneklaar. Station Eindhoven werd te krap. Tijdens de spits ontstonden opstoppingen op de smalle trappen en in de nauwe reizigerstunnel wanneer passagiers van een volle trein het station wilden verlaten. Er moest wat gebeuren, zeker omdat de prognoses een sterke groei van het aantal reizigers lieten zien van circa 70.000 naar 120.000 per dag in 2020.

Rijksmonument

“Het is niet vreemd dat het station dichtslibde”, stelt Luc Veeger van Arcadis. “Station Eindhoven is in 1956 in gebruik genomen. Toen vormden het station en de spoorlijn de noordelijke grens van de stad. De reizigerstunnel onder de perrons had geen uitgang aan de noordkant van het station. Immers, er was daar eigenlijk niets. Sindsdien is de stad enorm gegroeid en inmiddels ligt het station midden in de stad. Dat heeft niet alleen geleid tot een forse toename van het aantal treinreizigers, maar ook tot duizenden passanten die dagelijks via de reizigerstunnel van de ene kant van het centrum naar de andere kant lopen. De tunnel, die oorspronkelijk acht meter breed was, maar door alle winkeltjes feitelijk maar vijf meter, kon al deze mensen niet meer aan. Daarom besloten ProRail, NS en de gemeente Eindhoven om de opties voor het vergroten van de capaciteit in kaart te laten brengen. Als Arcadis hebben wij daar toentertijd een haalbaarheidsonderzoek voor uitgevoerd. Uit de verschillende opties is gekozen voor de aanleg van een nieuwe reizigerspassage vlak naast de bestaande. Een belangrijke overweging daarbij was dat met deze oplossing de bestaande gebouwstructuur – met onder andere de monumentale Zuidhal – gehandhaafd kon blijven.”

De restaureerde passage. (Foto: Chiel de Nooyer)

Slimme lichtstad

Veegers collega Pieter Bout vult aan: “Wij hebben vervolgens de opdracht gekregen om een integraal ontwerp te maken, waarbij we niet alleen moesten nadenken over de constructie en architectonische vormgeving, maar ook over de bouwfasering en de logistiek. Een belangrijke randvoorwaarde was dat de bouw moest worden uitgevoerd ‘met de winkel open’: het station bleef in gebruik en de treinenloop en reizigers mochten zo min mogelijk hinder ondervinden van de bouw. Ook moest de veiligheid van iedereen rond de bouw gegarandeerd zijn, wat onder meer betekende dat tijdelijke hulpconstructies net zo veilig moesten zijn als de definitieve constructies. Om aan al deze eisen te kunnen voldoen, hebben we onder andere besloten om de bestaande reizigerstunnel tijdens de bouw van de nieuwe passage in gebruik te houden. Pas nadat de passage gereed was, zijn we de oude tunnel gaan aanpakken.”

Toen duidelijk was dat de nieuwe passage vlak naast de oude reizigerstunnel zou komen en deze laatste in de nieuwe situatie zou blijven bestaan, kreeg architect Veeger het idee om beide met elkaar te verbinden. “Onze opdrachtgevers wilden graag dat het vernieuwde station zou refereren aan Eindhoven als slimme lichtstad. Daarom waren licht en ruimte belangrijke thema’s bij de verbouwing en renovatie. Brede doorgangen tussen de twee tunnels passen hier goed bij. Bovendien vergroten zulke doorgangen de capaciteit en de sociale veiligheid.”

Overkluizen

Voor de constructeurs betekende dit plan extra rekenwerk, vertelt Bout: “Aangezien er gewerkt moest worden in en onder een bestaand gebouw – dat ook nog de status van rijksmonument heeft – hadden we al een uitgebreid cultuurhistorisch en bouwkundig onderzoek gedaan. De waardevolle elementen wilden we namelijk zoveel mogelijk in tact houden. Bovendien moesten we de sterkte en belastbaarheid van de bestaande constructiedelen vaststellen. Zo hebben we onderzoek gedaan naar de fundering en constructie van de oude reizigerstunnel. Hieruit bleek onder meer dat de naden van de tunnelmoten waren afgedicht met koperen profielen. Dit soort profielen heeft een beperkte vervormingscapaciteit. Daarom is de onderlinge positie van de tunnelmoten tijdens de uitvoering intensief gemonitord. Ook is er een ontlastingssleuf aan de buitenkant van de tunnel gegraven om de verminderde gronddruk tijdens de aanleg van de nieuwe passage te compenseren.”

‘Een bijkomend voordeel van de overkluizing is dat de oude tunnel nu een restlevensduur van honderd jaar heeft.’

“We zijn opnieuw gaan rekenen toen het idee ontstond om doorgangen te creëren tussen beide tunnels. Voor deze doorgangen – die tussen de perrontrappen, dus onder de spoordekken dienden te komen – moesten delen uit de zijwand van de oude tunnel worden gezaagd. De vraag was of dit kon zonder aanvullende maatregelen. Dat bleek niet het geval. Om delen van de wand daar weg te kunnen halen, was het nodig om de tunnelconstructie te versterken. Dat hebben we gedaan door de tunnel te overkluizen: over het dak van de tunnel hebben we een extra betonnen dek gemaakt. Dit dek zit los van het tunneldak en draagt zijn krachten af naar funderingen naast de tunnel. Een bijkomend voordeel van de overkluizing is dat de oude tunnel nu een restlevensduur van honderd jaar heeft, net als alle nieuw gebouwde delen.”

Uitdagend

De nieuwe reizigerspassage is stapsgewijs en op een traditionele manier gebouwd. Vanaf de zuidkant zijn per stap telkens twee sporen enkele maanden buiten dienst gesteld. Nadat de spoorconstructie was verwijderd, is een bouwput gegraven die werd bemalen. Vervolgens zijn geschroefde grondverdringende funderingspalen geplaatst, is wapening aangebracht en is de vloer gestort. Daarna zijn de wanden en draagkolommen gebouwd en is een voorgespannen betonnen spoordek gemaakt. Voor de nieuwe perrons zijn staal-betonliggers geplaatst met daarop prefab-breedplaatvloeren. De perrons zijn niet gekoppeld aan de spoordekken om trillingen te voorkomen.

Volgens Bout was de bouw van de passage een uitdagende klus omdat alle werkzaamheden onder de monumentale perronkap moesten worden uitgevoerd. Daardoor was er maar een beperkte werkruimte en konden bijvoorbeeld geen grote kranen worden ingezet. Verder diende er geluidsarm en zoveel mogelijk trillingsvrij te worden gewerkt en moest de aan- en afvoer van alle materialen door de reeds gebouwde passagedelen plaatsvinden. Een andere uitdaging was het maximaliseren van de inwendige hoogte van de nieuwe passage.

