Brede school Noordster

Op de grens van het aardbevingsgebied van Groningen ligt Zuidhorn. De brede school die KPB architecten (voorheen Team 4) daar realiseerde is bijzonder. Niet alleen omdat er rekening is gehouden met de nieuwe NEN richtlijnen ten aanzien van aardbevingsbestendig bouwen, maar ook omdat de plattegrond voorziet in toekomstige uitbreiding of inkrimping van de bevolking. Dat de school voorzien is van betonkernactivatie, is voor architect Klaas Paul de Boer echter de gewoonste zaak van de wereld.

Toen de betonkernactivatie omstreeks de millenniumwisseling nog in de kinderschoenen stond realiseerde De Boer het eerste project hiermee. “Dat was een leerzame tijd; we hebben wel eens 70 bronnen geslagen. Maar ook het zoeken naar de juiste balans tussen de grondaccu, koeling en verwarming heeft ons veel geleerd. Zo leerde de ervaring ons dat als er onbalans is in het klimaatsysteem de oorzaak bijna altijd bij de bron gezocht moet worden.” Inmiddels is de techniek op een veel hoger plan gekomen. “In Zuidhorn zijn slechts twee bronnen geslagen en kunnen we ook veel nauwkeuriger berekenen hoeveel energie een gebouw vraagt en levert.” Dit leidde ertoe dat het verwarmings- en koelingssysteem is toegepast in combinatie met warmte/koudeopslag en warmteterugwinning.

Esthetisch

Volgens De Boer is thermisch geactiveerd beton niet alleen een efficiënt antwoord de op de huidige energievraag, maar het helpt hem ook om het gewenste esthetisch beeld te creëren. “In de virtuele wereld – waarvan Pokemon Go het ultieme uitvloeisel is – weten mensen niet meer waar ze zijn. We leven steeds meer op het scherm van onze mobiele apparaten. Ik vind het van belang dat mensen in contact staan met hun omgeving, dat kinderen zien hoe een gebouw in elkaar steekt, dat kolommen, balken en plafonds zichtbaar zijn zodat gebruikers gevoel krijgen voor hun omgeving. Door betonkernactivatie moeten de plafonds open blijven zodat koude lucht naar beneden kan vallen en er gezonde luchtstromingen ontstaan. Daarnaast is ‘reinigbaarheid’ in het onderwijs een issue en door het ontbreken van radiatoren wordt het bruikbare vloeroppervlak groter. Het mes snijdt dus aan vele kanten.”

Akoestiek

Een nadeel van uitsluitend beton toepassen en geen systeemplafonds is dat het harde materiaal het geluid hard weerkaatst. Daarnaast zijn opdrachtgevers nog steeds erg gecharmeerd van systeemplafonds. De Boer: “Ze zijn goedkoop en door de akoestische eisen zullen deze producten ook wel overleven, maar hygiënisch of mooi worden ze niet.” Door de contouren van het gebouw en de lokalen in Zuidhorn werden de eerste akoestische hobbels echter opgelost. “De plattegrond van de school heeft de vorm van een zonnewijzer of oog en de lokalen lopen taps toe. Die vorm zorgt al voor minder flutterecho (het weerkaatsende geluid tussen evenwijdige muren). Daarnaast hebben we plafondeilanden van Ecophon gebruikt in de lokalen.” In de kraag van de pleinen die de lokalen met elkaar verbinden zijn echter wel systeemplafonds verwerkt. “Deze dienen als akoestische demper, maar onttrekken ook de leidingen aan het zicht. Deze lopen namelijk vanaf de centrale installaties – die boven de kleedkamers naast de sporthal zijn gesitueerd – naar de diverse ruimtes.”    

Plattegrond

De plattegrond laat zien dat de sporthal niet aan de rand, maar midden in de school is geschoven en dat de gevels bol en voornamelijk zuid- en noordwaarts gericht zijn. Volgens de architect kan er binnen deze kaders voldoende rekening worden gehouden met toekomstige uitbreiding of inkrimping. De vraag is alleen hoe wil hij dat realiseren zonder de oorspronkelijke architectuur aan te passen? “Aan de noordkant zijn diverse ingangen. Deze worden nu gebruikt door de school, BSO en de fysiotherapiepraktijk, maar bij een andere invulling van het gebouw kunnen zij ook als separate entrees dienen. En uitbreiding van de school is mogelijk op het dak. Daar liggen nu 300 zonnecellen. Door deze te verplaatsen naar de dak van de sporthal kunnen twee keer drie extra lokalen gerealiseerd worden.”

