Gelast X-frame duurzame oplossing

Een compleet in de fabriek in elkaar gelast X-frame bleek een veel duurzamere oplossing voor een nieuw Amsterdams hotel te zijn, dan aanlevering van deze stalen constructie in delen en montage ter plekke.

In de wijk Amstelkwartier in Amsterdam bouwen de drie TBI-ondernemingen J.P. van Eesteren, Croon Elektrotechniek en Wolter & Dros een nieuw hotel. De opening is in de loop van 2016. Binnen het hotelconcept staat straks duurzaamheid centraal. Maar al gedurende de bouw wordt de duurzaamheidsgedachte nauw nagestreefd. Onder andere door speciaal ontwikkelde installaties, toepassing van gerecyclede materialen en een vernieuwende logistieke coördinatie.
Er wordt gewerkt volgens de internationale LEED Platinum eisen en de uitgangspunten van de circulaire economie, waarbij hergebruik van materialen en een verregaande beperking van afval uitermate belangrijk zijn. Ook in het staalgebruik in dit gebouw moet rekening worden gehouden met de duurzaamheidsambities. Op de begane grond van het hotel was echter een stalen, drie verdiepingen hoog X-frame gepland. Gekoppeld aan de vraag naar een zo duurzaam mogelijke uitvoering, werd de totstandkoming van deze stalen constructie een bijzondere uitdaging binnen dit project.

Essentieel onderdeel
Het X-frame zorgt ervoor dat een open ruimte ontstaat bij de entree van het gebouw. Het frame maakt deel uit van een vide en is daarmee een esthetisch onderdeel van het ontwerp. Op het X-frame worden uiteindelijk echter achttien prefab betonnen wanden gezet, waaraan tevens betonnen vloeren zijn gekoppeld. Daarmee krijgt het X-frame het gewicht van achttien verdiepingen te dragen. Dit maakt de stalen constructie een onderdeel dat de stabiliteit van het gehele gebouw mede bepaalt. Zodat op de drie terreinen van kostenefficiëntie, duurzaamheid én veiligheid geen compromissen mogelijk zijn.
Om een optimum te realiseren op alle drie de vlakken heeft J.P. van Eesteren als aannemer vooraf met staalproducent Buiting uit Almelo gezocht naar de meest duurzame en efficiënte oplossing voor alle partijen. Daarbij is gekeken naar de speelruimte in de constructie en de wensen vanuit contractmanagement. Een basiscalculatie wees uit dat het als geheel leveren en monteren van het stalen X-frame een besparing op kon leveren qua transportkosten, verbindingsstaal en manuren. Hierbij speelden de volgende vragen:  Is het mogelijk het gehele gewicht en omvang te vervoeren van de fabriek naar de bouwplaats? Is deze oplossing de meest economische oplossing? Is de kwaliteit van fabricering in de fabriek beter dan wanneer de montage op de bouwplaats plaatsvindt?
Op alle vragen kon ja geantwoord worden, wat het idee tot een realistische optie maakte.

Werkplan
Het idee transformeerde zich daarna naar de praktijk in de vorm van een doordacht werkplan. De gehele staalconstructie weegt circa 30.000 kilogram, is 14 meter hoog, 7,5 meter breed en bestaat uit meer dan honderd losse onderdelen die door middel van zware lasverbindingen tot één gemaakt zijn. In het werkplan is daarom bekeken hoe het gevaarte getransporteerd en geplaatst kon worden. Belangrijke onderdelen binnen dit werkplan waren de keuze voor een mobiele kraan die het gewicht kan dragen en de controle van de stempeldrukken. Hierbij moest rekening gehouden worden met de druk van de stempels op de ondergrond en op de bestaande kelderwanden op de bouwplaats. Daarnaast bevatte het werkplan de uitwerking van de tijdelijke bevestiging van het X-frame en de koppeling met de bestaande stalen onderconstructie.

Transport en plaatsing
Het X-frame is conform goedgekeurde berekeningen en tekeningen in de fabriek in elkaar gelast. Deze lassen zijn getest en getoetst. Het concept van geboute momentverbindingen is niet overwogen tijdens dit project, omdat deze aanpak technisch niet mogelijk bleek. Na fabricage van het stalen X-frame kwam het moment van transport. Omdat het een constructie van grote omvang en gewicht betrof, was het nodig hier een vervoersvergunning voor aan te vragen en moest het transport worden begeleid. Het X-frame is per vrachtwagen met oplegger tijdens één nachtelijk transport vanaf Almelo in twee uur tijd naar de bouwplaats in het Amstelkwartier gebracht. Eenmaal op de bouwplaats aangekomen heeft het plaatsen van het X-frame ongeveer een dag geduurd. Met een mobiele kraan van 350 ton is de stalen constructie op zijn plaats gehesen. Met een kleine mobiele kraan zijn vervolgens de tijdelijke stalen voorzieningen aangebracht. Deze schoren en hulpbalken zijn verwijderd nadat het frame was opgenomen in de definitieve betonnen vloer.
In dit project wordt gewerkt met een Just in Time and Place principe, waardoor geen bouwmaterialen op de bouwplaats worden opgeslagen. Alles wordt geleverd op het moment dat het nodig is en meteen geplaatst op de juiste plek. Dit gold ook voor het X-frame, waardoor er door een levering van het geheel een grote besparing is ontstaan in het transport. Was het X-frame in delen geleverd, dan waren hier acht transporten voor nodig geweest. Door fabricering in Almelo en het nachtelijk transport is zowel het aantal transporten als de CO2 uitstoot in de binnenstad verlaagd.

2.500 kilo staal bespaard
Indien het X-frame in delen was aangeleverd en ter plekke gemonteerd, hadden er zware verbindingen gemaakt moeten worden om de constructie sterk genoeg te maken. Deze momentverbindingen kunnen alleen met bouten en met haaks op de kolommen gemaakte stalen platen worden gemonteerd, zodat de verbinding één geheel wordt met de constructie. Deze verbindingen kunnen wel tot 5 à 10 procent van het totale gewicht uitmaken. Dit zorgt ervoor dat, voor wat betreft het X-frame, op de bouwplaats in het Amstelkwartier ongeveer 2.500 kilogram staal is bespaard. Deze besparing van montagetijd op de bouwplaats en verbindingsstaal is het resultaat van de ambitie die zowel opdrachtgever als aannemer voor ogen staat. Een ambitie die leidt tot nieuwe invulling van werkprocessen en samenwerkingsvormen en uiteindelijk resulteert in verdere verduurzaming binnen de bouw.