Bout: “De oude tunnel is slechts 2,3 meter hoog, wat bij reizigers een opgesloten gevoel kan geven. Bij de nieuwe passage wilden we dat voorkomen en hebben we manieren gezocht om de inwendige hoogte te maximaliseren. We hebben bijvoorbeeld gekozen om de vloer verdiept aan te leggen. Ook hebben we extra hoogte weten te winnen door niet een ballastbed toe te passen, maar de rails direct in te gieten in de sleuven in de spoordekken. Verder hebben we bij de afwerking gekozen voor een innovatief lichtplafond dat slechts vijftien centimeter hoogte vraagt. Dit bestaat uit een dunne folie die over een frame is gespannen met daarachter ledverlichting en alle technische voorzieningen.”

Daglichttoetreding

Veeger vult aan: “Hoewel de nieuwe reizigerspassage niet diep onder de grond ligt, is het wel een ondergrondse ruimte. Om ervoor te zorgen dat reizigers dit zo min mogelijk ervaren, hebben we naast het enorme lichtplafond – dat een oppervlakte heeft van ongeveer 1.700 vierkante meter – veel aandacht besteed aan daglichttoetreding. Zo zijn delen van de perrons boven de passage uitgevoerd in beloopbaar glas. Ook hebben we bij de uiteinden van de passage glazen vloerplaten met geïntegreerde zonnecellen toegepast. Deze steunen op glazen liggers waarin dunne led-lijnen zijn opgenomen. Verder hebben we alle perrontrappen voorzien van glazen stootborden.”

‘We hebben veel aandacht besteed aan daglichttoetreding. Zo zijn delen van de perrons boven de passage uitgevoerd in beloopbaar glas.’

“Ruimte maken was ook een belangrijk thema”, vervolgt Veeger. “Zo is de oude reizigerstunnel gerestaureerd, waarbij alle winkeltjes zijn verwijderd. Daardoor heeft de tunnel weer zijn oorspronkelijke breedte. Ook de monumentale Zuidhal is ontdaan van alle winkeltjes en horecagelegenheden, zodat hij weer zijn oorspronkelijke ruimtelijke staat heeft. Alle commerciële voorzieningen zijn nu ondergebracht in de nieuwe passage, die een dertien meter brede loopruimte heeft. Om deze passage zo open, licht en overzichtelijk mogelijk te houden, hebben we grote transparante puien toegepast. Verder hebben we alle gesloten technische ruimten uit het zicht van de publieksstromen ondergebracht en hebben we voor alle kabels en leidingen een aparte toekomstvaste leidingentunnel gemaakt onder de nieuwe perronopgangen.”

Verstandige keuze

Alle bouwwerkzaamheden zijn uitgevoerd door aannemer Heijmans, volgens een design-en-construct-contract. Daarbij hebben de opdrachtgevende partijen er nadrukkelijk voor gekozen om bij de aanbesteding naast functionele eisen ook een definitief ontwerp mee te geven. De aannemer diende dit ontwerp zelf verder uit te werken in een uitvoeringsontwerp. Volgens Bout een verstandige keuze: “Bij verbouwingen in dit soort complexe omgevingen moet je heel veel uitzoeken voor het opstellen van de uitvraag. Daarnaast moet er heel veel worden vastgelegd. Dan heeft het verstrekken van een bindend definitief ontwerp meerwaarde. Bij dit project is dat ook gebleken.”

Tramtunnel

In 1996 begon de bouw van het Souterrain in Den Haag, een 1.250 meter lange tramtunnel onder de Grote Marktstraat met twee ondergrondse stations en tussen deze stations een 600 meter lange ondergrondse parkeergarage met twee parkeerlagen.

Volgens de planning zou het project voor het jaar 2000 gereed zijn, maar door grondwaterproblemen kwam het project ruim twee jaar stil te liggen en moest voor de afbouw gebruik worden gemaakt van een speciale bouwtechniek. Uiteindelijk werd de tunnel in 2004 in gebruik genomen. Sindsdien wordt hij gebruikt voor diverse tramlijnen en inmiddels ook door RandstadRail.

Tot de bouw van de tunnel werd besloten om het bovengrondse winkelgebied leefbaar en goed bereikbaar te houden. Dat is ondanks de problemen tijdens de bouw uitstekend gelukt. De drukke Grote Marktstraat is veranderd in een rustige, chique winkelpromenade en de ruim dertig trams per uur vervoeren dagelijks duizenden bezoekers naar en van de ondergrondse stations Spui en Grote Markt.

De Haagse tramtunnel, ook wel het Souterrain genoemd. (Foto: Flickr/Marco Raaphorst)

Bouwmethode

De tunnel is gebouwd volgens de wanden-dakmethode om overlast op maaiveld zoveel mogelijk te voorkomen. De wanden bestaan voor het grootste deel uit diepwanden en alleen ter plaatse van de Kalverstraat uit stalen damwanden. Op de meeste plaatsen staan de wanden zeer dicht op de bestaande bebouwing, die voornamelijk op staal is gefundeerd.

Over het grootste deel van het tracé bedraagt de afstand tussen de wanden ongeveer 15 meter, alleen ter plaatse van de stations staan ze circa 25 meter uit elkaar. Op de plekken waar de tunnel 15 meter breed is, is de bouwput aan de onderzijde voorzien van een groutboog, die bestaat uit korte elkaar overlappende jetgroutkolommen in de vorm van een afgevlakte ‘U’. De jetgroutboog is aangebracht om het grondwater tegen te houden en om de verticale kracht op de bouwputbodem door de opwaartse waterdruk naar de wanden te leiden. Verder functioneerde de boog tijdens de bouw als stempel voor de wanden. Hiervoor was het nodig dat de boog zo hoog mogelijk in de grond zat, zodat de stempelfunctie optimaal was en de wanden zo min mogelijk zouden vervormen. Het toepassen van een groutboog voor deze drie functies was nieuw.

Ter plaatse van de stations was de bouwput te breed om een groutboog te kunnen toepassen. Hier is gebruik gemaakt van een gellaag voor de verticale stabiliteit en het tegenhouden van het grondwater. Deze oplossing was in ons land al diverse keren met succes toegepast.

Groutboog niet waterdicht

De bouw startte in maart 1996. Het aanbrengen van de diepwanden en damwanden verliep vrijwel zonder verzakkingen van de nabijgelegen bebouwing. Toen het dak was aangebracht werd begonnen met het ontgraven van de bouwput. In februari 1998 was de bouwput op de Kalvermarkt bijna volledig ontgraven, toen er via wellen grondwater omhoog kwam. De groutboog bleek niet waterdicht. Er werd nog geprobeerd om de wellen te dichten met injecties en het aanbrengen van geotextiel en ‘big bags’ als ballast, maar dit bleek niet te werken. Nadat er naast de damwand een gat in de straat ontstond door weggespoeld zand, werd besloten om de lekkage te stoppen door de bouwput onder water te zetten. Hierdoor kwam de bouw stil te liggen.