Louvres

De louvres die het gebouw aan de zuidzijde als wimpers omkleden zijn berekend op toekomstige uitbreiding op het dak en maatgevend voor de gebruikskwaliteit van de achterliggende ruimten. “De gebouwhoge prefab betonelementen zorgen voor de gewenste schaduw in de lokalen. Ze zijn op 3,6 meter van elkaar geplaatst en uitgevoerd in schoonbeton – net als de wanden in de lokalen. Omdat de zonbelasting aan de zuidkant hoog kan zijn, is in de betonschijven bovendien een stormvaste zonwering verwerkt. Deze is zo’n 40 centimeter voor de gevel is geplaatst, zodat we voorkomen dat leerlingen zich opgesloten voelen. Bovendien kunnen de ramen dan ook op warme dagen open gezet worden, zonder dat opgehoopte warme lucht naar binnen wordt geventileerd.” Het werken met prefab elementen brengt echter ook nadelen met zich mee. “Wil je prefab elementen in een gebouw gebruiken dan moet je daar in de architectuur rekening mee houden, want de logistiek is maatgevend. Ook hier waren de maximale afmetingen van de betonschijven bij transport bepalend voor de proporties van het gebouw.”

Aardbevingsbestendig

Tijdens de uitvoering (bouw van de school) werd een nieuwe versie van NPR 9998 ‘Ontwerp en beoordeling van aardbevingsbestendige gebouwen bij nieuwbouw, verbouw en afkeuren – geïnduceerde aardbevingen’ gepubliceerd. Deze week af van de uitgangspunten welke bij het oorspronkelijke ontwerp van de school waren gehanteerd. Tijdens de bouw werd dus al een veiligheidsrisico voor de toekomstige gebruikers van de school gesignaleerd. Dit leidde ertoe dat de opdrachtgever in overleg trad met de NAM. In samenspraak zijn in de uitvoeringsfase aanvullende maatregelen ontwikkeld en aangebracht welke er toe leiden dat de constructie achteraf alsnog voldoet aan de NPR van december 2015.

“Dat resulteerde in een bijzondere oplossing: het beton werd eerst gestort, kreeg vervolgens een paar weken om uit te harden en daarna zijn de dilataties (om de 25 meter) dichtgestort, waardoor het nu een monoliete constructie is.” Deze oplossing is mogelijk omdat de aardbevingen in Groningen sterk horizontaal gericht zijn. “De meeste schade ontstaat dan door de uitzetvoegen en verschillende bewegingsfrequenties van gebouwdelen. Delen botsen dan tegen elkaar waardoor schade ontstaat. NAM financierde de extra kosten.

Prefab en slim

Het Harense ingenieursbureau abtWassenaar ontwierp met de architect de optimale constructie. Projectleider Peter van der Meer: “De keuze voor een prefab betonconstructie is in nauwe samenwerking ontstaan. De prefabricage van wanden was aantrekkelijk vanwege de druk op de uitvoeringsplanning en het inhuizen van de scholen. De afmetingen bepaalden we in nauw overleg met de leverancier. Bedenk dat de elementen aan de voorzijde van het gebouw maar liefst 11 x 2,5 x 0,22 meter zijn en 15 ton per stuk wegen!” Dat zijn afwijkend grote elementen qua productie, transport en montage. Ze moesten bijvoorbeeld horizontaal worden getransporteerd en zijn op de bouwplaats gekanteld voor de montage.

De wanden zijn aan beide zijden schoon en uitgevoerd in zelf verdichtend beton. Bij de uitwerking van detaillering hebben de ingenieurs veel aansluitingen op onzichtbare wijze kunnen koppelen. Dat geldt in het bijzonder voor veel uitkragende geprefabriceerde luifelconstructies rondom het gebouw , die met Isokorf verbindingen gekoppeld zijn aan de constructie. Ook zijn alle voorzieningen ten behoeve van de zonwering in de constructie geïntegreerd. Van der Meer: “Een slimmigheidje is dat in de toekomst steeds twee lokalen aan elkaar gekoppeld kunnen worden door achteraf deuropeningen te maken in de prefab wanden: een voorziening ten behoeve van de flexibiliteit.”

Om het gebouw beter bestand te maken tegen aardbevingen zijn de dilataties dichtgestort.