Deze situatie duurde uiteindelijke ruim twee jaar. In deze periode werd beoordeeld of de lekkage aan de Kalvermarkt een incident was of dat de onbeheersbare welvorming inherent was aan de in het bestek voorgeschreven bouwmethode met de groutboog. Uit een faalkansanalyse bleek dat de kans om meer lekken in de groutboog groot was en dat het weggraven van grond boven een lekke groutboog alleen veilig is als er voldoende grond achterblijft op de boog. Bij de tramtunnel was een dergelijke gronddekking niet haalbaar, omdat de grond op sommige plekken vrijwel tot op de boog ontgraven moest worden.

Tramkom heeft daarom gezocht naar een alternatieve methode voor het afbouwen van de tunnel. Na verschillende opties te hebben bekeken, is besloten om de delen met een groutboog onder verhoogde luchtdruk (1,14 bar) af te bouwen om te zorgen dat er nauwelijks een verschil zou zijn met de waterdruk onder de groutboog. In juni 2000 werd voor de delen met een groutboog het contract omgezet in een ‘design & construct’. Tramkom nam daarmee de verantwoordelijkheid op zich voor het gewijzigde ontwerp. Verder werd afgesproken dat de overige delen van de tunnel volgens het bestek werden afgebouwd.

Verhoogde luchtdruk

Het afbouwen onder verhoogde luchtdruk, had ingrijpende gevolgen. Zo moesten er luchtsluizen worden gemaakt voor mensen en materieel en moest alle afgegraven grond via deze sluizen worden afgevoerd. Om de luchtkwaliteit in de compartimenten met hoge luchtdruk goed te houden werd er alleen met elektrisch materieel gewerkt. Verder konden de bouwers minder lang werken en moesten elke keer bij het verlaten van het compartiment maatregelen worden genomen om ‘caissonziekte’ te voorkomen.

Ook constructief waren er extra maatregelen nodig om geen problemen te krijgen door de hogere druk. Bij tunnel onder de Kalvermarkt moest de vloer boven de eigenlijke tramtunnel – die al was gestort – tijdelijk met een staalconstructie worden verstevigd. Verder moesten hier groutankers worden aanbracht om te voorkomen dat de stalen damwanden omhooggedrukt zouden worden. Onder de Grote Marktstraat was de vloer boven de tunnel nog niet gestort. Om deze vloer geschikt te maken voor de verhoogde luchtdruk werd hij veel zwaarder uitgevoerd en werd gekozen voor een andere verbinding met de diepwanden. Verder werd er tijdelijk ballast op de vloer geplaatst.

Bemalingsproblemen

In de zomer van 2000 werd ook het ontgraven van de bouwput voor station Spui hervat. In juli ontstond hier een wel, vlakbij het compartimenteringsscherm dat de bouwput van station Spui en de bouwput van de Kalvermarkt scheidde. Deze laatste stond nog onder water. Na enkele uren bezweek het scherm en liep ook de bouwput bij het Spui onder. Om dit probleem te verhelpen werd eerst het scherm versterkt en vervolgens grond tegen het scherm aangebracht. Daarna kon het water uit de bouwput Spui worden gepompt.
De maanden daarna bleef de bemaling – die gedurende de tweejarige bouwstop steeds had gefunctioneerd en water wegpompte tussen de gellaag en een daar boven gelegen veenlaag – problematisch. Filters slibden dicht waardoor onvoldoende grondwater kon worden weggepompt. Daardoor dreigde de waterspanning onder de veenlaag zo hoog te worden dat deze zou opbarsten en vervolgens de diepwanden zouden vervormen.

Om de bemaling weer op het gewenste niveau te krijgen, zijn verschillende maatregelen genomen. De grond uit de bouwput is in sleuven van ongeveer zes meter afgegraven over de breedte van de bouwput. Nadat een sleuf was ontgraven is hierin een werkvloer gestort die tegelijkertijd als stempel diende. Voor de bemaling is een groot aantal grondpalen aangebracht, die op de hoogte van de veenlaag waren ‘afgestopt’ en daaronder waren voorzien van een filter. Dat maakte het mogelijk om deze palen ‘aan’ en ‘uit’ te zetten. Pas als het ontgraven begon startte de bemaling. Door deze werkwijze hoefde de bemaling per sleuf slechts drie weken te werken.

Inzichten

Door alle problemen werd de tunnel uiteindelijk ruim vier jaar later in gebruik genomen dan gepland en namen de bouwkosten met circa 100 miljoen euro toe. Na deze moeilijke start, functioneert de tunnel goed. De problemen hebben ook tot de nodige inzichten geleid. Zo concludeert de Delftse hoogleraar funderingstechniek Frits van Tol in 2004 in een artikel in het blad Geotechniek onder andere dat de Tramtunnel nog eens heeft duidelijk gemaakt dat bij ondergronds bouwen:
voldoende robuust moet worden ontworpen
rekening moet worden gehouden met afwijkingen in de bodem en de gerealiseerde (deel)constructies
vooraf moet worden geïnventariseerd welke gevolgen het falen van onderdelen van de constructie hebben
en vooraf maatregelen moet zijn voorbereid om de gevolgen van falen te minimaliseren.
Ook geeft hij aan dat bij de toepassing van waterkerende lagen die zijn gemaakt met groutinjecties, altijd rekening moet worden gehouden met lekken. Verder adviseert hij om softgellagen alleen als waterremmende laag te gebruiken als de bouwfase niet langer dan twee jaar duurt.

Kiezen en combineren

“Een groeiende bevolking, verdichting van de steden, toenemende automobiliteit, zelfrijdende voertuigen en relatief goedkoper wordende ontwikkelkosten voor ondergrondse ruimten: de ondergrond wordt steeds belangrijker. Met lef en creativiteit halen we de waarde naar boven.

We reizen meer en meer door weg- en/of spoortunnels, via ondergrondse railstations. We parkeren auto’s en fietsen in parkeergarages ver onder het maaiveld. En, net als boven de grond, willen we ons ook ondergronds prettig voelen in een fysiek en sociaal veilige, comfortabele omgeving. Een omgeving waarin we geen hinder ondervinden en die vierentwintig uur per dag beschikbaar is.

Soms lijken thema’s als veiligheid en duurzaamheid elkaar te bijten, zoals bij rijkstunnels op het moment aan de hand lijkt te zijn: tegen de doelstellingen in stijgt het elektriciteitsverbruik. Toch is een veilige én duurzame, energiezuinige omgeving zeker mogelijk. In andere marktsectoren hebben we daarvoor met elkaar oplossingen gevonden. Het vergt anders denken en vooral keuzes durven maken. De status quo aan de kaak stellen. Als relatieve nieuwkomer in de markt voor ondergronds bouwen kunnen en willen wij daaraan bijdragen. Onder andere via het COB, waar we in eerste instantie actief zijn in de werkgroep Energiereductie tunnels en het KIBO-kennisproject: thema’s waar Deerns veel affiniteit mee heeft.

Deerns werkt al jaren samen met partners aan projecten waarin veiligheid, betrouwbaarheid, continuïteit en duurzaamheid een grote rol spelen. Door brede kennis in installatietechniek en expertise op het gebied van bouwfysica, veiligheid, beveiliging en communicatienetwerken zijn we een voorloper in de markt. Zowel op gebouw- als gebiedsniveau werken wij wereldwijd aan duurzame oplossingen. Bijvoorbeeld door het creëren van Smart Utility Networks, waarbij de mogelijkheden, maar ook beperkingen van de ondergrond een belangrijke rol spelen. Een groot compliment dat we ooit van een opdrachtgever kregen, is dat hij ons graag wilde betrekken bij een nieuw project, omdat hij van ons had geleerd dat je de toepassing van installaties moet zien te beperken als er andere oplossingen mogelijk zijn. ”

Erik Lousberg is algemeen directeur bij Deerns. Ook is hij lid van de raad van toezicht van ISSO, kennisinstituut voor de installatiesector.

(Foto: Vincent Basler)

Kennis van de ondergrond sijpelt steeds dieper de provincie in

De twaalf provincies in Nederland maken steeds meer werk van de ondergrond. In 2012 hebben zij samen met andere partners de Innovatie- en Kennisagenda bodem en ondergrond (IKBO) opgesteld. Het doel is daarmee de bijdrage vanuit bodem en ondergrond aan de maatschappelijke opgaven, zoals mobiliteit, landschap, leefomgevingskwaliteit, gezondheid, energievoorziening en veiligheid te versterken .

“Sinds 2012 zijn de provincies al een heel eind gevorderd in hun visieontwikkeling op de ondergrond”, vertelt Astrid Slegers, voorzitter van de beleidsgroep Duurzame Ondergrond (DOG) van het Interprovinciaal Overleg (IPO). “De overall kennisagenda is een optelsom van ambities. Nadat er een prijskaartje aan werd gekoppeld moesten we keuzes maken. We zitten immers in een situatie waarin organisaties afslanken en er minder budget beschikbaar is. Kennisontwikkeling is dan vaak één van de laatste postjes. Maar tegelijkertijd zien we de urgentie van bijvoorbeeld de aardbevingen in Groningen. Of die van de naweeën van het gebruik van de ondergrond voor mijnbouw in Limburg. De verdiensten van de mijnen zijn uiteraard allang vervlogen. Daar kun je geen beroep meer op doen. We weten dus dat we de benodigde financiering van kennisprogramma’s niet vandaag of morgen kunnen oplossen. Maar we moeten wel verder vooruitkijken. In een bredere context kijken naar wat het gebruik van de ondergrond betekent voor de toekomst.”

Keuzes maken

“We bevinden ons nu in de fase waarin we inventariseren welke onderzoeken we willen starten. Waar is de noodzaak het hoogst? Waar komen we echt kennis tekort? Daarbij zullen we wellicht wat verder kijken dan Nederland. Daarnaast zijn er aanknopingspunten bij bijvoorbeeld de klimaatdoelstelling. Duidelijk is dat onderzoek kapitaalintensief is en jaren duurt. We hebben echt een lange adem nodig.”

“Gelukkig is er al heel veel kennis. In het bij elkaar brengen van die kennis en het interpreteren ervan kunnen we nog een reuzenslag maken. Dat geldt overigens niet alleen voor de provincies. Dit is een opgave voor iedereen die in een gebied ambities heeft. Dus ook waterschappen, gemeenten en marktpartijen. Want als je wilt bouwen of ingrijpen in de waterhuishouding, heb je nu eenmaal rekening te houden met de ondergrond. We moeten dit echt gemeenschappelijk oppakken. Dat gebeurt overigens al steeds meer. Er wordt meer aan de voorkant nagedacht. Dat is nog niet genoeg, maar anticiperen op de ondergrond wordt wel al veel vaker dan voorheen als noodzaak gezien. De komende tijd zullen we dat gaan terugzien in concrete businesscases. In de tussentijd blijven wij aangeven dat de ondergrond belangrijk is, en blijven wij aandacht vragen voor de ondergrond.”

Provinciale visies

“We houden de ondergrond levend via de werkgroep DOG en van daaruit binnen de provincies zelf. In de kennisagenda zie je terug wat voor de bodem en de ondergrond de belangrijkste opgaven zijn en waarvoor de provincies aan de lat staan. De visieontwikkeling binnen provincies op basis daarvan is al ver, alhoewel er zeker ook verschillen zijn. In de ene provincie zie je een echte ondergrondvisie; in de andere is het een omgevingsvisie waarin aspecten van de ondergrond zijn meegenomen. De vorm is minder belangrijk. Waar het om gaat, is dat je als provincie keuzes kunt maken. Je schetst aan de voorkant een redelijk totaalbeeld, brengt stakeholders in kaart, inventariseert de belangen en maakt vervolgens keuzes op basis van de eigen bestuurlijke ambitie, bijvoorbeeld op het gebied van klimaat, mobiliteit of werkgelegenheid. Concrete projecten kunnen vervolgens bottom-up worden uitgevoerd op basis van de centrale visie op de ondergrond, waarbij de provincies in hun regio de verbindende rol spelen.”

“In ons proces hebben we baat bij het opstellen van de Structuurvisie Ondergrond (STRONG). Het is om te beginnen een mooi instrument. Een groot voordeel zit in het proces. Onderwerpen met betrekking tot de ondergrond krijgen aandacht. Er mag over gediscussieerd worden. Met andere woorden: de bestuurlijke aandacht leidt tot discussie en helpt overheidspartijen om het gesprek aan te gaan met de markt en aan te sluiten op initiatieven die daar ontwikkeld worden.”

“Het besef groeit dat overheden het niet in hun eentje kunnen oplossen. En daarmee het besef dat je samen aan oplossingen moet werken, dat je ruimte moet krijgen om fouten te mogen maken, en dat er een vangnet moet zijn. Met een schil van partijen met andere, aanvullende expertise kun je vervolgens ervaring opbouwen. Een voorbeeld hiervan is het onderzoek dat het COB in kader van het programma Bodem en ondergrond wil uitvoeren naar onbekende baten van de ondergrond. Vanuit governance is dit hetzelfde vraagstuk als waar we met DOG mee bezig zijn. We sluiten hier goed op elkaar aan in het aanpakken van een grote opgave van de overheid.”

Zero Energy tunnel-onderzoek opmaat voor praktijkproef

Energieneutrale tunnels zijn mogelijk. Niet alleen in nieuwbouw, ook bij renovatie. Dat blijkt uit het onderzoek Zero Energy Tunnel: renewable Energy Generation and Reduction of Energy Consumption van Rimma Dzuhusupova aan de Technische Universiteit Eindhoven.

Een combinatie van bewezen technieken op het gebied van energiebesparing, toepassing van ter plaatse duurzaam opgewekte energie en ventilatiesystemen die de luchtkwaliteit binnen en buiten tunnels verbeteren, kan nu al een energieneutrale tunnel opleveren. Niets staat volgens promovenda Rimma Dzuhusupova (TU Eindhoven) en KIEN-directeur Adrie van Duijne een praktijktoepassing nog in de weg.

De conclusie dat een energieneutrale tunnel haalbaar is met bestaande, bewezen technologie, kan voor opdrachtgevers een eyeopener zijn, denkt Rimma Dzuhusupova.

“Opdrachtgevers zijn vaak niet geïnteresseerd in het investeren in energiebesparende maatregelen, in de veronderstelling dat het niet rendabel is. Met mijn eenjarig onderzoek heb ik aangetoond dat het mogelijk is om met behulp van bewezen technologie een energieneutrale tunnel te bouwen die past binnen de rendementseisen; een terugverdientijd van maximaal 25 jaar.”

“Verder onderzoek moet overigens nog wel duidelijk maken welke techniek je in welke situatie moet toepassen. In een praktijksituatie waar de omstandigheden bekend zijn en je niet hoeft te rekenen op basis van een virtuele standaardtunnel, kun je preciezer rekenen. Er is nog veel te onderzoeken. Ik hoop dat anderen dit onderwerp oppakken en er verder mee willen gaan.”

Adrie van Duijne, directeur van het Knooppunt Innovatie Elektrotechniek Nederland (Stichting KIEN): “KIEN wil verder met dit onderzoek. Alle grote installatiebedrijven zien het belang ervan. De volgende stap is een pilottunnel. De contacten daarvoor zijn gelegd. Rijkswaterstaat heeft zich in ieder geval al zeer betrokken getoond. Daar ziet men met name de luchtkwaliteit als een groot probleem. Na de zomer willen we met opdrachtgevers, waaronder ook gemeenten, en de installatiewereld een werkgroep vormen die zo’n praktijkproject mogelijk moet maken. Doel is een productconcept te ontwikkelen waar we als BV Nederland ook exportkansen mee creëren. We zien de grootste problemen in bestaande tunnels en verwachten dan ook dat de grootste kansen in renovatieprojecten liggen.”

Tunnelinstallaties

Rimma Dzuhusupova onderscheidt in haar onderzoek verschillende systemen die van invloed zijn op het totale energieverbruik van een tunnel. Naast grootverbruikers verlichting en ventilatie zijn dat pompen, verkeersinstallaties, brandbestrijdings-systemen, communicatiemiddelen, energiesubsystemen en gebouwgebonden installaties (o.a. verwarming en koeling kantoren).

Gemiddelde Nederlandse tunnel

Met behulp van Rijkswaterstaat en Croon Elektrotechniek heeft Rimma Dzuhusupova voor haar berekeningen een virtuele tunnel gedefinieerd met twee tunnelbuizen met een lengte van een kilometer, die tijdens de spits 5.000 voertuigen per uur te verwerken krijgt. Doel was om die tunnel zo te ontwerpen en in te richten dat deze het milieu niet belast en aantoonbare voordelen biedt voor opdrachtgevers. Er is ook gekeken naar de nieuwe Tunnelstandaard. “Rijkswaterstaat was een van de participanten in het onderzoek en heeft mij gedurende de totstandkoming van de Tunnelstandaard al inzicht gegeven in onderliggende documenten, zodat ik daar rekening mee kon houden”, aldus Rimma Dzuhusupova. Of het ontwerp daadwerkelijk binnen de standaard past, moet ook blijken uit de pilot.

Energiereductie

Tunnels hebben een veel groter geïnstalleerd vermogen dan dat er daadwerkelijk wordt gebruikt. Dat surplus zit grotendeels in de voorzieningen voor de ventilatievoorzieningen die alleen bij calamiteiten volledig worden ingezet. Kijkend naar het gemiddelde van de data van de DrechttunnelHeinenoordtunnelBeneluxtunnel en Coentunnel, komt Dzuhusupova tot de conclusie dat 53% van de daadwerkelijke energieconsumptie in tunnels voor verlichting wordt gebruikt. Toepassing van led-verlichting verlaagt de totale energieconsumptie van een tunnel met 12%, met een redelijke terugverdientijd. Op basis van door Croon Elektrotechniek ter beschikking gestelde data blijkt dat een gemiddelde tunnel 6,6 MWh/km per jaar verbruikt.

Het jaarlijks verbruik van een tunnel met gangbare verlichting en ventilatie (links) en van een tunnel met o.a. LED-verlichting en ventilatie ter bevordering van de luchtdoorstroom (rechts).

Het jaarlijks verbruik van een gangbare tunnel (rechts) en van een tunnel met energiezuinige installaties en eigen windturbines om energie op te wekken (links).

Naast beperking van energieverbruik en CO2-uitstoot betekent toepassing van led-verlichting ook dat de beschikbaarheid van de tunnel toeneemt als gevolg van een lagere onderhoudsinterval. Bovendien kan de intensiteit van led-verlichting gemakkelijker worden aangepast aan weersomstandigheden, het lichtniveau buiten de tunnel en de verkeersintensiteit. In Nederland is led-verlichting overigens al toegepast in onder andere de Vlaketunnel en de Heinenoordtunnel.

Luchtkwaliteit

Onderzoek naar beperking van energieverbruik voor ventilatiedoeleinden heeft Dzuhusupova gekoppeld aan de mogelijkheden om de luchtkwaliteit buiten de tunnel te verbeteren. Tot heden is alleen bij de Coentunnel een ventilatiesysteem geïnstalleerd met 25 meter hoge emissieschachten, dat voorkomt dat emissiewaarden direct buiten de tunnel te hoog oplopen. Rimma Dzuhusupova: “De daarvoor benodigde energie bedraagt veertig procent van het totale energieverbruik in de tunnel. Ik heb onderzoek gedaan naar systemen met filters, zoals die in onder andere Oostenrijk, Japan en Noorwegen al zijn toegepast. Mechanische filters en koolfilters zijn vanuit energieoogpunt de beste oplossing, maar vergen veel onderhoud. Een combinatie met elektrostatisch filter of koudeplasmatechnologie kan, afhankelijk van de situatie, tot optimalisatie leiden. Verder kan luchtreiniging gecombineerd worden met warmtecirculatie, waardoor de door voertuigen in de tunnel opgewekte warmte kan worden gewonnen voor hergebruik.”

Energieopwekking

Na optimalisatie van de bestaande systemen is er nog geen sprake van een volledig energieneutrale (zero energy) tunnel. Daarvoor is opwekking van hernieuwbare energie nodig. In de modeltunnel die voor de berekeningen is gebruikt, zou sprake moeten zijn van 1.000 m2 photovoltaïsche cellen (zonnepanelen) en twee windturbines met een vermogen van 0,5 MW. Dzuhusupova stelt in het onderzoek: “De introductie van hernieuwbare energiebronnen is technisch gezien een uitdaging. We kunnen echter concluderen dat met het voorgestelde nieuwe ontwerp het beoogde doel wordt bereikt: reductie van energiegebruik, verbetering van de luchtkwaliteit binnen en buiten de tunnel en opwekking van hernieuwbare energie om de tunnel daadwerkelijk energieneutraal te maken.”

‘Meningen worden zo weer eens ter discussie gesteld’

William van Niekerk

Directeur Corporate Social Responsibility bij de Koninklijke BAM Groep
Ambassadeur Tunnels en Bouwputten bij het COB

“Goed dat in een tijd waarin duurzaamheid steeds belangrijker wordt, dit soort onderzoeken plaatsvinden, waarin wordt gekeken of met de laatste stand van de techniek energieneutrale objecten zoals tunnels haalbaar zijn voor marktpartijen. Met een contractvorm waarbij de aannemer niet alleen de tunnel bouwt, maar ook voor langere tijd verantwoordelijk is voor het beheer en de energieconsumptie van een object, kan een kostenoptimalisatie over een groot gedeelte van de levenscyclus plaatsvinden en worden dit soort toepassingen haalbaar. Meningen gevormd op basis van verouderde technieken worden zo weer eens ter discussie gesteld en dit kan tot verrassende inzichten leiden.

Door het betrekken van zowel opdrachtgevers als bouwbedrijven in het onderzoek kan er een reëel beeld van de te verwachten besparingen worden verkregen. Het integreren van de energievoorziening van infra-objecten in smart grids en aansluiting zoeken bij initiatieven zoals die van het Smart Energy Collective kan misschien nog meer mogelijkheden bieden tot het beperken van energieconsumptie.”

Duurzaamheid van zinkvoegen

Hoewel Nederlandse ingenieurs bepaald niet onervaren zijn in het ontwerpen en bouwen van zinktunnels, is lekkage bij zinkvoegconstructies in bestaande tunnels een reëel risico. Experts uit het COB-netwerk buigen zich over de kwestie: hoe kunnen zulke lekkages ontstaan en wat kun je ertegen doen?

Zinktunnels zijn in Nederland haast niet meer bijzonder. In 1937 begon het met de bouw van de Maastunnel en een van de meest recente is de Tweede Coentunnel (2009-2013). In Amsterdam werd zelfs een zinktunnel onder het centraal station gerealiseerd. Ook onderhoud en renovatie zijn van alle tijden, maar daarbij kampen we soms met vragen. Zo moest de Coentunnel Company bij de renovatie van de Eerste Coentunnel een lekkage in de voegconstructie oplossen, waarvan de oorzaak niet eenduidig was. Wat is dan de beste aanpak?

Lekkage bij zinkvoegen is echter niet alleen een probleem voor de Coentunnel Company; alle zinktunnelbeheerders kunnen ermee te maken krijgen, zoals Rijkswaterstaat, gemeenten en private ondernemingen. Doordat zink- en sluitvoegen niet of moeilijk inspecteerbaar zijn, is het niet direct vast te stellen wanneer lekkage optreedt. Zijn alle mechanismen die zich hierbij voordoen herkenbaar en wat zijn de gevolgen? De veiligheidsrisico’s zijn klein. De economische schade bij lekkende (zink)voegen is echter groot als een tunnelbuis bijvoorbeeld tijdelijk moet worden afgesloten voor herstel. Daarom hebben de Coentunnel Company en Rijkswaterstaat het COB benaderd om een gezamenlijk onderzoeksproject uit te voeren. Dankzij de positieve reacties uit het netwerk kon het project snel van start.

Doel van het project

Inmiddels zijn er al flinke stappen gemaakt. Allereerst is vastgesteld waar het onderzoek zich precies op richt: het aandragen van toepasbare oplossingsrichtingen om het risico op lekkage in bestaande zinkvoegconstructies in te schatten en beheersbaar te maken. Het gaat in eerste instantie niet om het aanpassen van details voor nieuwbouw, maar om het bepalen van maatregelen bij het uitvoeren van renovatie, onderhoud en beheer, omdat hier de grootste behoefte ligt. Het project kan wel leiden tot adviezen voor vervolgonderzoek of voorstellen voor aanpassingen van de detaillering bij nieuwbouw.

In mei 2013 werd de Tweede Coentunnel opengesteld voor verkeer. Direct daarna is gestart met de renovatie van de Eerste Coentunnel. De Coentunnel Company is, als opdrachtnemer van Rijkswaterstaat, via een DBFM-contract tot en met 2037 verantwoordelijk voor het onderhoud van beide Coentunnels. (Foto: Beeldbank RWS/Aerophoto Schiphol)

Faalmechanismen

Om iets te kunnen zeggen over risico’s op lekkage bij zinkvoegen, is inzicht nodig in het ontstaan van die lekkages, oftewel de faalmechanismen. Voor de analyse hiervan neemt de werkgroep ontwerpdetails uit SATO als uitgangspunt. SATO (Specifieke Aspecten Tunnelontwerp) is de richtlijn die Rijkswaterstaat hanteert bij het ontwerpen van tunnels. Aangezien sinds de Eerste Coentunnel in principe bij alle tunnels de SATO-details voor zinkvoegen zijn toegepast, is het logisch deze details als uitgangspunt te gebruiken.

Voor de renovatie van de Eerste Coentunnel heeft de Coentunnel Company de SATO-details al geanalyseerd op mogelijke faalmechanismen. De resultaten zijn samengevat in een zogeheten foutenboom, een schema dat toont hoe ongewenste gebeurtenissen tot stand kunnen komen. De werkgroep heeft deze boom zodanig aangepast dat hij voor iedere zinktunnel van toepassing is. Per faalmechanisme is een risico-inschatting gemaakt, gebaseerd op uitgebreid literatuuronderzoek en verzamelde kennis.

Uit een onderzoek bij de Vlaketunnel bleek bijvoorbeeld dat een rubber voegafdichting van vijfendertig jaar oud nog steeds voldoet aan de normen, en een rapport over de renovatie van de Kiltunnel wijst erop dat corrosie van de klemconstructie van het Omegaprofiel een risico kan zijn. Een eerdere publicatie van werkgroeplid Leo Leeuw (Nebest, voorheen Bouwdienst Rijkswaterstaat) geeft aan dat zettingsverschillen kunnen leiden tot lekkages in voegen. Er is echter weinig te vinden over optredende zettingen bij Omega- en/of Ginaprofielen: van de meeste tunnels zijn de zettingsmetingen pas een jaar na oplevering gestart, terwijl juist in de eerste periode (dagen tot maanden) na het afzinken, onderspoelen en aanvullen van de zinksleuf de grootste zettingen worden verwacht. Uit een inventarisatie blijkt vooralsnog dat alleen bij de Botlektunnel zettingen vanaf de afzinkfase gemeten zijn.

Vervolg

De eerste drie werksessies hebben laten zien dat er veel kennis beschikbaar is, maar dat er ook de nodige informatie ontbreekt. Daarom gaan de leden in vier subgroepen de faalmechanismen uit de foutenboom nader bekijken, en de boom uitwerken tot een overzicht van mogelijke oplossingen voor het beheersbaar maken van de risico’s. Het gaat daarbij om het vinden van een antwoord op de vraag wat er (technisch) moet gebeuren wanneer er een lekkage optreedt bij een zinkvoeg in een bestaande tunnel.

Rotterdamsebaan

De gemeente Den Haag werkt aan een nieuwe verbindingsweg tussen knooppunt Ypenburg (A4/A13) en de Centrumring: de Rotterdamsebaan. Deze weg wordt 3,8 kilometer lang en doorkruist het grondgebied van de gemeenten Leidschendam-Voorburg, Rijswijk en Den Haag. Onderdeel is een geboorde tunnel, de Victory Boogie Woogietunnel, die tweemaal twee rijstroken krijgt en ongeveer 1.860 meter lang wordt.

De Utrechtsebaan is de belangrijkste toegangsweg van Den Haag. Van het verkeer dat de stad dagelijks in- en uitgaat, rijdt veertig procent via deze weg. Dat leidt elke dag tot files die zich vaak uitbreiden naar de omringende snelwegen zoals de A12, A13 en A4. De aangrenzende woonwijken hebben veel last van sluipverkeer. De nieuwe Rotterdamsebaan zorgt ervoor dat de druk op de Utrechtsebaan afneemt en het verkeer zich beter verdeelt. Met de nieuwe weg krijgt het verkeer van en naar Rotterdam, Delft en Ypenburg een alternatief.

Tracé

De Rotterdamsebaan loopt van het knooppunt Ypenburg richting het noorden, kruist met een tunnel het groene gebied de Vlietzone, het water de Vliet en de woonwijk Voorburg-West en komt uit op de Binckhorstlaan. Daar sluit de nieuwe weg bij de Neherkade direct aan op de Centrumring. Het tracé komt grotendeels overeen met de ligging van de tweede toegangsweg die architect Dudok – die na de Tweede Wereldoorlog de leiding had over de wederopbouw van Den Haag – in zijn plannen had opgenomen. De inpassing van de nieuwe verbindingsweg was een complexe opgave. Uiteindelijk heeft de inspraakprocedure ertoe geleid dat het ondergrondse deel van het tracé driehonderd meter langer wordt dan technisch gezien noodzakelijk is. Met de verlenging is de gemeente tegemoetgekomen aan bezwaren van omwonenden en andere belanghebbenden.

Artist impression van de skyline vanuit de Vlietzone. Op het dak van de tunnel zijn de geplande zonnepanelen te zien. (Beeld: Rotterdamsebaan)

Victory Boogie Woogietunnel

De tunnel, die Victory Boogie Woogietunnel gaat heten, wordt geboord. Hiervoor maakt de aannemerscombinatie (zie rechts) gebruik van de tunnelboormachine waarmee eerder de Sluiskiltunnel is aangelegd. De tunnel wordt 1.860 meter lang, waarbij het geboorde deel een lengte heeft van circa 1.640 meter. De twee tunnelbuizen komen op ongeveer vier meter van elkaar te liggen, krijgen een diameter van ruim tien meter en liggen op het diepste punt 29 meter onder de grond. In iedere buis komen twee rijstroken en tussen de buizen komt om de 250 meter een dwarsverbinding.

Duurzame infrastructuur

De Rotterdamsebaan moet hét voorbeeld van duurzame infrastructuur in Nederland worden. De Combinatie Rotterdamsebaan heeft in het ontwerp veel aandacht besteed aan de verschillende duurzaamheidsaspecten, zoals vormgeving en inpassing in het landschap, luchtkwaliteit en energiegebruik. Een goed voorbeeld is de tunnelmond in de Vlietzone. Hier komt over het dienstgebouw en de tunnelmond een grote overkapping die bestaat uit zonnepanelen. De elektriciteit die hiermee wordt opgewekt, zal worden gebruikt in het dienstgebouw. Een ander voorbeeld is het fine dust reduction system, een systeem waarmee vijftig procent van het fijnstof bij de tunnelmonden wordt afgevangen.

Planning

In 2014 is de gemeente gestart met het bouwrijp maken van het tracé en in 2015 is een aantal wegen in de Binckhorst opnieuw ingericht. Eind 2015 is de aanbesteding afgerond en is de opdracht, in de vorm van een design-, built- en maintenancecontract met vijftien jaar onderhoud, gegund aan de Combinatie Rotterdamsebaan. In 2016 heeft de gemeente de laatste voorbereidende werkzaamheden afgerond, waarna de aannemerscombinatie van start kon met het inrichten van de werkterreinen in de Vlietzone, de Binckhorst en het knooppunt Ypenburg.

Het boren van de Victory Boogie Woogietunnel startte half januari 2018. Vanuit de startschacht op het werkterrein in de Vlietzone graaft tunnelboormachine Catharina-Amalia haar weg naar de Binckhorst. Naar verwachting komt ze daar in juni 2018 aan. Vervolgens wordt de machine gedemonteerd en teruggebracht naar de Vlietzone. Nadat de machine weer is opgebouwd, start het boren van de tweede tunnelbuis. De opening van de Rotterdamsebaan staat gepland voor 1 juli 2020.

Voorbereiding

Om onder de grond alvast ruimte te maken voor de tunnel van de Rotterdamsebaan, moesten grote stroomkabels verlegd worden. De gemeente Den Haag maakte een video over deze indrukwekkende klus. Over een afstand van liefst een kilometer werd tot vijfendertig meter diep onder de grond een gestuurde boring uitgevoerd.

Overijssel: ondergrond vergroot je ruimte

Overijssel is een provincie met heel gevarieerde landschappen. Ook ondergronds is er veel veelzijdigheid. De provincie maakte een inspirerende folder over het scala aan mogelijkheden dat de ondergrond biedt.

Voor de folder is gekeken naar alle kwaliteiten en functies vanaf maaiveld tot in de diepe ondergrond; van aardkundige waarden tot en met zoutwinning. Naast functies als levering van grondstoffen vervult de ondergrond ook natuurlijke functies, zoals filtering en berging van grondwater. In totaal kunnen er wel zo’n dertig verschillende functies worden onderscheiden, die vaak ook interacties hebben.

Niet alle ondergrondse en bovengrondse functies zijn naast of boven elkaar mogelijk. Daarbij spelen het schaalniveau en de effecten van ingrepen in de ondergrond op de lange termijn ook een rol. Er moeten dan ook steeds vaker afwegingen worden gemaakt. Hiervoor vormt de provinciale omgevingsvisie, waar de Visie op de Ondergrond integraal onderdeel van is, de basis. De centrale ambitie is om balans te vinden tussen gebruik en bescherming van de ondergrond, waarbij soms ook herstel nodig is. Daarnaast wordt bij maatschappelijke opgaven gekeken naar de rol die de ondergrond daarbij kan spelen.

Bij het zoeken naar oplossingen en het maken van afwegingen wordt nadrukkelijk de relatie gelegd met de bovengrondse ontwikkelingen. Er wordt gewerkt vanuit een integrale en gebiedsgerichte aanpak. Dit betekent dat de ondergrond direct wordt meegenomen in gebiedsprocessen en dat de kansen en beperkingen van de ondergrond in beeld worden gebracht. De folder laat dit zien: in een dwarsdoorsnede van Overijssel zijn de projecten weergegven waarbij de ondergrond een bijdrage levert.

>> Lees het interview met Jaya Sicco Smit, die als beleidsontwikkelaar ondergrond van de provincie Overijssel betrokken was bij de realisatie van de folder

'Om energieneutraal te kunnen wonen, heb je de ondergrond nodig'

“Mensen denken dat ondergronds wonen donker en koud is. De enige manier om dat te veranderen, is dat je mensen laat voelen, proeven en ervaren hoe het is. Daarom heb ik deze modelwoning gebouwd.” Henk Wolbrink, aannemer in Baak, bouwde zijn energieneutrale woning ‘Aquadomen’ in Zelhem naar eigen ontwerp. “Ik vind het interessant iets te ontwikkelen wat er nog niet is.”

Het huis met een brutovloeroppervlakte van ruim 250 vierkante meter heeft een verdieping volledig onder maaiveld en onder water, met daarbovenop een grotendeels afgedekte verdieping met een uitkijkpunt. Het uitkijkpunt is via een brug over de vijver bereikbaar. Het gebouw is vierkant, waarbij de twee zijden van de onderste verdieping grenzen aan de vijver. Grote ramen aan de vijverzijde voorzien zowel in indirect daglicht als in uitzicht op het onderwaterleven. Een waterval zorgt ervoor dat het water continu in beweging is en helder blijft. In het centrale deel wordt licht van boven gereflecteerd in grote spiegels, waardoor de daglichtbeleving gelijk is aan die in een bovengrondse woning. De woning voldoet aan alle regelgeving en is qua kosten vergelijkbaar met een bovengrondse woning van dezelfde omvang.

Energieneutraal

De woning, nu nog aangesloten op het elektriciteitsnet totdat de pv-cellen op het dak gerealiseerd zijn, is volledig ‘of the grid’. Energieneutraal was dan ook het uitgangspunt toen Henk Wolbrink circa twintig jaar geleden de eerste ideeën voor dit huis ontwikkelde. “Om energieneutraal te kunnen wonen heb je de ondergrond nodig”, aldus Wolbrink. Met de zonnewarmte die de panelen aan de vijverzijde opvangen, verwarmt hij het grondwater direct onder de betonnen vloer tot ruim twintig graden, zonder dat daarvoor een diepe boring nodig was. In het gesloten systeem kan de voor de sfeer toegevoegde houtkachel het water extra verwarmen. De vloerverwarming zorgt voor een aangename constante temperatuur. Koeling is door de diepe ligging niet nodig.

(Foto: Harry Bijl)

Proefondervindelijk

Wolbrink, die eerder ook een uitstootreducerende stallenvloer ontwikkelde die tegenwoordig in binnen- en buitenland wordt toegepast, is als ontwerpend aannemer altijd al met nieuwe technieken bezig geweest. De technische oplossingen die hij in het huis heeft toegepast, heeft hij in de loop der jaren al bij andere projecten kunnen inzetten. “Vooraf berekeningen doen is allemaal prima, maar die komen meestal niet uit. Als je iets wilt bouwen wat er niet is, moet je uitgaan van aannames. Die zul je dan eerst moeten testen. Daarom kies ik voor een proefondervindelijke aanpak. Ik heb in de loop der jaren al heel veel kunnen uitproberen. Dat pas ik hier toe. Met de uitgangspunten voor dit project heb ik de problemen wel echt opgezocht, maar dat vind ik persoonlijk het mooiste ervan. Ik vind het mooi om oplossingen te bedenken. Werkendeweg kom ik nog wel kleine dingen tegen die anders uitpakken dan verwacht, maar het werkt zoals het moet.”

“Als je iets wilt bouwen wat er niet is, moet je uitgaan van aannames. Die zul je dan eerst moeten testen.”

Observatiepost

“Ik had het ontwerp al in mijn hoofd toen ik voor het eerst naar de gemeente ging. Ik had de grond al gekocht en een maquette gemaakt om mijn plannen voor een modelwoning te presenteren. Maar ik ben natuurlijk maar een aannemertje en geen professor, en ik kwam zonder de dikke boekwerken die volgens de gemeente bij energieneutraal bouwen nodig zijn. Ik wilde iets wat ze niet kenden. Het heeft wel drie, vier jaar geduurd voor ik een vergunning kreeg. Het pand heeft nu een educatieve bestemming, en dat heeft vermoedelijk de doorslag gegeven bij het verlenen van de vergunning.”

Het huis is nu formeel een observatiepost, onder andere te gebruiken voor biologielessen voor scholen uit de buurt. Een woonvergunning kreeg Henk Wolbrink niet, al is het inmiddels wel toegestaan dat mensen die willen ervaren hoe het is om ondergronds te wonen, er een paar dagen mogen verblijven. Dat gebeurt nu al incidenteel, maar kan pas echt over een jaar, als Henk Wolbrink de woning ook binnen helemaal heeft afgewerkt.

Lange adem

De bouw startte zo’n acht jaar geleden. Henk Wolbrink bouwde het huis helemaal zelf in de ‘verloren uurtjes’ naast het werk voor het aannemersbedrijf dat hij samen met zijn twee zoons runt. Hij kiest waar mogelijk voor natuurlijke materialen. Wanden en plafonds zijn al afgewerkt met larikshout uit het omringende bos. Ook de keuken heeft Wolbrink helemaal van dit lokale materiaal gebouwd. De balkenplafonds zijn de ‘verloren bekisting’ van de erboven gelegen betonvloer. Dat dubbelgebruik zorgt voor minimale afvalstromen.

Langzamerhand verspreidt het verhaal over de ondergrondse woning in Zelhem zich over Nederland. Ook al is het project nog niet af, er wordt al voorzichtig gewerkt aan een opschaling. Er heeft zich zelfs een ondernemer gemeld die een ondergronds hotel met vierhonderd kamers wil realiseren. Concreter is een project van zes of zeven woningen bij een ruitercentrum in de omgeving. Henk Wolbrink: “Het bevindt zich in de ontwerpfase. Ook voor dit project geldt dat de bouwkosten vergelijkbaar zijn met die van een bovengrondse woning.”

Dit was de Onderbreking Duurzaamheid

Bekijk een ander koffietafelboek:

COB AI